朱青青

同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司

某射擊射箭館的空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

朱青青

同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司

結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)及研究、參觀了解實(shí)際工程后對(duì)山東某射擊射箭館進(jìn)行空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此類特殊比賽場(chǎng)館，空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到場(chǎng)館內(nèi)人員的空調(diào)效果，更直接關(guān)系到比賽的結(jié)果，因此尤為重要。該文著重介紹了射擊館——包括室內(nèi)射擊館和半室外射擊館的空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布置。

射擊館；空調(diào)系統(tǒng)；通風(fēng)系統(tǒng)；氣流組織

1 工程概況

本項(xiàng)目為某市體育中心為籌備第二十三屆省運(yùn)會(huì)而設(shè)計(jì)建設(shè)的，包括綜合體育館、游泳跳水館、射擊射箭館。其中射擊射箭館地上建筑總面積為28 401 m2，兩館——射擊預(yù)賽館和射擊決賽館通過室外連廊相鄰，射擊預(yù)賽館共3層，射擊決賽館主體為2層，部分3層。兩館共有1個(gè)室內(nèi)10m靶比賽廳、1個(gè)室外25m靶比賽廳和1個(gè)室內(nèi)50 m靶決賽場(chǎng)，其他區(qū)域?yàn)檗k公及休息室等功能性用房。本文主要介紹此射擊場(chǎng)的空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本館主要供省級(jí)運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽使用（賽后運(yùn)作他用），具有使用季節(jié)性、使用時(shí)間分散等特點(diǎn)，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要充分重視，應(yīng)合理設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)以在滿足較好的空調(diào)效果前提下避免能源浪費(fèi)。

整個(gè)園區(qū)設(shè)置集中能源中心，能源中心的冷源采用離心式水冷冷水機(jī)組結(jié)合螺桿式地源熱泵機(jī)組的形式，共同向園區(qū)各場(chǎng)館供冷。熱源來自城市集中供熱系統(tǒng)，經(jīng)換熱器換熱后向園區(qū)各單體提供空調(diào)熱水。射擊館中大空間采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，其他辦公等小房間均采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。計(jì)時(shí)計(jì)分、燈控聲控、控制中心、電視轉(zhuǎn)播機(jī)房、槍庫(kù)、彈藥庫(kù)等采用直接蒸發(fā)式變冷媒空調(diào)，方便運(yùn)行管理和節(jié)能運(yùn)行。

對(duì)于決賽館中的50 m室內(nèi)靶場(chǎng)，考慮到觀眾區(qū)和射擊區(qū)的不同——人員密度、狀態(tài)、使用時(shí)間均不同等情況，其對(duì)空調(diào)的要求也是不同的，若統(tǒng)一設(shè)置一個(gè)大的空調(diào)系統(tǒng)，必定不能同時(shí)滿足觀眾和運(yùn)動(dòng)員的要求，達(dá)不到良好的空調(diào)效果。因此在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)固定觀眾席的位置，將整個(gè)賽場(chǎng)劃分為2個(gè)空調(diào)區(qū)域，分別為觀眾區(qū)和運(yùn)動(dòng)員區(qū)。設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)，觀眾區(qū)采用一臺(tái)全空氣處理機(jī)組，通過座椅下送風(fēng)的方式，在座椅下部設(shè)置玻璃鋼靜壓箱，通過座椅下的送風(fēng)口送至觀眾區(qū)，以保證觀眾區(qū)良好的空調(diào)效果。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的射擊區(qū)采用另一套空調(diào)系統(tǒng)，即另設(shè)置一臺(tái)全空氣處理機(jī)組，結(jié)合吊頂，通過旋流風(fēng)口的頂送及斜送將風(fēng)送至運(yùn)動(dòng)員射擊區(qū)。也有工程實(shí)例中，在觀眾席區(qū)另設(shè)風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)方式，但是考慮到風(fēng)機(jī)盤管水管漏水以及風(fēng)管水管結(jié)露等安全性會(huì)影響到比賽、在運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽時(shí)只運(yùn)行全空氣系統(tǒng)的情況，因此在本設(shè)計(jì)中只設(shè)置全空氣系統(tǒng)，既能滿足良好的空調(diào)效果又能分別控制觀眾席和射擊區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)，方便運(yùn)行管理和節(jié)能。

對(duì)于其他兩個(gè)比賽場(chǎng)館——室內(nèi)10 m靶比賽廳、室外25 m靶比賽廳，因無觀眾區(qū)，所以僅為射擊區(qū)設(shè)置一套全空氣空調(diào)系統(tǒng)。

