1案例介紹
河源體育館館頂為鋼架結(jié)構(gòu)，建于2003年，網(wǎng)架下的高度為12.2m,有凸起的觀摩廊。觀摩廊距下部地下室中的距離為5.3m,比賽大廳的寬度為26m,長度為33m,比賽大廳場地的兩側(cè)設(shè)置了座椅。在設(shè)計空調(diào)時，由于空調(diào)使用高峰期為8~9月份，體育館活動量大，現(xiàn)場觀眾人數(shù)多，因此使用單冷空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行制冷。
2不同區(qū)域不同的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置
對于像體育賽事等功能用房中的空調(diào)系統(tǒng)而言，間歇性是最明顯的特征之一，使用時間長短以及時間段不固定，除了衛(wèi)生間以及設(shè)備用房不設(shè)空調(diào)外，其他功能場所都設(shè)置了空調(diào)系統(tǒng)，對于季節(jié)性的差異，夏季需要供應(yīng)冷氣，冬季采用了與以往不同的供暖方案和系統(tǒng)設(shè)置[1]。另外，其他辦公用房的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置與功能用房不同，在冬季必須設(shè)置持續(xù)的供熱，每個房間都要有一個溫度的控制閥門，來調(diào)節(jié)溫度的變化，對于空調(diào)系統(tǒng)而言，只有新風(fēng)運(yùn)行，這樣能夠節(jié)省一部分能源。其他性質(zhì)的房間，設(shè)置了分區(qū)域的供熱環(huán)路，按照規(guī)定進(jìn)行供暖。1）在南區(qū)范圍內(nèi)，對于商業(yè)以及餐飲用房來說，必須保證供暖系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，同時以空調(diào)系統(tǒng)作為輔助。2）對于北區(qū)的包房和貴賓房來說，由于房間內(nèi)裝修比較高檔，必須采用持續(xù)供暖來保證裝修不被破壞，同時空調(diào)間歇性輔助。3）對于水箱、消防間以及泵房等，需有供暖系統(tǒng)保障最低溫度，以免設(shè)備冷凍。4）在部分功能用房內(nèi)設(shè)置了集中式空調(diào)系統(tǒng)，有一些功能用房使用功能比較固定，例如會議室等，由于使用時間比較短暫，使用次數(shù)也較少，所以在這部分功能用房內(nèi)盡量不設(shè)置供暖設(shè)備，只需要短暫使用空調(diào)即可。5）在部分不常使用的衛(wèi)生間內(nèi)，可以使用防凍的措施預(yù)防冷凍。
3冷負(fù)荷值的影響因子及計算方法
比賽大廳的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計是整個體育館空調(diào)系統(tǒng)最重要的部分，體育館具有與其他用房不同的特點(diǎn)，一般來講，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行具有間歇性，時間上也比較短，所以設(shè)計之初最先考慮的應(yīng)該是舒適度好、負(fù)荷小以及投資小，使用最少的能耗達(dá)到最理想的調(diào)控。在比賽大廳使用過程中，會聚集大量人員，人體本身的濕、熱排放量大，同時空調(diào)系統(tǒng)需保證持續(xù)的新風(fēng)運(yùn)行滿足人們的呼吸通暢。比賽大廳空間大，照明設(shè)備多，也會散發(fā)較多的熱量[2]。所以，在對比賽大廳的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行冷負(fù)荷計算時，要充分考慮照明發(fā)熱、人體散熱以及新風(fēng)要求等特點(diǎn)，根據(jù)不同因素綜合考慮，進(jìn)而設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)[2]。一般情況下，冷負(fù)荷的計算方法主要是按照小時來進(jìn)行計算的，可以參照相關(guān)的書籍和手冊。散濕計算為人均散濕量和人數(shù)的乘積將一小時內(nèi)所有的負(fù)荷值相加，就可以得出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷值，進(jìn)而計算空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行1h需要消耗多少能量，同時可知體育館內(nèi)運(yùn)行時間內(nèi)的能耗，并有效控制。若不設(shè)置分段時間控制，可以按照平均負(fù)荷值作為體育館的負(fù)荷。一般體育館可以按照表2來計算冷負(fù)荷。
4空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)速控制
