西北地区体育馆空调通风系统的探讨

雷 慧（西北民族大学体育学院，甘肃 兰州730124）

1 前言

随着我国经济建设的飞速发展，国力的不断增强，我国体育事业也得到了发展。近年来随着全民运动的开展，人们对健康向上的高素质的生活有了更迫切的追求，各类体育场馆的建设投入不断加大。特别是近年来高校新校区的建设，体育馆建设成为重要领域。体育馆具有综合性和抗干扰性等室外体育场地无法比拟的优势，体育馆的抗干扰性主要表现在其是室内场地, 受外界自然环境的影响较小，可以保证体育教学、课余训练和竞赛以及群体活动的正常进行[1]。体育馆是人员聚集，活动量比较大的公共场所，所以，体育馆的舒适性、卫生性是不容忽视的一个问题。体育场馆的空调通风系统是保证使用过程中舒适性、卫生性、经济性的重要设施，怎样使体育场馆既要满足舒适性、卫生性的要求，又要运行成本低，需要不断的探索。

2 现状

西北地区大部分属于寒冷和严寒地区，主要以考虑冬季供热和夏季通风换气为主。在以前，体育馆只有通风系统和供暖系统，是很少有空调系统的。近年来随着国家整体经济的发展，经济总量的提升，人民生活水平的提高，加之全球气候变暖，场馆建设的各种设施和配置有了很大的提升。目前，在西北地区，体育场馆在温度控制方面有了调控措施，夏季采用空调通风系统（制冷机组制冷），冬季采用暖气加热系统。

在空调通风系统方面，较小的体育馆送风方式大多为为单排喷口四周侧送式，冷风由布置在四周的冷风管吹出，吹出过程中带动空气流动，并产生冷热空气的热交换，同时冷热空气的交换也能产生一定空气的流动，形成一定的气流组织形式，以满足馆内夏季降温的目的。许多篮球排球馆、乒乓球羽毛球馆、体操武术馆都是以这种形式调节温度。

体育馆的特点是进深大，空间大，体积大。由于场馆进深大，四周送分的方式，容易造成馆内四周到中心有较大的温度、风速、清洁度的梯度，即越靠近场馆中心位置，舒适度越差，室内空气品质越差。究其原因，侧送式风口距离场馆中心太远，风速也不能很大，气体的流动不能到达场馆中心，因此形成比较大的温度梯度，而且不能有效的把污浊空气排出。

体育馆进深大，空间大，体积大的特点，使得场馆空调的装机容量是很大的。空调设施的投入也是很大的。近年来为了追求外形美观独特，增强自然采光，大面积采用透光玻璃幕墙和透光穹顶，使得围护结构传热量大，保温效果差。这就使得夏季空调负荷大。为了节约运行成本，夏季空调通风系统多数情况下不开或少开，结果使得空气质量和环境舒适度难以满足需要，学生长期在这种条件下运动会造成缺氧甚至中暑等危险。

西北地区空气干燥，场馆设计上也没有加湿考虑，高校的生源来自五湖四海，南方地区的学生平时生活都特别不适应西北的干燥，而在干燥的环境下进行运动，身体更是不适。运动者的心情和积极性会受到很大的影响。

综上所述，目前体育馆在空调通风系统方面需要改进的问题主要包括这几个方面：第一，气流组织形式的改进，保证馆内环境的舒适性和卫生性；第二，改变制冷机组制冷方式，减少装机容量，节约电耗，降低能耗；第三，合理的设置空气加湿功能，使得场馆的小环境更适合运动者的健康需求。

3 解决方案

基于对目前体育馆的空调通风的调查，结合近年来建筑用热用风的新技术的发展，由以下方式对体育馆空调通风来进行改进：

第一，体育馆进深大，空间大，体积大，四周送风送暖方式不容易送达场馆的中部。近年来西北地区居住建筑在采暖方式上大面积采用地板加热，这种方式的优点在于室内地表温度均匀；高效节能，舒适的范围集中在人体受益的高度内，传送过程中热量损失小。参照地板加热形式，可对体育馆的送风方式进行改进，即采用地板送风，将原来的侧送式改为上吹式，即垂直屋顶向场馆送风，以形成由下而上的气流组织形式。即设想在地板下预埋送风管道，送风管道由主管道和支管道组成，在主管道上间隔一定距离安装支管道，在支管道上设置控制阀门，并在支管道上间隔一定距离安装出风口，出风口上的地板设计成篦子地板，不影响运动。具体送风过程是：先把新风送至送风主管道，再经各支管把新风送至出风口，最后由出风口把新风送至室内。

与侧送式的送风方式相比采用上吹式送风方式具有的优点很明显，首先，通过布置合理的上吹式送风口，并控制合理的送风风速，向上吹动大空间体育馆底部污浊的空气，使底部空气具有向上流动的合理气流组织形式，迫使污浊空气上升，并在距地面一定高度排出室外，使人处于相对清洁的环境中，从而满足清洁度和舒适度的要求，这与侧送式相比避免了单纯的在底部活动区使新鲜空气和污浊空气相混合的送风方式，不仅形成合理的气流组织形式，而且需要较小的新风量。其次，气流组织平面分布，能够保证室内各个位置温度均匀，气流稳定。再次，通过控制支管道阀门，能控制馆内不同区域有风无风，风大风小，冷空气均匀进入馆内空间，降温速度快，便于控制。

第二，《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）第5.3.24条规定，“在满足使用要求的前提下，对于夏季空气调节室外计算湿球温度较低、温度的日差较大的地区，空气的冷却过程，宜采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却或直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级冷却方式”。蒸发冷却空调技术是利用自然环境中的干球温度与露点温度差，通过水与空气之间的热湿交换来获得冷量的一种环保高效而且经济的冷却方式[2]。西北大部分地区满足这个条件。因此，可以将目前大部分使用的空调制冷系统改为蒸发冷却制冷方式，即通过设置带喷淋水的蒸发冷却装置，使空气通过该装置时与喷淋雾化的水接触换热，降低进入室内的空气温度，以达到夏季降低室内温度的目的。喷淋水通过冷却塔冷却后循环利用。

与空调制冷系统相比，蒸发冷却有如下特点：（1）较低的冷却设备成本；（2）较小的装机容量，能大幅度降低用电量；（3）减少温室气体和CFCs的排放量[2]。

第三，使用蒸发冷却技术，由于进风直接与雾化水接触换热，在换热过程中会对空气有湿润和洗涤作用，所以，进入馆内的空气就既清洁又有加湿作用，对体育馆通风来说这是一个更突出的优点，解决了西北地区气候干燥和空气含尘的问题，更能保证人们的运动健康。

4 结语

1）采用地板送风，使体育馆内气流组织形式更合理，提高馆内空气的均匀性和稳定性，提高馆内的空气舒适度和卫生性；

2）采用地板送风，新鲜空气均匀进入馆内各个位置，降温速度快，所需新风量少；

3）采用蒸发冷却方式，投资少，装机容量小，节约用电，节能降耗；

4）采用蒸发冷却方式，进风直接与喷淋水接触，可以湿润、洗涤进风，给场馆提供湿润清洁的新鲜空气。

[1]宋亮.对普通高校综合体育馆建设的必要性分析.〔J〕.牡丹江教育学院学报，2008年第二期：113 120

[2]李建霞.兰州地区蒸发冷却技术在办公建筑中的应用分析.〔J〕.制冷，2010年第4期：82-84