3 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在比賽場(chǎng)館這樣的高大空間中，比賽廳的溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，合理的室內(nèi)參數(shù)不僅能夠使運(yùn)動(dòng)員和觀眾感到舒適，而且這些參數(shù)對(duì)所進(jìn)行的比賽有著重要的影響。射擊場(chǎng)館與其他比賽場(chǎng)所的不同點(diǎn)在于：空調(diào)系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)需充分考慮其空間內(nèi)的速度場(chǎng)，對(duì)于半室外射擊場(chǎng)，還需考慮敞開空間內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)受外界環(huán)境的影響?？梢?，空調(diào)及通風(fēng)效果直接、間接影響著比賽的結(jié)果。研究證實(shí)：靶場(chǎng)斷面送風(fēng)風(fēng)速最小0.25 m/s；最佳風(fēng)速0.375 m/s，因此，若能保證設(shè)計(jì)的射擊區(qū)速度場(chǎng)處于較小值的范圍內(nèi)時(shí)，即可認(rèn)為風(fēng)速不會(huì)對(duì)射擊比賽產(chǎn)生影響。室內(nèi)速度場(chǎng)由送風(fēng)系統(tǒng)及排風(fēng)系統(tǒng)共同影響作用，需合理布置各送風(fēng)口及排風(fēng)口的位置、控制好送回風(fēng)口的風(fēng)速，以形成良好的溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)。

許多文章研究證實(shí)，射擊靶場(chǎng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)要滿足以下幾點(diǎn)：

（1）靶場(chǎng)送風(fēng)應(yīng)由射擊人員后部送向截彈區(qū)；

（2）靶場(chǎng)最佳排風(fēng)方式為：

1）斷面最佳送風(fēng)風(fēng)速時(shí)，25%從射擊位下風(fēng)向處4.～6.0的地方排出；75%從截彈區(qū)排出；

2）斷面送風(fēng)風(fēng)速按0.25 m/s時(shí)，排風(fēng)全部從截彈區(qū)排出；

3）排風(fēng)量為送風(fēng)量的110%。

根據(jù)以上文獻(xiàn)的研究成果并結(jié)合工程實(shí)例，本場(chǎng)館的空調(diào)系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)采用下述方式設(shè)計(jì)。

3.1 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先要保證運(yùn)動(dòng)員的空調(diào)效果，保證其在舒適的環(huán)境下進(jìn)入比賽，因此在空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，將送風(fēng)管布置在運(yùn)動(dòng)員射擊區(qū)上方，通過旋流風(fēng)口將風(fēng)送至人員活動(dòng)區(qū)，而靶場(chǎng)區(qū)域無人員活動(dòng)，無需設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，即靶場(chǎng)區(qū)域不再布置空調(diào)風(fēng)管，如此也避免風(fēng)速直接影響比賽結(jié)果。送風(fēng)管布置在運(yùn)動(dòng)員射擊區(qū)的上方，一方面可以直接保證良好的空調(diào)效果；另一方面在射擊區(qū)和靶場(chǎng)區(qū)之間形成一道“空氣幕”，對(duì)于半室外的射擊場(chǎng)來說，這道自上而下的“風(fēng)幕”還可以有效阻隔室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，也能保證室內(nèi)冷（熱）空氣不會(huì)漏到室外，在保證與室外直接相通的前提下，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)部分的全空調(diào)環(huán)境，為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造良好條件，同時(shí)也有效的避免了能源的浪費(fèi)?？照{(diào)風(fēng)管平面布置見圖1。

對(duì)于決賽館中的50 m室內(nèi)靶場(chǎng)，前文已敘述其空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)為兩套：

（1）采用一臺(tái)風(fēng)量為30 000 m3/h的全空氣處理機(jī)組，通過座椅下送風(fēng)的方式送至觀眾區(qū)，每個(gè)座椅送風(fēng)口的風(fēng)量為50 m3/h，圓形送風(fēng)口的直徑為100 mm。

（2）運(yùn)動(dòng)員區(qū)則采用一臺(tái)風(fēng)量為20 000m3/h的全空氣處理機(jī)組，一部分通過旋流風(fēng)口頂送、一部分結(jié)合吊頂形式采用斜送的方式送至射擊區(qū)。根據(jù)風(fēng)口選型，確定合理的送風(fēng)速度（3 m/h左右），確保送風(fēng)氣流到達(dá)人員區(qū)和活動(dòng)區(qū)時(shí)風(fēng)速在合理的范圍內(nèi)，不會(huì)影響到比賽效果。見圖2。

3.2 排風(fēng)系統(tǒng)

在射擊比賽中，比賽器械會(huì)產(chǎn)生刺激性氣體，如步槍射擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生火藥味，這點(diǎn)也有別于一般的比賽場(chǎng)所，通過排風(fēng)系統(tǒng)將產(chǎn)生的刺激性氣體快速排出是保證人員安全和射擊效果的重要措施，也是排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。借鑒《煙臺(tái)射擊館空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)》中論述的工程設(shè)計(jì)方法，結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)館中設(shè)置兩道排風(fēng)系統(tǒng)：