根據(jù)體育館不同的環(huán)境以及使用功能可以設(shè)置不同的空調(diào)系統(tǒng)。通常體育館的建筑面積都在1500m2以內(nèi)，一般會使用蒸發(fā)式作為主要的空調(diào)機(jī)組。不同的空調(diào)機(jī)組大小是不一樣的，實(shí)例中的河源體育館內(nèi)所有的空調(diào)室機(jī)組都設(shè)置在屋頂。在體育館中，空調(diào)室有幾組設(shè)置在室外的輔助用房內(nèi)，輔助用房在綠化區(qū)內(nèi)，這樣可有效減小噪聲。在設(shè)計時，首先確定機(jī)組位置，然后確定風(fēng)口的位置和大小并設(shè)計好初稿，依據(jù)系統(tǒng)阻力、風(fēng)速和管徑，選擇最適合此位置的機(jī)組。同時，必須考慮空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)速度較低，一般不得大于7m/s，噴口處相對風(fēng)速比較高，風(fēng)速不得大于13m/s，風(fēng)速的位置會產(chǎn)生一定的噪聲，必須注意盡量減小噪聲。
5不同形式的氣流組織以及噴流的形狀與風(fēng)速的關(guān)系
在有空調(diào)的房間內(nèi)要注意氣流組織的合理性，一般常使用的氣流組織主要有3種：上部出風(fēng)側(cè)面回風(fēng)，下部出風(fēng)上部回風(fēng)以及上部出風(fēng)下部回風(fēng)。因?yàn)榇斯こ淌且粋�原屋改造工程，以前建成的場館相對高度沒有現(xiàn)在高，地面受到限制，所以不適合使用下部出風(fēng)，經(jīng)過對建筑整體的分析，此建筑可以采用幾種氣流方式綜合利用的方式[3]。此建筑物高度是8m，屋頂中部沒有適合為分層空調(diào)提供附著的部位，所以最佳的氣流組織應(yīng)該采用上部出風(fēng)，側(cè)面回風(fēng)的方式。在比賽區(qū)和觀眾席位置采用的是上部送風(fēng)側(cè)面回風(fēng)的方式，這樣風(fēng)速一般都會很小，在場內(nèi)活動感覺很舒適。此建筑物5.5m位置有1個廊道，把出風(fēng)口設(shè)置在廊道下方，上方進(jìn)行出風(fēng)，這樣設(shè)置具有一定的好處，就是上部的熱流以及照明產(chǎn)生的熱量都會隨著出風(fēng)一起排走，減少了出風(fēng)口處的負(fù)荷，節(jié)約了很多能源。比賽區(qū)域前部和后部采用不同的氣流組織，一般在后部采用噴口對噴的方式，可快速達(dá)到理想溫度，同時噴口可電動控制風(fēng)口朝向，可以快速調(diào)節(jié)溫度。在空調(diào)出風(fēng)口處會形成一定形狀的噴流，不同形狀的噴流產(chǎn)生的風(fēng)力、風(fēng)速是不同的，噴流的形狀主要與風(fēng)口位置、形狀、建筑物內(nèi)部布置有關(guān)。空調(diào)風(fēng)速越大，那么噴流的形狀就會呈細(xì)流狀，噴射的范圍就越大，反之，噴射的速度就越小[4]。在此建筑物中由于噴口位置較低，風(fēng)速控制在小于0.5m/s范圍內(nèi)，所以可以利用噴口的朝向來控制風(fēng)速。一般在觀眾廳會使用上回風(fēng)和上送風(fēng)兩種散流方式，根據(jù)不同的季節(jié)進(jìn)行調(diào)整。在過渡季節(jié)，盡量室內(nèi)全部采取新風(fēng)，排掉全部回風(fēng)；在非過渡季節(jié)，保持最小新風(fēng)即可。經(jīng)過實(shí)際使用后發(fā)現(xiàn)，兩種方法配合使用可以大大減少能源的消耗。
6風(fēng)口的選擇與裝修的整體協(xié)調(diào)以及空調(diào)系統(tǒng)的減震和消聲
空調(diào)系統(tǒng)在安裝時要充分考慮風(fēng)口的安裝特點(diǎn)，既能夠與裝修整體風(fēng)格一致，又不影響使用功能，實(shí)例中主要在風(fēng)口處進(jìn)行裝飾修飾，形成美觀裝修的同時還具有非常實(shí)用的功能[5]。對于空調(diào)本身需要考慮消聲和減震，所以一般機(jī)組都會設(shè)置在專門的房間內(nèi)。在機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)處設(shè)計彈簧吊架來減震，在風(fēng)機(jī)和機(jī)組的風(fēng)口處設(shè)置消聲器以及軟連接等。這些設(shè)計，可有效地減小空調(diào)的震動噪聲。
7合理設(shè)計消防排煙
對于像體育館這樣的功能用房必須考慮排煙、消防設(shè)計，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，可以利用體育館現(xiàn)有的上空窗戶，改造為電動窗，總面積不可小于室內(nèi)面積的2%，一旦發(fā)生火災(zāi)可以通過電動窗排煙。
綜上所述，對于面積在1600m2以下的體育館，冷熱源使用蒸發(fā)式空調(diào)機(jī)組具有良好的經(jīng)濟(jì)性，并且可以降低中間冷媒的消耗，施工成本和運(yùn)行成本低。而對于面積比較大的體育場，需要根據(jù)實(shí)際情況分層使用空調(diào)，按照實(shí)際情況選擇氣流組織，并在確�？照{(diào)效果的基礎(chǔ)上，使用更加適用、經(jīng)濟(jì)的送風(fēng)方式。此外，在設(shè)計體育館防排煙時，除了對機(jī)械排煙考慮以外，還可以根據(jù)情況使用易熔窗和電動開窗來進(jìn)行排煙。
