李文冬

摘 要：以高大空間體育館建筑為研究對(duì)象，闡述體育館空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷特性、室內(nèi)空氣參數(shù)范圍及氣流組織形式。另以淮北市體育館為例，對(duì)采用的空調(diào)形式進(jìn)行了系統(tǒng)分析。

關(guān)鍵詞：體育館;高大空間;空調(diào)系統(tǒng);設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：2095-4085（2020）10-0043-02

1 體育館建筑發(fā)展簡(jiǎn)介

在現(xiàn)代建筑多功能發(fā)展的趨勢(shì)下，大空間建筑得到廣泛建設(shè)，尤其體現(xiàn)在體育場(chǎng)館的建設(shè)。如60年代日本建筑師丹下健三設(shè)計(jì)的東京代代木體育館;70年代德國建造的慕尼黑奧運(yùn)會(huì)體育中心。隨著我國2008年奧運(yùn)會(huì)的舉辦成功，用于增進(jìn)人民身心健康的體育事業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展，由此國內(nèi)體育場(chǎng)館設(shè)施如雨后春筍般涌現(xiàn)。對(duì)于一座現(xiàn)代化的體育館，不僅要求建筑的外形美觀大方，各種體育設(shè)施完善，而且還要求舒適的環(huán)境條件，即合適的室內(nèi)空氣溫度、風(fēng)速、濕度、風(fēng)速、新風(fēng)和噪音標(biāo)準(zhǔn)等。

2 體育館空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)

體育館建筑除了具有普通舒適性空調(diào)的共性外，還具有以下特點(diǎn)：（1）體育場(chǎng)館屬于高大空間建筑，室內(nèi)產(chǎn)生的熱量向上轉(zhuǎn)移，在屋蓋下形成上升的熱氣流，大概有10～20%系統(tǒng)風(fēng)量排至室外。因此，空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量較大，宜采用全空氣系統(tǒng)。

（2）目前在體育館類高大空間中應(yīng)用的空調(diào)技術(shù)有很多，如座椅送風(fēng)、低溫送風(fēng)、置換通風(fēng)、分層空調(diào)和噴口送風(fēng)等。所謂的分層空調(diào)，即利用合理的氣流組織形式，對(duì)場(chǎng)所的下部區(qū)域進(jìn)行空調(diào)，使工作區(qū)具有良好的舒適度，而對(duì)場(chǎng)所上部非人員區(qū)不予空調(diào)，僅僅設(shè)置通風(fēng)除熱，該措施可以大大降低空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，減少系統(tǒng)建設(shè)投資和運(yùn)行成本。據(jù)調(diào)查，分層空調(diào)的能量節(jié)約率可達(dá)30%～50%。體育館下部為比賽區(qū)和觀眾區(qū)，上部為非人員區(qū)，因此分層空調(diào)得到了較為廣泛的應(yīng)用。

（3）空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷主要以照明和人員散熱為主。如比賽大廳的照明負(fù)荷，中小型體育館為50～70W/m?，大型體育館可達(dá)100～200W/m?。場(chǎng)內(nèi)人員密度大，人員散熱量大。

（4）體育館具有觀眾人數(shù)較多的特點(diǎn)，在滿足新風(fēng)量的條件下，應(yīng)盡量降低人均新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。比賽大廳位于場(chǎng)館中央，內(nèi)區(qū)常年都有余熱量，除了在冬季預(yù)熱時(shí)送熱風(fēng)外，人員多時(shí)還可能需要送等溫風(fēng)或冷風(fēng)。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮100%利用室外新風(fēng)的工況。

（5）觀眾區(qū)和比賽區(qū)的空調(diào)要求不同，觀眾區(qū)只需要保證舒適性，而比賽區(qū)則要滿足不同體育項(xiàng)目對(duì)濕度、溫度和風(fēng)速的要求，如羽毛球和乒乓球比賽時(shí)對(duì)風(fēng)速的控制。

（6）體育館的空調(diào)屬于民用舒適性空調(diào)，目前對(duì)不同類型體育館的空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只能按照比賽項(xiàng)目和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，借鑒已建造完成體育館的經(jīng)驗(yàn)，由暖通工程師具體加以確定?，F(xiàn)對(duì)國內(nèi)已建成體育館采用的設(shè)計(jì)參數(shù)加以分析，建議設(shè)計(jì)時(shí)考慮如下參數(shù)：室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度范圍為26℃～28℃（夏季空調(diào)），濕度范圍為55%～65%（夏季空調(diào)），小球比賽時(shí)風(fēng)速≯0.2m/s，平時(shí)風(fēng)速≯0.5m/s;室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度范圍為16℃～18℃（冬季空調(diào)），濕度范圍為35%～50%（冬季空調(diào)），風(fēng)速≯0.2m/s。