首先，在射擊區(qū)的上方設(shè)置一道排風(fēng)系統(tǒng)，為了使射擊后的燃燒氣體迅速排走。這道排風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于室內(nèi)射擊場(chǎng)和半室外射擊場(chǎng)，排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置稍有區(qū)別：

（1）對(duì)于室內(nèi)射擊場(chǎng)，這道排風(fēng)系統(tǒng)僅考慮迅速排出射擊時(shí)產(chǎn)生的粉塵及刺激性氣體對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響，當(dāng)射擊粉塵過多影響射擊人員時(shí)由工作人員就地開啟，排風(fēng)量按滿足射擊區(qū)域換氣次數(shù)5次/h設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)于半室外射擊場(chǎng)，此道排風(fēng)系統(tǒng)理論上應(yīng)包括兩組排風(fēng)系統(tǒng)，一組排風(fēng)系統(tǒng)與室內(nèi)射擊場(chǎng)的此道排風(fēng)系統(tǒng)相同，另一組排風(fēng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的新風(fēng)。經(jīng)計(jì)算，排出新風(fēng)對(duì)應(yīng)的排風(fēng)量大于5次/h射擊區(qū)域換氣次數(shù)計(jì)算的排風(fēng)量，可見，只需設(shè)置一套與新風(fēng)對(duì)應(yīng)的排風(fēng)系統(tǒng)即可滿足5次/h的換氣次數(shù)的要求，不僅能保證室內(nèi)外壓力的平衡，還能有效排出射擊時(shí)產(chǎn)生的粉塵。

其次，在靶位上方設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。

圖1 半室外射擊場(chǎng)

圖2 室內(nèi)射擊決賽場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)剖面圖

（1）對(duì)于半室外射擊場(chǎng)，雖然靶位處于室外空間，若不采取措施排出粉塵等，同樣會(huì)影響比賽。因此，本項(xiàng)目采用在靶位上方設(shè)置天窗加速空氣流通的方式，滿足此處換氣次數(shù)為20次/h 的通風(fēng)要求。

（2）對(duì)于室內(nèi)射擊場(chǎng)，本項(xiàng)目將對(duì)應(yīng)于射擊區(qū)空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在靶位上方，既能滿足靶位上方通風(fēng)換氣的要求，也能在射擊場(chǎng)館內(nèi)形成良好的氣流組織形式，即從射擊區(qū)向靶位區(qū)流動(dòng)的氣流組織，也保證了整個(gè)場(chǎng)館的空調(diào)效果。詳見圖2。

4 氣流組織模擬

根據(jù)設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)決賽館的室內(nèi)射擊場(chǎng)進(jìn)行CFD的計(jì)算機(jī)模擬，通過模擬，可以更加直觀的看出場(chǎng)館內(nèi)的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)（剖面圖），室內(nèi)溫度場(chǎng)見圖3，說明：模擬設(shè)置的方向與圖紙軸線號(hào)為鏡像關(guān)系。

室內(nèi)速度場(chǎng)如圖4～圖7，當(dāng)?shù)谝坏琅棚L(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，見圖4和圖5。

當(dāng)?shù)谝坏琅棚L(fēng)系統(tǒng)開啟時(shí)，室內(nèi)速度場(chǎng)見圖6和圖7。

從各圖可以看出：

（1）溫度場(chǎng)

觀眾區(qū)和運(yùn)動(dòng)員射擊區(qū)的溫度均在23～26℃的范圍內(nèi)，滿足人員舒適性要求；而整個(gè)場(chǎng)館非人員活動(dòng)區(qū)內(nèi)的溫度也保持在24～27℃的范圍內(nèi)，保證了場(chǎng)館內(nèi)良好的空調(diào)效果。

（2）速度場(chǎng)

觀眾區(qū)和運(yùn)動(dòng)員射擊區(qū)的風(fēng)速基本在0.4 m/s左右，射擊靶場(chǎng)區(qū)的風(fēng)速基本在 0.1 m/s左右，這個(gè)速度滿足對(duì)比賽不會(huì)產(chǎn)生影響的要求。并且可以看出，氣流組織在整個(gè)場(chǎng)館內(nèi)的方向基本是從運(yùn)動(dòng)員的射擊區(qū)流向靶位區(qū)，符合設(shè)計(jì)比賽場(chǎng)館的氣流組織要求。對(duì)比這兩種情況，首先：第一套排風(fēng)系統(tǒng)的開啟與不開啟對(duì)室內(nèi)風(fēng)速的影響不大，均能保證室內(nèi)的風(fēng)速，不會(huì)因?yàn)榈谝惶着棚L(fēng)系統(tǒng)的開啟而對(duì)射擊區(qū)的風(fēng)速產(chǎn)生較大影響。其次：相較于圖5，圖7中顯示場(chǎng)館內(nèi)氣流能流向第一套排風(fēng)口處，可見第一套排風(fēng)系統(tǒng)的開啟能有效排出射擊時(shí)產(chǎn)生的污染物。

