某体育中心游泳馆空调通风设计

高 峰， 房艳兵

(安徽省建筑设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230601)

1 工程概况

本体育中心游泳馆项目地址位于安徽省合肥市。体育中心地上4层，地下1层，建筑面积为28 023 m2，设计有各类体育场馆。其中游泳馆位于一、二层，泳池水处理机房及设备房位于地下负1层，拥有1个标准泳池和1个儿童戏水池，池面表面积1 370 m2，泳池区域面积为3 500 m2(不含更衣、淋浴等辅助用房)，设有休息区但无观众看台。

2 热湿负荷计算

2.1 空调室内设计参数

(1)室内温度及风速。泳池水设计温度为25～28 ℃，室内设计计算温度取 26～28 ℃[1]。基于舒适性因素，泳池室内温度和池水温度不能有太大温差，并应考虑冬夏季差别。综合上述因素，冬季池水设计温度取28 ℃，室内设计温度取26 ℃；夏季池水设计温度取26 ℃，室内设计温度取28 ℃。由于人体在湿润的情况下对风速格外敏感，应尽量减小室内风速，设计风速取0.15 m/s，减少吹风感[2]。

(2)室内相对湿度。泳池区的相对湿度较高时冬季室内易发生结露、滋生霉菌；反之， 相对湿度较低时出水人员体表蒸发速度快，“寒冷”感明显。池区空气的相对湿度一般为50%～70%，不允许超过 75%[3]。考虑到游泳馆无观众区，泳池散湿量大，相对湿度按65%计算。

2.2 新风量及过渡季通风量取值

由于泳池人员相对较少，按人员新风量取值不能满足空气除湿和降低空气中氯气浓度(空气中氯气含量不超过1×10-6)的设计要求[4]，参考ASHRAE 62.1-2016通风标准，按每平方米泳池及其岸边湿地面积8.78 m3/h计算，其中公共性泳池，岸边湿地面积按泳池外扩2m计算[5]。本泳池湿地面积为1 628 m2，新风量为14 294 m3/h。

泳池过渡季不同于一般意义上的过渡季节，应是在室外温度24～26 ℃，室外相对湿度低于65%时，可利用室外自然风去除室内含氯气体，降低室内空气湿度，改善室内环境，并在满足去除含氯气体通风量的基础上，适当加大通风量，设计取换气次数2次/h，通风量为42 000 m3/h。

2.3 湿负荷计算

泳池湿负荷除新风湿负荷外，主要由泳池及湿地面的散湿负荷和人员湿负荷构成[6]。

(1)人员湿负荷按下式计算:

W1=ωnφ

(1)

式中：W1为人员散湿量，kg/h；ω为单位人员散湿量，kg/(h·人)；n为人数；φ为群集系数，本次取0.9。

(2)泳池湿润地面散湿量计算:

W2=0.017 1(tn-ts)F1

(2)

式中：W2为湿地面散湿量，kg/h；tn为室内空气干球温度，℃；ts为室内空气湿球温度，℃；F1为池边湿润地面面积，m2；n为润湿系数，取0.3。

(3)游泳池水面散湿量计算:

W3=0.007 5(0.015 2v+0.017 8)(Pw-Pa)F2

(3)

式中：W3为游泳池水面散湿量，kg/h；F2为泳池水表面积，m2；v为室内风速，m/s ；Pw为水表面温度下饱和水蒸气的分压力，Pa；Pa为空气中水蒸气的分压力，Pa。

2.4 空调负荷计算

由于夏季室内设计温度高于泳池水温度2℃，冬季室内设计温度低于泳池水温度2℃，泳池散热仅考虑潜热负荷不考虑显热负荷，显热负荷作为负荷附加值，不列入计算负荷。由于考虑外玻璃面的防结露，应增加向外墙玻璃面送热风的负荷。空调负荷的计算结果见表1。

表1 游泳馆的空调负荷计算结果

3 末端系统设计

3.1 泳池除湿热泵设计

泳池除湿热泵不仅具有除湿、空调制冷功能，还能加热室内空气、处理新风、泳池水辅助加热等，因此被广泛利用。除湿热泵可以将池水蒸发的热损失进行回收利用，加热池水或者空气．暖湿空气流经蒸发器，温度下降，水蒸气凝结，实现对池厅内空气的除湿作用；冷媒将空气冷却、水汽凝结及冷却过程中释放的热能吸收，经热交换器对池水进行加热，实现泳池池水的加热作用；或者经过再热器，对冷却的室内空气进行加热，实现空气的加热作用[7]，如图1所示。根据除湿热泵的特点并结合计算得出的湿负荷、通风量以及冷热负荷，本项目选用两台总冷量188 kW、总热量228 kW、标配风量38 400 m3/h泳池除湿热泵机组。除湿热泵主要用于泳池空调系统的除湿，并承担泳池的部分空调负荷。

图1 泳池除湿热泵系统流程图

3.2 空调系统设计

游泳馆为大空间场所，另在休息区域设计有1台30 000 m3/h组合式空调器，为休息区送风，并可实现在过渡季节全新风运行，节省空调能耗，采用上送下回的气流组织方式。休息还设有地板供暖系统，提高冬季舒适度，冬季采用地板采暖和组合式空调器联合供暖方式，既可以满足人体舒适要求，也可以通过吹向外玻璃面的热风避免外窗结露的同时减少玻璃面的冷辐射。

3.3 风口设计

为了保证游泳馆内的空气品质， 就必须设计合理的气流组织和风量分配。 通过抽走池区的潮湿空气，经过除湿后并混入新鲜空气后再送入人员活动区域，送风须分布到易结露的地方(如外墙、外窗、钢架等)并保证泳池区域的新风要求。

设计中回风分布与泳池周边，最大限度排除潮湿空气，送风布置于外窗周边、休息区域，满足重点区域的空气质量要求。防结露传感器安装在室内防结露最不利点上， 当其感应该点温度低于室内空气露点温度 2.8 ℃时除湿热泵会自动调低湿度控制，使该点温度始终高于室内空气露点温度，以防止结露。

4 冷热源选择

本项目采用风冷热泵机组作为空调的冷热源，夏季空调供回水温度7 ℃/12 ℃，冬季空调供回水温度为45 ℃/40 ℃。泳池热水加热、地板采暖及泳池除湿热泵采用燃气热水锅炉供热，保证泳池热水及供暖的稳定性。设计采用2台930 kW的真空热水锅炉，内置2个换热器，提供85℃/60℃及60℃/50℃热水供淋浴、泳池热水、地板采暖及泳池热泵使用。淋浴、泳池供回水温度为85℃/60℃，地板采暖及泳池热泵供回水温度为60℃/50℃。其中泳池热泵供热量为560 kW，地板采暖供热量为100 kW。

5 结束语

泳池通风空调系统应注重泳池热湿负荷的计算和新风量的选取；气流组织形式也是影响到最终通风效果的关键因素；泳池除湿热泵在除湿的同时回收大量热量，具有很好的节能性和经济效益。