3 淮北市體育館空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

工程建筑面積約為20800m?，建筑高度約37.60m，場(chǎng)館外圍直徑約為107m，建筑上部構(gòu)造為放射型全澆鋼筋砼框架形式，屋面采用曲面輕鋼網(wǎng)架，整體外觀與周圍環(huán)境融合后形成“鼎”狀，該體育館又被命名為“蓮花寶鼎”。內(nèi)部比賽場(chǎng)地和觀眾區(qū)構(gòu)成的比賽大廳貫穿于空間上下，此空間為高度28m，半徑36m的圓柱體。比賽場(chǎng)區(qū)的面積約為1750m?，觀眾區(qū)的面積約為2850m?。

3.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

夏季：室外計(jì)算干球溫度35.8℃;室外計(jì)算濕球溫度28.1℃;比賽大廳室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度28℃;比賽大廳設(shè)計(jì)相對(duì)濕度55%。冬季：室外計(jì)算干球溫度-7℃;比賽大廳室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度16℃;比賽大廳設(shè)計(jì)相對(duì)濕度55%。

3.3? 冷熱源

本工程冷熱源位于室外的附屬機(jī)房，通過地下管網(wǎng)敷設(shè)引入場(chǎng)館，制冷機(jī)選用溴化鋰機(jī)組一臺(tái)，冷凍水供回水設(shè)計(jì)溫度為7℃～12℃，冬季空調(diào)用熱水供回水設(shè)計(jì)溫度為60℃～50℃，熱源由鍋爐房換熱系統(tǒng)提供。

3.4 空調(diào)機(jī)組

比賽大廳設(shè)計(jì)選用GH50組合式空調(diào)機(jī)組4臺(tái)，每臺(tái)機(jī)組風(fēng)量為50000m?/h，每臺(tái)機(jī)組的冷量為400kW，全壓為1380Pa，附屬用房空調(diào)形式均采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。

3.5 氣流組織形式

比賽大廳采用普通集中式全空氣系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組設(shè)置在大廳的四角處，送風(fēng)方式為雙排噴口側(cè)送，于大廳側(cè)面24m高度處設(shè)置高速噴口，型號(hào)為DN500，共12個(gè)，每個(gè)噴口風(fēng)量為每小時(shí)5000m?，送風(fēng)氣流速度為9.4m/s，向大廳中心送風(fēng)。于大廳側(cè)面22.2m高度處設(shè)置低速噴口，型號(hào)為DN400，共50個(gè)，每個(gè)噴口風(fēng)量為每小時(shí)2400m?，送風(fēng)氣流速度為5.3m/s，向觀眾區(qū)送風(fēng)。在頂部輕鋼網(wǎng)架側(cè)壁設(shè)計(jì)8個(gè)750mm，500mm的排風(fēng)口，兼起過渡季節(jié)自然通風(fēng)和防火排煙的作用。觀眾區(qū)的最前高度排距地面2.0m，在比賽場(chǎng)地的東西方向和南北方向分別設(shè)置座位8排和19排，臺(tái)階之間高度均為400mm。在觀眾區(qū)座椅下方共設(shè)置305個(gè)700mm×150mm的回風(fēng)口，回風(fēng)首先經(jīng)過比賽場(chǎng)地四周和觀眾區(qū)的回風(fēng)口，再流經(jīng)大廳外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)架的下部空間返回空調(diào)機(jī)房，并與室外引入的新風(fēng)相混合后進(jìn)入空調(diào)處理機(jī)組。

4 結(jié) 語

本文通過調(diào)查體育館建筑的特點(diǎn)，針對(duì)性提出了空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)并應(yīng)用到實(shí)際工程。從淮北市體育館空調(diào)系統(tǒng)的后期使用來看，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]范存養(yǎng).國外大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)[J].暖通空調(diào)，1996，（04）：39-49.

[2]許登科.高大空間分層空調(diào)氣流組織的數(shù)值模擬研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2006.