圖3 室內(nèi)溫度場(chǎng)

圖4 室內(nèi)速度場(chǎng)——回風(fēng)口斷面

圖5 室內(nèi)速度場(chǎng)——送風(fēng)口斷面

圖6 室內(nèi)速度場(chǎng)——回風(fēng)口斷面

圖7 室內(nèi)速度場(chǎng)——送風(fēng)口斷面

5 噪聲控制

雖然射擊過程中產(chǎn)生的噪音很大，但是在比賽中，絕不能有較大的背景噪聲影響運(yùn)動(dòng)員的比賽。對(duì)于暖通專業(yè)，不僅需要與建筑專業(yè)配合，降低噪聲源對(duì)比賽場(chǎng)館的影響，還要采取一定的措施降低空調(diào)設(shè)施對(duì)比賽場(chǎng)館的影響。選擇位置合理的機(jī)房、低噪音的空調(diào)設(shè)備、選取較小的風(fēng)管風(fēng)速和風(fēng)口風(fēng)速等都是設(shè)計(jì)中降低噪聲對(duì)比賽場(chǎng)館影響的重要措施，相關(guān)文章已有很詳細(xì)的介紹，設(shè)計(jì)過程中也已采用相應(yīng)的措施，本文在此就不再贅述。

速度

6 設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與不足

此項(xiàng)目于2012年8月設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中遇到了一些難點(diǎn)：現(xiàn)行的規(guī)范、教程、標(biāo)準(zhǔn)、措施、手冊(cè)及教材均無射擊館這類特殊場(chǎng)館的設(shè)計(jì)規(guī)定和相關(guān)案例，屬于無據(jù)可依，僅能通過學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)，了解并研究類似工程的實(shí)際做法，掌握此類場(chǎng)館設(shè)計(jì)的理論知識(shí)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)期間，參觀學(xué)習(xí)08年奧運(yùn)會(huì)北京射擊館，了解學(xué)習(xí)其具體的工程做法及實(shí)際效果。通過理論知識(shí)與實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的相結(jié)合，運(yùn)用于此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)還存在著不足：因時(shí)間所限，雖然通過CFD等計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)本工程的空調(diào)、通風(fēng)進(jìn)行了模擬，但是沒有足夠的時(shí)間來模擬和比較不同空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)方式的情況；再者希望以后能去現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)其實(shí)際運(yùn)行效果具體分析如何完善或調(diào)整此類場(chǎng)館的設(shè)計(jì)，為以后的設(shè)計(jì)積累更多經(jīng)驗(yàn)。

[1] 賈昭凱. 一個(gè)特殊的奧運(yùn)場(chǎng)館——射擊館的資格賽館暖通空調(diào)設(shè)計(jì).暖通空調(diào)，2008,38（4）.

[2] 崔海平. 煙臺(tái)射擊館空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì).暖通空調(diào)，2008,38（3）.

[3] 中國(guó)有色工程設(shè)計(jì)研究總院 GB 50019-2003.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 2004.

黃浦區(qū)超額完成上半年節(jié)能目標(biāo)

據(jù)上海市統(tǒng)計(jì)局反饋，2017年上半年黃浦區(qū)單位增加值能耗同比下降4.89%，能耗總量64.03萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，同比下降0.31%，超進(jìn)度完成市下達(dá)的年度節(jié)能目標(biāo)，能耗強(qiáng)度及總量實(shí)現(xiàn)“雙控”。

（區(qū)發(fā)改委）

Air-conditioning and Ventilation System Design of Shooting and Archery Hall

Zhu Qingqing
Tongji University Architecture Design Research Institution (Group) Co.,Ltd

Combined with study and research on related documents, the author visits and knows about practical engineering of some shooting and archery hall in Shandong province then starts to design air-conditioning and ventilation system. Air-conditioning and ventilation system for shooting and archery hall not only influences air-conditioning effect for people inside but also has impact on match results, which is important for shooting and archery. The article introduces air-conditioning and ventilation system design arrangement of shooting hall, including indoor shooting hall and semi-outdoor shooting hall.

Shooting Hall, Air-conditioning System, Ventilation System, Air Distribution

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.11.008

朱青青：（1986-）女，碩士，工程師，畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)，研究方向供熱、供燃?xì)馔L(fēng)及空調(diào)工程。就職于同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司。