某小型游泳館的供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)

李　娜

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原　030024)

某小型游泳館的供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)

李娜

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原030024)

摘要:針對(duì)北方地區(qū)游泳館冬季悶熱和宜結(jié)露的設(shè)計(jì)問(wèn)題，從室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇、散濕量計(jì)算、供暖通風(fēng)系統(tǒng)的選擇及氣流組織設(shè)計(jì)等方面，提出了游泳館的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在滿足室內(nèi)溫、濕度要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞:游泳館，供暖系統(tǒng)，通風(fēng)量，散濕量

1　概述

山西某小型游泳館地上1層主要為泳池區(qū)、休息區(qū)和淋浴區(qū)，泳池區(qū)層高為10 m，地下1層主要為設(shè)備用房;結(jié)合游泳館的使用功能和特點(diǎn)，池水溫度、室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)和氣流組織的選擇是否合理，直接影響到供暖、除濕和通風(fēng)等設(shè)備的選型，室內(nèi)舒適度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防腐蝕、系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行以及游泳者的健康。

2　室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

結(jié)合該工程的資金問(wèn)題、地理位置和消費(fèi)群體，春季、夏季和秋季三個(gè)季節(jié)均采用通風(fēng)除濕，冬季采用低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)和散熱器供暖系統(tǒng)，并輔助恒溫除濕機(jī)冷卻除濕，維持泳區(qū)內(nèi)的溫度和濕度。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 31—2003體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中的設(shè)計(jì)規(guī)定，泳池的空氣溫度應(yīng)比室內(nèi)池水溫度高1℃～2℃，泳池池水溫度一般為26℃～28℃，相對(duì)濕度為50%～70%，不應(yīng)超過(guò)75%;游泳館內(nèi)的空氣濕度與舒適度有密切關(guān)系，當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度過(guò)低時(shí)，會(huì)使身體上的水分蒸發(fā)變快，從而使游泳者剛出水面時(shí)感到很冷，當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度過(guò)高時(shí)，會(huì)使室內(nèi)露點(diǎn)溫度提高，從而使冬季室內(nèi)內(nèi)表面宜結(jié)露。

該工程是一座以?shī)蕵?lè)為主的小型游泳館，本文主要分析泳池區(qū)域內(nèi)的供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，泳池區(qū)的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為:池水溫度為28℃，泳池廳設(shè)計(jì)溫度為30℃，相對(duì)濕度為65%，對(duì)應(yīng)室內(nèi)空氣含濕量為18.6 g/kg，露點(diǎn)溫度為22.7℃，濕球溫度為24.5℃。

3　熱負(fù)荷、散失量的計(jì)算

參考GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)和《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》等相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的計(jì)算方法，經(jīng)詳細(xì)熱負(fù)荷計(jì)算，泳池區(qū)冬季總熱負(fù)荷為725 kW，其中建筑基本圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷為145 kW，由低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)和散熱器供暖系統(tǒng)共同承擔(dān)，剩余580 kW的熱負(fù)荷為空氣加熱負(fù)荷，由恒溫除濕熱泵機(jī)組承擔(dān)。

游泳館內(nèi)的散濕量主要由三部分組成，即室內(nèi)人體散濕量W1，池邊散濕量W2，敞開水面的散濕量W3三部分:

1)室內(nèi)人體散濕量W1:

其中，g為成年男子的小時(shí)散濕量，100 g/( h ·人) ; n為室內(nèi)總?cè)藬?shù)，人; n'為群體系數(shù)。

2)池邊散濕量W2:

其中，tn為室內(nèi)空調(diào)計(jì)算干球溫度，℃; ts為室內(nèi)空調(diào)計(jì)算濕球溫度，℃; F為池邊面積，m2;α為潤(rùn)濕系數(shù)。

3)敞開水面的散濕量W3:

其中，Vf為游泳池水面上的風(fēng)速，一般取0.2 m/s～0.3 m/s; Pw為水表面溫度下的飽和空氣水蒸氣分壓力，Pa; Pi為室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓力，Pa; F為游泳池水面的面積，m2; B為當(dāng)?shù)卮髿鈮?，mmHg。

泳池區(qū)的總散濕量: W = W1+ W2+ W3=385 kg/h。

4　供暖通風(fēng)系統(tǒng)的選擇及氣流組織設(shè)計(jì)

