淺談游泳館的暖通設(shè)計

林莉

一、概述

1.引言

隨著人民生活水平的提高，游泳這項競技性體育項目，逐漸成為大眾的體育活動，游泳館需要舒適的環(huán)境，其暖通設(shè)計尤為重要。

2.游泳館的特點

（1）熱濕負荷大

室內(nèi)游泳館空間高大常年運行，考慮到舒適度因素，室內(nèi)溫度較其他功能房間高，公共類泳池池水溫度一般在26～28度之間，室內(nèi)環(huán)境溫度比池水溫度高1～2度，對于冬季室外溫度較低的地區(qū)，加熱室外新風(fēng)的耗熱量也會較大。

室內(nèi)游泳館水面較大，池面有大量水氣蒸發(fā)，池區(qū)周邊地面濕潤，也會有相應(yīng)的水分蒸發(fā)，加上正常的人體散濕量，總濕負荷較其他類型空調(diào)房間大很多。

（2）圍護結(jié)構(gòu)易結(jié)露

冬季特別是室外氣溫較低的地區(qū)，室內(nèi)外溫差較大，室內(nèi)處于高溫高濕的環(huán)境，圍護結(jié)構(gòu)處如：墻面、玻璃、頂棚容易發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，導(dǎo)致滴水現(xiàn)象，也會對墻體頂棚材料產(chǎn)生不利影響。

（3）室內(nèi)空氣質(zhì)量差

由于人員衛(wèi)生要求，游泳館池水需進行消毒，消毒采用的藥劑通常會產(chǎn)生一些刺激性氣味，例如：采用液氯消毒，隨著水分蒸發(fā)，室內(nèi)氯氣含量增加，室內(nèi)空氣質(zhì)量下降。

二、游泳館暖通設(shè)計

1.室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

游泳館按其使用功能可分為比賽性游泳館、訓(xùn)練性游泳館、娛樂性游泳館和治療性游泳館等。根據(jù)其規(guī)模大小以及功能不同，對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)：水溫、空氣溫度、相對濕度和風(fēng)速的要求不盡相同。游泳館的室內(nèi)環(huán)境首先要考慮游泳者的舒適要求。人體對環(huán)境的溫度要求與人的活動狀況有關(guān)，游泳者對水溫的要求在活動量小的情況下要求水溫高，反之活動量大時要求水溫低，以保持人體的熱平衡，使人感到舒適。

游泳池的水溫多采用26～28度，游泳館池廳的空氣溫度對游泳者的舒適感也是很重要的，游泳者離開池水，就處在池廳的空氣環(huán)境中，特別是人體剛出水面時，若溫度太低，則會感到寒冷不適，池廳空氣的溫度比池水溫度高才舒適，一般取室內(nèi)環(huán)境溫度比池水溫度高1～2度，即28～30度之間。

游泳館池廳空氣的相對濕度對人們的舒適感也有影響，相對濕度太低空氣中水蒸汽的分壓力低，人體表面的水分蒸發(fā)快，迅速帶走人體的蒸發(fā)潛熱，使人感到寒冷。若相對濕度太高，汗不易蒸發(fā)，悶熱。特別是冬季室外溫度低，室內(nèi)空氣的露點溫度提高，圍護結(jié)構(gòu)容易結(jié)露，甚至池廳霧氣蒙蒙，使人感覺很不舒服。池廳的空氣相對濕度一般不超過70%。

游泳館池廳空氣的空氣流速太大，會加速游泳者身上的水分蒸發(fā)，而感到寒冷。因此對其風(fēng)速也有所限制，一般為0.2～0.3m/s之間，這指距地2. 4 m以下的范圍內(nèi)。

2.防止圍護結(jié)構(gòu)結(jié)露

游泳館由于室內(nèi)空間大，特別是游泳池的池面有大量的水分不斷蒸發(fā)，濕負荷很大，游泳館的相對濕度一般控制在50%？70%，國際泳聯(lián)要求含濕量<14g/kg即相當(dāng)于空氣露點溫度不高于19.5度，對于冬季室外溫度較低的地區(qū)，必須釆取措施防止圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露產(chǎn)生凝結(jié)水，以免墻面和屋頂內(nèi)表面發(fā)霉，若圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露，還可能產(chǎn)生冰凍，破壞圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能，影響建筑物的壽命。防止結(jié)露的措施如下：對圍護結(jié)構(gòu)進行良好的保溫，比如增加保溫材料厚度，降低傳熱數(shù)值。在冬季，游泳館內(nèi)的水蒸汽分壓力較大，如果圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度低于館內(nèi)空氣露點溫度，就會產(chǎn)生結(jié)露。我們可根據(jù)熱量平衡計算出允許的圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)值。

K max （tn -tw） = an（tn- tl）? ? ? （2-1）

K max = an（tn- tl） / （tn -tw）? ?（2-2）

式中：K max? 傳熱系數(shù)，（W / m 2·℃）;

an? ? 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面放熱系數(shù)，（W / m 2·℃）;

tn? ?室內(nèi)溫度，（℃）;

tw? ?室外溫度，（℃）;

tl? ? 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度，（℃），建議取比室內(nèi)露點溫度高1度;

