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【摘 要】 本文主要介绍了游泳馆空调系统的设计情况，比赛大厅、训练大厅、观众区采用分开设置的全空气空调系统。比赛大厅池边区域、训练大厅池边区域、部分更衣室设置地板辐射热水采暖，并对游泳池冷负荷以及通风量的计算作简单说明。最后结合本工程，提出对游泳馆暖通设计中出现的防结露措施。
【关键词】 游泳馆;全空气空调系统;防结露
随着国民经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，游泳已经成为广大人民群众所喜爱的健身方式。近年来，在全国各地兴建了大量用于比赛或群众娱乐的游泳场馆。为此，游泳馆暖通空调设计越来越普遍。而对于游泳馆，由于常年处于高温高湿的环境，暖通空调设计尤其重要，在设计中主要控制以下几点：
1）确保池区的温湿度来满足运动员的舒适度。
2）游泳馆常年处于高温高湿环境，需用有效的措施来达到防结露要求。
3）对观众区设独立空调系统来满足观众区的舒适度。
1、工程概况
本游泳馆位于江苏省盐城市，建筑面积26849.54m2，建筑高度24m，属乙级体育建筑，可举办省级和单项全国比赛。场馆内设置50m×25m的比赛池、25m×25m的跳水池、45m×15m的训练池各一个。整栋建筑夏季供冷，冬季供热。夏季，能源中心提供供、回水温度为6℃/13℃的空调冷冻水;冬季，能源中心提供蒸汽，蒸汽温度150℃、压力0.6MPa，经汽-水换热器后供给空调系统60℃/50℃的空调热水，供池区空调及地板采暖系统。
2、空调通风设计
2.1室内空气设计参数确定
2.1.1干球温度
因游泳馆的特殊性，若空气温度低于池水水温，池水表面蒸发加剧，能量消耗大，运动员出水面后寒冷感越强，因此空气温度必须比池水水温高，但如果一味的提高空气温度，对舒适性以及能耗都很不利，根据有关文献数据，空气温度比池水水温高1～2℃为宜。
2.1.2相对湿度
对于游泳者，出水面后如果相对湿度低，身体表面的水蒸发快，寒冷感就越强。反之如果相对湿度高，结露的可能性越高，对结构的腐蚀越严重。根据有关文献数据，相对湿度在65～75%为宜。
2.1.3结合以上，以及给排水专业提供的池水温度27度，室内设计参数如表1：
表1
2.2空调系统
比赛大厅、训练大厅、观众区分开设置空调系统。
2.2.1比赛大厅设计全空气系统，设置6台15500m3/h空调箱（设于地下一层），采用双向对喷的送风方式，回风口设于池区下部侧墙。喷口标高11m，喷口射程约25米。另设置4台8000m3/h的空调箱往屋顶吹风，防止顶棚结露，此空调箱仅冬天防结露使用。空调箱采用变频风机，根据不同季节调节喷口的送风角度及送风量大小。池区人员活动区域设计风速在0.2m/s以下。另外，比赛大厅设计排风系统，排风机均采用变频风机，排风量随新风量的变化而变化，过渡季节实现全新风运行，以节约空调系统的运行能耗。因送风温差小，比赛大厅采用二次回风系统。
2.2.2训练大厅设计全空气系统，设2台31000m3/h空调箱（设于地下一层）。采用双侧喷口送风，两侧墙下回风，喷口标高6m，喷口射程约10米。另训练大厅沿玻璃幕墙落地设置12台风机盘管，向上吹风，防止玻璃幕墙结露。空调箱采用变频风机，根据不同季节调节喷口的送风角度及送风量大小。池区人员活动区域设计风速在0.2m/s以下。另外，训练大厅设计排风系统，排风机均采用变频风机，排风量随新风量的变化而变化，过渡季节实现全新风运行，以节约空调系统的运行能耗。