1)供暖系統(tǒng)。

該游泳館泳池區(qū)的冬季供暖采用低溫?zé)崴椛涞匕骞┡?、散熱器供暖和熱風(fēng)供暖三種供暖方式相結(jié)合;供暖熱媒由集中供熱一次熱網(wǎng)經(jīng)小區(qū)換熱站換熱后分別提供的75℃～50℃熱水(泳池散熱器和除濕機(jī)部分使用)和45℃～35℃低溫?zé)崴?低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)部分使用)。

a.室內(nèi)地面敷設(shè)帶阻氧層的PE-Xc(交聯(lián)聚乙烯)塑料管，地暖熱媒溫度為45℃～35℃，承擔(dān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的部分基本熱負(fù)荷; b.外墻四周、窗臺(tái)下設(shè)置內(nèi)腔無(wú)砂鑄鐵散熱器，采用雙管上供上回同程式系統(tǒng)，供、回水干管布置于高窗下，散熱器系統(tǒng)熱媒溫度為75℃～50℃，承擔(dān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的部分基本熱負(fù)荷，地暖和散熱器系統(tǒng)不僅滿足了值班供暖溫度和熱舒適性的基本要求，同時(shí)有利于減少和防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)露，同時(shí)應(yīng)做好室內(nèi)明裝外露管道、支架和散熱器的防腐、防銹; c.冬季室外溫度較低，空氣的加熱負(fù)荷由恒溫除濕熱泵機(jī)組承擔(dān)。

2)氣流組織。

泳池區(qū)內(nèi)的通風(fēng)主要是將泳池區(qū)內(nèi)持續(xù)蒸發(fā)出的水分和散發(fā)出的異味迅速排走，同時(shí)因泳池區(qū)水處理的原因，水面不斷有氯氣揮發(fā)物揮發(fā)到室內(nèi)空氣中，會(huì)對(duì)人體造成傷害，且對(duì)鋼型網(wǎng)架屋頂、供回水管道和風(fēng)管等室內(nèi)金屬設(shè)備形成腐蝕，墻體發(fā)霉變質(zhì)，嚴(yán)重影響建筑的使用壽命和美觀，因此泳池區(qū)應(yīng)保持相對(duì)負(fù)壓，同時(shí)應(yīng)使池區(qū)內(nèi)的潮濕空氣和氯氣盡量避免流入到其他房間。

本區(qū)域的氣流組織確定為上送下回，頂部排風(fēng)，兩條主送風(fēng)管安裝在網(wǎng)架底部，分別與泳池的長(zhǎng)邊平行，送風(fēng)口采用可調(diào)角度的圓形噴口，斜向泳池中央送風(fēng)，使游泳者處于射流的回流區(qū)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的驗(yàn)算，選擇合理的送風(fēng)口高度、送風(fēng)溫差、風(fēng)口和風(fēng)速大小、風(fēng)管斷面、送風(fēng)口的間距等，保證了該區(qū)域的新鮮空氣、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的均勻分布，同時(shí)送風(fēng)管沿外墻有高窗的位置布置下送的雙層百葉送風(fēng)口，有利于避免外窗結(jié)露;局部一層走廊吊頂下部設(shè)回風(fēng)管，下回風(fēng)口的安裝位置在水面附近，有利于將室內(nèi)潮濕空氣及時(shí)排走，送回恒溫除濕機(jī);排風(fēng)口安裝在網(wǎng)架最高處，有利于排除上升的水蒸氣和氯氣，排風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)新風(fēng)量的要求，冬季滿足最小新風(fēng)量的要求，過(guò)渡季節(jié)盡量全新風(fēng)運(yùn)行。氣流組織分布圖如圖1所示。

圖1　氣流組織分布圖

3)通風(fēng)系統(tǒng)。

本工程泳池部分選用兩臺(tái)恒溫除濕熱泵機(jī)組+室外風(fēng)冷冷凝器，對(duì)泳池室內(nèi)空氣進(jìn)行除濕處理，經(jīng)計(jì)算泳池區(qū)最大除濕量約為385 kg/h，故選用一臺(tái)除濕量為142 kg/h和一臺(tái)除濕量為250 kg/h的恒溫除濕熱泵機(jī)組，分別與室內(nèi)的兒童池和成人標(biāo)準(zhǔn)池相對(duì)應(yīng)運(yùn)行。

新風(fēng)和回風(fēng)經(jīng)除濕機(jī)組混風(fēng)箱處負(fù)壓吸入，由除濕機(jī)組除濕、加熱或冷卻后，經(jīng)送風(fēng)管送至室內(nèi)，除濕機(jī)組全自動(dòng)運(yùn)行，在通過(guò)除濕機(jī)組控制室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的同時(shí)，可給空氣加熱、空氣制冷;正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)濕度高于設(shè)定值時(shí)，除濕熱泵啟動(dòng)，在需要加熱的季節(jié)，因恒溫除濕熱泵機(jī)組自帶冷凝熱回收器，除濕機(jī)組可利用回收冷凝熱給空氣加熱，當(dāng)除濕機(jī)組提供熱量不足以維持空氣溫度時(shí)，除濕機(jī)組會(huì)自動(dòng)輸出信號(hào)以啟動(dòng)空氣輔助加熱器，熱源熱媒溫度為75℃～50℃;在不需要加熱的季節(jié)，除濕機(jī)組會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)冷凝器，將除濕過(guò)程中吸收到的熱量以冷媒作介質(zhì)通過(guò)冷凝器釋放，從而起到給室內(nèi)空氣制冷的作用;過(guò)渡季當(dāng)室外含濕量低于室內(nèi)時(shí)，可采用全新風(fēng)運(yùn)行;排風(fēng)通過(guò)變頻排風(fēng)機(jī)排至室外。

