北方寒冷地区游泳馆采暖工况下的室内热环境

梁　栋,赵　仑

（1.大连云龙市政工程有限公司；2.大连巨坤建设工程有限公司,辽宁　大连　116000）

北方寒冷地区游泳馆采暖工况下的室内热环境

梁栋1,赵仑2

（1.大连云龙市政工程有限公司；2.大连巨坤建设工程有限公司,辽宁大连116000）

摘要：城市化进程的加快极大丰富了人们的生活，城市中越来越多的五星级酒店、健身中心都配有室内的游泳池，做好室内游泳馆的暖通设计，为室内游泳环境通风保暖提供最良好的运行场所；同时由于游泳者皮肤直接与外界接触,因此采暖也是很重要的环节。北方寒冷地区由于其气候与地理位置的客观因素，在设计游泳馆的时候必须考虑很多方面的影响。比如在采暖工况下的室内热环境。

关键词：北方寒冷地区；采暖工况；空气参数；通风供暖空调；围护结构防结露；CFD

1　研究对象

本文选择了大连理工大学游泳馆作为研究对象，游泳馆面积2300m2,共十泳道，游泳池水面尺寸为25m×50m。最深水位两点二米，浅水位一点四米；为了更好的进行泳池的杀菌消毒，有专门的现代化研究室，泳池有先进的水循环系统，同时，使用药品和臭氧进行双重的额杀菌消毒工作。馆内采光充足。馆内配有优秀的救生员、教练员、服务员，还配备有宣传广播系统，是进行教学、训练、比赛和休闲娱乐的理想场所。游泳馆采取空调供暖、散热器供暖以及地热供暖方式维持池厅的温度，保证游泳者的舒适性。配备高性能的通风空调来调节池厅的通风环境。根据以上的条件，基本符合了北方寒冷地区采暖工况这一研究背景。

2　研究方法

本文采取实地测量、CFD数值计算以及调查问卷评估相结合的方法。实地测量可以准确的计算出游泳馆各参数的数值，直观的评估游泳馆的实际状况；CFD数值模拟可以定性模拟出游泳馆在各种条件下的风冷状况、热量分布；调查问卷可以主观的评估游泳馆给游泳者的舒适性状况。三种方法相结合可增强整个实验的可靠性。

3　研究步骤与结果分析

3.1测量仪器

QDF型热球风速仪；清华同方温湿度自记仪；SMART SENSOR温湿度手持表。

3.2测点分布

游泳馆内测点选取如下：更衣室-淋浴室-宾客入口-池厅北侧（无活动窗）-池厅南侧（两扇活动窗）-池厅东北角供热暖气。这些测点包含了游泳馆所有的条件状况，基本可以做到反映游泳馆整体指标的作用。

3.3空气参数的确定

利用测湿度的仪器测量池厅的相对湿度，确定含湿量以及露点温度。利用温度计测定环境温度以及泳池池水温度，事实上环境温度应该高于池水温度1～2℃，检验其舒适性。经测量，该泳池的平均相对湿度为74%RH，环境温度为28.1℃，池水温度为25.1℃，露点温度为22.0℃。

通过计算可以得出，排风量为每小时26430立方米，为了保证游泳馆内负压环境，排风量要比输入室内的新风量要大。

3.4游泳馆的采暖通风系统设计

游泳池厅内送风干管穿行在网架内，一共有4排，每排13个送排风口。离地面标高14.0～16.0m。池厅送风方式为垂直下送风，风口采用收缩型喷口，收缩角为6℃，出口直径500mm，喷口出口风速为5.8m/s。喷口布置在游泳者活动区域上空，喷口射程为11.6m左右（距地面2.4m处），冬季送热风末端计算速度约为0.28m/s。风速稍大于理想速度0.25m/s，基本上能满足要求。回风口尽量靠近地面，以便及时把池区潮湿空气带走。

游泳馆采取空调供暖、散热器供暖以及地热供暖方式维持池厅的温度，保证游泳者的舒适性。地热采暖尤为重要，地表温度保持在38℃左右，为游泳者提供了良好的采暖状况，同时为了避免局部地表的高温对游泳者造成灼热感，特在地表增加了隔离地膜。

3.5池厅围护结构防结露措施

冬季游泳馆的室内温度较高，湿度大，水分蒸汽多，容易形成结露，结露产生对于室内环境会造成一定污染，而且会腐蚀一些室内的维护结构，使保温层遭到损坏，从而影响到整个游泳馆的保温效果。所以，要将建筑的热工处理作为游泳馆设计工作的重点。具体的做法是：围护结构避免表面结露，就要保证结构表面的温度要高于室内温度一至摄氏度，根据公式测得围护结构范围内允许的最大传热系数，本游泳馆外围护结构的最大传热系数为2.81w/㎡.℃，所以外窗尽管采用双层窗，在室外温度降低到较低时，内侧玻璃还可能出现结露的现象。本馆在防止结露现象上面运用了两种方法：一是热风防结露，为了提高玻璃内壁的温度，要在二层的外窗以及玻璃门上安装热风送风口；二是在热身区窗下面安装散热器，以此来提高玻璃内壁的温度，以上两种方式可以有效的避免结露现象，同时提高泳池的保温散热效果。

通过上述分析，尽管理论计算的数值不会出现结露，但是游泳馆室内温度、湿度变化的不均匀性，还是不可避免的出现局部的结露现象，因此，在不断的研究中，就要对一些局部的地方采取具体分体具体分析的方法进行解决处理。

4　结论

空气参数确定平均相对湿度为74%RH，环境温度为28.1℃，池水温度为25.1℃，露点温度为22.0℃。池水与环境温度差异较大，游泳者存在较强烈冷感，相对湿度略高但符合国家标准。通过国外的一些研究资料可以看出，游泳馆温度与室内温度保持一致的时候，人自身会有一个很好的舒适感，一般在冬季，游泳馆是用辐射加热风供暖系统进行室内温度的维持，通风量以及通风空调系统设计通风形式比较单一，局部通风不良，在池厅西侧人体聚集区有较强烈异味。对于通风空调系统，池厅内保持负压，使得排风量大于送风量，能够较大程度满足环境通风-除臭-除湿-散热的需要。送风口末端速度控制在0.25m/s，且在距池面2.4m处，基本符合国家标准。

池厅围护结构防结露措施游泳馆在供暖空调运行时段，围护结构传热系数允许值为2.82w/m2？℃，保证了池厅内部围护结构的防结露问题。但是由于局部温差以及对湿度的控制不佳也会出现结露问题。

供暖系统的设计游泳馆采用热风采暖、地板辐射以及散热器采暖相结合的方式。围护结构周围窗台下设置暖气片，采用下行上给式双管热水系统，承担围护结构耗热量，窗下设置暖气有利于减少和防止窗玻璃结露，下行上给式系统外露管道少，美观且减少金属管道锈蚀数量。

参考文献：

[1] 赵荣义,范存养,薛殿华,等.空气调节[M].3版.北京：中国建筑工业出版社,1996.

[2] 中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力[M].北京：中国计划出版社.