2.2.3观众区设计全空气系统，采用阶梯座椅送风，设4台22000m3/h空调箱（设于地下一层）。每个座椅阶梯下设一个旋流风口，风水平送出，观众区人员活动区域的设计风速在0.5m/s以下，采用观众区后侧墙回风口回风。因送风温差小，观众区采用二次回风系统。
观众区人数理论上应按座位数选取，如果有充分调研数据，可取用一定的上座率。本项目无调研数据，观众人数取座位数，故所须新风量大，采用板翅式热回收式空调机组，回收排风中的能量，节约运行费用。
2.2.4考虑到冬季人们舒适性以及在游泳池边有可能光脚，在比赛大厅池边区域、训练大厅池边区域、部分更衣室设置地板辐射热水采暖。
2.3游泳池冷负荷及通风量计算
2.3.1室外设计计算参数如表2：
表2
2.3.2游泳池空调冷负荷计算考虑普通空调系统的冷负荷外，还需考虑水蒸气带入空气中的热量。公式如下：Q=0.28·r·Lw
式中：Q——池水蒸发形成的显热冷负荷（W）;r——汽化潜热（kj/kg）;Lw——池區散湿量（kg/h）。
由上述公式，得比赛大厅冷负荷为419.3kW，训练大厅冷负荷为243.5kW。
2.3.3游泳池散湿量L包括池边散湿量Lb、池区散湿量Lw、人员散湿量Lr。
各计算公式如下：
1）Lb=0.0171·（T干-T湿）·F·n
2）Lw=0.0075·（0.0152·Va+0.0178）·（Pw-Pi）·Fw
3）Lr=W·nb·φ/1000
4）池边人数nb/池区人数nq=1/2
式中：T干——室内空调干球温度（℃）;T湿——室内空调湿球温度（℃）;F——池边面积（m2）;n——润湿系数;Va——池水面上的风速（m/s）;φ——群集系数;Pw——水表面温度下的饱和水蒸汽分压力（Pa）;Pi——室内空气的水蒸汽分压力（Pa）;Fw——池区面积（m2）;W——成年男子散湿量（g/h）;nb——池边人数（人）。
由上述公式，得比赛大厅湿负荷为347kg/h、训练大厅湿负荷为178kg/h。 2.3.4.游泳池过度季节通风量计算
1）按消除余湿的排风量计算
G=L/（dn-d）
式中：G——通风量（kg/h）;L——散湿量（kg/h）;dn——室内空气含湿量（kg/kg）;d——送风点含湿量（kg/kg）;d的取值参考《游泳馆空调设计》。
2）按最小换气次数计算
根据《游泳馆空调设计》表1-2，比赛大厅换气次数取2次/h，训练大厅换气次数取4次/h。
3）以上两种取大值，得比赛大厅过渡季节排风量为99200m3/h，在屋顶下设5台排风机，过渡季节新风由空调机组送入比赛大厅，送风量为89200m3/h;训练大厅过渡季节排风量为64400m3/h，在屋顶下设6台排风机，过渡季节新风由空调机组送入训练大厅，送风量为57900m3/h。
2.3.5空调通风量计算
为了防止空调送风口结露，送风温度不能低于室内设计参数的露点温度，本工程的露点温度为22℃，取2℃的冗余度。绘制焓湿图，得比赛大厅送风量为93000m3/h，训练大厅送风量为62000m3/h，观众区送风量为88000m3/h。为了满足防结露送风温度，比赛大厅和观众区的送风需再热，再热量采用二次回风形式，节省再热能耗。
3、防结露措施
3.1游泳馆在冬季时易结露，对于游泳馆来说防结露措施是必须的，防结露主要原则如下：
1）计算防结露传热系数时，应考虑围护结构内表面温度高于室内露点温度。
2）保温层布置在靠近室外侧。
3）水蒸气渗透阻大的保温材料。
4）隔汽层布置在室内侧。
3.2围护结构防结露传热系数K计算
冬季游泳馆，为了防止表面温度低于室内空气露点温度22℃，考虑表面温度高于室内露点温度2℃。计算K值公式如下：K（tn-tw）=α（tn-τn）
τn=24℃，tn=28℃，tw=1.1℃，α=8.7w/m2·℃，经计算传热系数K应大于1.2937W/（m2·℃）。