恒溫除濕熱泵機(jī)組，采用熱泵技術(shù)，使用過(guò)程中無(wú)燃燒無(wú)污染，對(duì)環(huán)境無(wú)破壞，屬于健康環(huán)保產(chǎn)品;可全天候?yàn)槭覂?nèi)泳池除濕，同時(shí)可回收冷凝熱，機(jī)組能效比高，運(yùn)行成本低;機(jī)組高靜壓，大風(fēng)量設(shè)計(jì)，整體式的結(jié)構(gòu)，使機(jī)組安裝維護(hù)方便，靈活，更有效的節(jié)省占地面積;機(jī)組內(nèi)的換熱器為內(nèi)置雙流程鈦盤管換熱器，有效的抵抗腐蝕，經(jīng)久耐用，使機(jī)組的壽命得到充分保證，且該機(jī)組采用全自動(dòng)微電腦智能控制，多重保護(hù)，確保機(jī)組在惡劣工況下安全運(yùn)行，性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單。

4)通風(fēng)量計(jì)算。

a.冬季通風(fēng)量。因北方冬季室外溫度較低，空氣比較干燥，直接利用室外空氣除濕，但因室外溫度低，新風(fēng)加熱量很大，經(jīng)計(jì)算冬季通風(fēng)量約為0.8次/h;冬季通風(fēng)量還需滿足排除氯氣通風(fēng)量和人員所需最小新風(fēng)量，經(jīng)計(jì)算所需通風(fēng)量分別為0.8次/h和1.0次/h;三者取大值冬季通風(fēng)量約為1.0次/h。

b.過(guò)渡季節(jié)通風(fēng)量。過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)外含濕量相差較小，室內(nèi)溫度取允許值的低限值，室內(nèi)相對(duì)濕度取允許值的最高值，因此最大限度采用室外新風(fēng)節(jié)能運(yùn)行，滿足室內(nèi)溫濕度要求。

c.系統(tǒng)的運(yùn)行。經(jīng)計(jì)算泳池區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)量為2.0次/h，最小新風(fēng)量為1.0次/h，排風(fēng)量為1.1次/h～2.2次/h;恒溫除濕熱泵機(jī)組采用變風(fēng)量運(yùn)行，在滿足最小新風(fēng)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)室內(nèi)外溫、濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行風(fēng)量;排風(fēng)機(jī)采用兩臺(tái)變頻風(fēng)機(jī)，滿足最小新風(fēng)量和全新風(fēng)運(yùn)行時(shí)的排風(fēng)量要求，節(jié)能運(yùn)行。

5　結(jié)語(yǔ)

在過(guò)渡季節(jié)，當(dāng)自然通風(fēng)能滿足要求時(shí)，采用全新風(fēng)運(yùn)行;當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，可用恒溫除濕機(jī)對(duì)室內(nèi)回風(fēng)和新風(fēng)進(jìn)行降溫除濕處理，從而達(dá)到允許室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù);冬季室外溫度低，含濕量小，在滿足最小新風(fēng)量的基礎(chǔ)上，可用恒溫除濕機(jī)對(duì)室內(nèi)回風(fēng)和新風(fēng)進(jìn)行除濕，并利用回收冷凝熱和輔助空氣加熱器進(jìn)行再加熱處理，從而達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，且最大限度的節(jié)能運(yùn)行。

因此，通風(fēng)除濕是一種簡(jiǎn)單節(jié)能的除濕方式，同時(shí)輔助以恒溫除濕熱泵機(jī)組，對(duì)于小型游泳館是一種經(jīng)濟(jì)、合理和節(jié)能的運(yùn)行方式。

參考文獻(xiàn):

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［3］王躍.小型游泳館供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)探討［J］.山西建筑，2003，29( 9) :71-72.

Heating ventilation design of the small-scale swimming pool

Li Na
( Taiyuan Technology University Building Design Academy，Taiyuan 030024，China)

Abstract:In light of swimming pool design problems in northern region including stuffy and condensation，starting from aspects of indoor design parameter selection，moisture computation，heating and ventilation system selection and air flow organization design，on the basis of meeting indoor temperature and humidity demands，the paper puts forward the optimal swimming pool design scheme，and finally achieves the goal of economic and energy-saving operation.

Key words:swimming pool，heating system，ventilation quantity，moisture gain

作者簡(jiǎn)介:李娜(1981-)，女，工程師

收稿日期:2015-11-19

文章編號(hào):1009-6825( 2016) 04-0124-03

中圖分類號(hào):TU834

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A