围护结构为玻璃幕墙时无法满足此要求，因此沿着玻璃幕墙设置风机盘管，冬天送热风防止幕墙结露。
3.3综合考虑，本工程的防结露取以下措施：
1）比赛大厅的相对湿度通过空调系统控制在70%以下，防止结露产生。
在比赛大厅上部设置循环热风系统，在该区域屋顶上部设空气湿度传感器，冬季及过渡季当室内湿度超过75%时，自动开启热风循环系统，使屋顶钢结构内表面温度高于室内露点温度，防止结露现象的发生。
2）比赛大厅屋顶和侧墙利用其自然坡度，在玻璃窗下沿设导流槽，把不可控制产生的凝结水通过导流排水管排走。
3）训练大厅冬季当玻璃窗内表面温度低于室内露点温度时，自动启动临近区域内的热风系统，吹出热风，提高玻璃窗内表面温度，以达到防结露目的。
4、结束语
设计游泳馆空调系统时，笔者认为需考虑以下几点：
4.1因水面的水蒸气蒸发至室内空气中，游泳馆长期处于高湿环境，带有氯气的水蒸气形成酸性气体对建筑的金属构件尤其是对屋面桁架造成严重腐蚀，必须控制温、湿度及控制结露来防止腐蚀。
4.2对于游泳馆，防结露措施必须到位。在本文的防结露措施基础上可适当增加自控系统，更有效的解决结露问题。
4.3观众区和池区的温差可适当加大，提高观众的舒适度。
4.4空调冷负荷与普通空调的冷负荷相比，还需考虑水蒸气带入空气中的熱量。
4.5通风量需考虑过渡季节全新风运行时的风量。
4.6为了防止结露而提高送风温度（减少送风温差），以及湿负荷较大热湿比线较平等原因需要再热时，空调系统采用二次回风较为合适。利用二次回风再热可节约再热量所需的能耗，达到节能目的。
参考文献：
[1]邓剑云，黄杏宁.合肥某商场暖通空调设计[J].建筑热能通风空调，2013，32（4）：96-98.
[2]中国有色工程设计研究总院.通风与空气调节设计规范[S]：北京：中国计划出版社，2004.
[3]倪歆海，杨佳.清华大学艺术博物馆暖通空调设计[J].建筑热能通风空调，2013，32（5）：97—100.
[4]魏文宇，丁高，张莉.游泳馆空调设计[S].中国建筑工业出版社.
【关键词】 游泳馆;全空气空调系统;防结露
随着国民经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，游泳已经成为广大人民群众所喜爱的健身方式。近年来，在全国各地兴建了大量用于比赛或群众娱乐的游泳场馆。为此，游泳馆暖通空调设计越来越普遍。而对于游泳馆，由于常年处于高温高湿的环境，暖通空调设计尤其重要，在设计中主要控制以下几点：
1）确保池区的温湿度来满足运动员的舒适度。
2）游泳馆常年处于高温高湿环境，需用有效的措施来达到防结露要求。
3）对观众区设独立空调系统来满足观众区的舒适度。
1、工程概况
本游泳馆位于江苏省盐城市，建筑面积26849.54m2，建筑高度24m，属乙级体育建筑，可举办省级和单项全国比赛。场馆内设置50m×25m的比赛池、25m×25m的跳水池、45m×15m的训练池各一个。整栋建筑夏季供冷，冬季供热。夏季，能源中心提供供、回水温度为6℃/13℃的空调冷冻水;冬季，能源中心提供蒸汽，蒸汽温度150℃、压力0.6MPa，经汽-水换热器后供给空调系统60℃/50℃的空调热水，供池区空调及地板采暖系统。
2、空调通风设计
2.1室内空气设计参数确定
2.1.1干球温度
因游泳馆的特殊性，若空气温度低于池水水温，池水表面蒸发加剧，能量消耗大，运动员出水面后寒冷感越强，因此空气温度必须比池水水温高，但如果一味的提高空气温度，对舒适性以及能耗都很不利，根据有关文献数据，空气温度比池水水温高1～2℃为宜。
2.1.2相对湿度
对于游泳者，出水面后如果相对湿度低，身体表面的水蒸发快，寒冷感就越强。反之如果相对湿度高，结露的可能性越高，对结构的腐蚀越严重。根据有关文献数据，相对湿度在65～75%为宜。
2.1.3结合以上，以及给排水专业提供的池水温度27度，室内设计参数如表1：
表1
2.2空调系统
比赛大厅、训练大厅、观众区分开设置空调系统。
2.2.1比赛大厅设计全空气系统，设置6台15500m3/h空调箱（设于地下一层），采用双向对喷的送风方式，回风口设于池区下部侧墙。喷口标高11m，喷口射程约25米。另设置4台8000m3/h的空调箱往屋顶吹风，防止顶棚结露，此空调箱仅冬天防结露使用。空调箱采用变频风机，根据不同季节调节喷口的送风角度及送风量大小。池区人员活动区域设计风速在0.2m/s以下。另外，比赛大厅设计排风系统，排风机均采用变频风机，排风量随新风量的变化而变化，过渡季节实现全新风运行，以节约空调系统的运行能耗。因送风温差小，比赛大厅采用二次回风系统。
2.2.2训练大厅设计全空气系统，设2台31000m3/h空调箱（设于地下一层）。采用双侧喷口送风，两侧墙下回风，喷口标高6m，喷口射程约10米。另训练大厅沿玻璃幕墙落地设置12台风机盘管，向上吹风，防止玻璃幕墙结露。空调箱采用变频风机，根据不同季节调节喷口的送风角度及送风量大小。池区人员活动区域设计风速在0.2m/s以下。另外，训练大厅设计排风系统，排风机均采用变频风机，排风量随新风量的变化而变化，过渡季节实现全新风运行，以节约空调系统的运行能耗。
2.2.3观众区设计全空气系统，采用阶梯座椅送风，设4台22000m3/h空调箱（设于地下一层）。每个座椅阶梯下设一个旋流风口，风水平送出，观众区人员活动区域的设计风速在0.5m/s以下，采用观众区后侧墙回风口回风。因送风温差小，观众区采用二次回风系统。
观众区人数理论上应按座位数选取，如果有充分调研数据，可取用一定的上座率。本项目无调研数据，观众人数取座位数，故所须新风量大，采用板翅式热回收式空调机组，回收排风中的能量，节约运行费用。
2.2.4考虑到冬季人们舒适性以及在游泳池边有可能光脚，在比赛大厅池边区域、训练大厅池边区域、部分更衣室设置地板辐射热水采暖。
2.3游泳池冷负荷及通风量计算
2.3.1室外设计计算参数如表2：
表2
2.3.2游泳池空调冷负荷计算考虑普通空调系统的冷负荷外，还需考虑水蒸气带入空气中的热量。公式如下：Q=0.28·r·Lw
式中：Q——池水蒸发形成的显热冷负荷（W）;r——汽化潜热（kj/kg）;Lw——池區散湿量（kg/h）。
由上述公式，得比赛大厅冷负荷为419.3kW，训练大厅冷负荷为243.5kW。
2.3.3游泳池散湿量L包括池边散湿量Lb、池区散湿量Lw、人员散湿量Lr。
各计算公式如下：
1）Lb=0.0171·（T干-T湿）·F·n
2）Lw=0.0075·（0.0152·Va+0.0178）·（Pw-Pi）·Fw
3）Lr=W·nb·φ/1000
4）池边人数nb/池区人数nq=1/2
式中：T干——室内空调干球温度（℃）;T湿——室内空调湿球温度（℃）;F——池边面积（m2）;n——润湿系数;Va——池水面上的风速（m/s）;φ——群集系数;Pw——水表面温度下的饱和水蒸汽分压力（Pa）;Pi——室内空气的水蒸汽分压力（Pa）;Fw——池区面积（m2）;W——成年男子散湿量（g/h）;nb——池边人数（人）。
由上述公式，得比赛大厅湿负荷为347kg/h、训练大厅湿负荷为178kg/h。 2.3.4.游泳池过度季节通风量计算
1）按消除余湿的排风量计算
G=L/（dn-d）
式中：G——通风量（kg/h）;L——散湿量（kg/h）;dn——室内空气含湿量（kg/kg）;d——送风点含湿量（kg/kg）;d的取值参考《游泳馆空调设计》。
2）按最小换气次数计算
根据《游泳馆空调设计》表1-2，比赛大厅换气次数取2次/h，训练大厅换气次数取4次/h。
3）以上两种取大值，得比赛大厅过渡季节排风量为99200m3/h，在屋顶下设5台排风机，过渡季节新风由空调机组送入比赛大厅，送风量为89200m3/h;训练大厅过渡季节排风量为64400m3/h，在屋顶下设6台排风机，过渡季节新风由空调机组送入训练大厅，送风量为57900m3/h。
2.3.5空调通风量计算
为了防止空调送风口结露，送风温度不能低于室内设计参数的露点温度，本工程的露点温度为22℃，取2℃的冗余度。绘制焓湿图，得比赛大厅送风量为93000m3/h，训练大厅送风量为62000m3/h，观众区送风量为88000m3/h。为了满足防结露送风温度，比赛大厅和观众区的送风需再热，再热量采用二次回风形式，节省再热能耗。
3、防结露措施
3.1游泳馆在冬季时易结露，对于游泳馆来说防结露措施是必须的，防结露主要原则如下：
1）计算防结露传热系数时，应考虑围护结构内表面温度高于室内露点温度。
2）保温层布置在靠近室外侧。
3）水蒸气渗透阻大的保温材料。
4）隔汽层布置在室内侧。
3.2围护结构防结露传热系数K计算
冬季游泳馆，为了防止表面温度低于室内空气露点温度22℃，考虑表面温度高于室内露点温度2℃。计算K值公式如下：K（tn-tw）=α（tn-τn）
τn=24℃，tn=28℃，tw=1.1℃，α=8.7w/m2·℃，经计算传热系数K应大于1.2937W/（m2·℃）。
围护结构为玻璃幕墙时无法满足此要求，因此沿着玻璃幕墙设置风机盘管，冬天送热风防止幕墙结露。
3.3综合考虑，本工程的防结露取以下措施：
1）比赛大厅的相对湿度通过空调系统控制在70%以下，防止结露产生。
在比赛大厅上部设置循环热风系统，在该区域屋顶上部设空气湿度传感器，冬季及过渡季当室内湿度超过75%时，自动开启热风循环系统，使屋顶钢结构内表面温度高于室内露点温度，防止结露现象的发生。
2）比赛大厅屋顶和侧墙利用其自然坡度，在玻璃窗下沿设导流槽，把不可控制产生的凝结水通过导流排水管排走。
3）训练大厅冬季当玻璃窗内表面温度低于室内露点温度时，自动启动临近区域内的热风系统，吹出热风，提高玻璃窗内表面温度，以达到防结露目的。
4、结束语
设计游泳馆空调系统时，笔者认为需考虑以下几点：
4.1因水面的水蒸气蒸发至室内空气中，游泳馆长期处于高湿环境，带有氯气的水蒸气形成酸性气体对建筑的金属构件尤其是对屋面桁架造成严重腐蚀，必须控制温、湿度及控制结露来防止腐蚀。
4.2对于游泳馆，防结露措施必须到位。在本文的防结露措施基础上可适当增加自控系统，更有效的解决结露问题。
4.3观众区和池区的温差可适当加大，提高观众的舒适度。
4.4空调冷负荷与普通空调的冷负荷相比，还需考虑水蒸气带入空气中的熱量。
4.5通风量需考虑过渡季节全新风运行时的风量。
4.6为了防止结露而提高送风温度（减少送风温差），以及湿负荷较大热湿比线较平等原因需要再热时，空调系统采用二次回风较为合适。利用二次回风再热可节约再热量所需的能耗，达到节能目的。
参考文献：
[1]邓剑云，黄杏宁.合肥某商场暖通空调设计[J].建筑热能通风空调，2013，32（4）：96-98.
[2]中国有色工程设计研究总院.通风与空气调节设计规范[S]：北京：中国计划出版社，2004.
[3]倪歆海，杨佳.清华大学艺术博物馆暖通空调设计[J].建筑热能通风空调，2013，32（5）：97—100.
[4]魏文宇，丁高，张莉.游泳馆空调设计[S].中国建筑工业出版社.