冬季圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度必須比游泳館內(nèi)空氣露點高，一般高1？2度。一般情況下游泳館的圍護結(jié)構(gòu)的K值較一般建筑低，在K值確定后，選擇保溫材料時也應(yīng)根據(jù)游泳館的特點選擇保溫性能好、吸水率低、水蒸汽滲透阻小的保溫材料。另外要切實解決好圍護結(jié)構(gòu)局部如墻角、過梁等處的"冷橋”問題。保溫層應(yīng)在室外側(cè)， 隔氣層在室內(nèi)側(cè)，主體結(jié)構(gòu)設(shè)在靠近室內(nèi)側(cè)等。

3.釆暖、通風(fēng)、空調(diào)措施

（1）采暖

池岸區(qū)設(shè)置地板輻射采暖，可以解決游泳者的足部寒冷問題，舒適感好。當(dāng)外圍護有窗時，需考慮防止起霧結(jié)露的措施，如在窗臺下設(shè)散熱器、向玻璃窗送干熱風(fēng)、落地窗設(shè)置地面對流器等方式。

（2）通風(fēng)與空調(diào)

由于室內(nèi)游泳池的水面很大，水分不斷蒸發(fā)，產(chǎn)濕量很大，使池廳空氣濕度逐漸增加，當(dāng)游泳池釆用氯氣消毒時，氯氣與空氣中的水分結(jié)合產(chǎn)生有腐蝕性的酸性氣體。因此通風(fēng)的主要任務(wù)是把池廳水面不斷蒸發(fā)的水蒸汽和散發(fā)的有害氣體迅速排走，并使池廳空氣露點溫度控制在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)，達到防止建筑圍護結(jié)構(gòu)結(jié)露。先要計算散濕量，其中包括人體散濕量、池水面散濕量、池邊散濕量、新風(fēng)濕量，CJJ122-2017《游泳池給水排水工程技術(shù)規(guī)程》中有相關(guān)計算公式，再計算把這些濕量帶走所需要的通風(fēng)量。一般僅用通風(fēng)消除余濕在夏季所需要的通風(fēng)量最大，所以選擇通風(fēng)設(shè)備時應(yīng)以最大通風(fēng)量為準(zhǔn)。

由于目前大多數(shù)游泳池采用化學(xué)藥劑消毒，這些也會有部分殘留在池水中，隨著水分蒸發(fā)進入空氣中，一般通風(fēng)系統(tǒng)的空氣不能循環(huán)使用，要采用全新風(fēng)系統(tǒng)，故游泳池廳內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)獨立設(shè)置，并使池廳對建筑物的其他部分形成負壓。如采用全新風(fēng)系統(tǒng)，將造成能量的浪費，因此泳池空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)考慮熱回收，經(jīng)濟允許的情況下可采用除濕熱泵空調(diào)機組，進行能量的回收利用，完成空調(diào)、除濕、池水加熱的功能。即室內(nèi)熱濕空氣降溫除濕同時回收其釋放的熱量給池水加熱。

三、設(shè)計實例

1.河北崇禮某五星級酒店游泳館

室外氣象參數(shù)：夏季：空調(diào)干球溫度27.8℃，空調(diào)濕球溫度19.3℃，冬季：空調(diào)室外干球溫度-27.4℃，相對濕度68%。池水溫度27℃。室內(nèi)設(shè)計參數(shù)：夏季28℃，相對濕度65%;冬季29℃，相對濕度50%。

本項目空調(diào)采用除濕熱泵機組，幕墻處設(shè)置地面對流器冬季提高幕墻內(nèi)表面溫度，泳池周邊設(shè)置地板輻射采暖。

空調(diào)處理機組通常冬季過程為：室外新風(fēng)經(jīng)預(yù)熱后與室內(nèi)回風(fēng)混合，加熱至L點經(jīng)加濕或除濕至室內(nèi)送風(fēng)狀態(tài)點O。此項目冬季室外空氣濕度比較低，新風(fēng)具有很好的除濕能力，可以抵消一部分房間濕負荷，冬季室內(nèi)相對濕度需要根據(jù)熱濕負荷值，通過焓濕圖試算確定。

室內(nèi)溫度29℃情況下，分別按60%、35%、50%進行焓濕圖繪制，相對濕度60%時，L點至O點需要進行加濕處理，說明室內(nèi)濕度設(shè)定值偏高;相對濕度35%時 ，L點至O點需要進行除濕處理，說明室內(nèi)濕度設(shè)定值偏低;相對濕度50%時，L點至O點基本重合，說明室內(nèi)濕度設(shè)定值合適。

經(jīng)計算比較夏季總除濕量大于冬季，除濕熱泵機組的參數(shù)按照夏季工況選取。另外，除濕熱泵機組需要在設(shè)備表中標(biāo)注，除濕用翅片式蒸發(fā)器、再熱翅片式冷凝式采用銅翅片或鋁翅片加防腐處理。

2.北京某中學(xué)游泳館

某普通中學(xué)的游泳館，館內(nèi)只設(shè)一個35x16.5 m游泳池，無觀眾席，游泳館設(shè)在教學(xué)樓的地下室，僅用于教學(xué)，不對外開放，寒暑假不用，業(yè)主初投資較緊張。根據(jù)本游泳池的用途和初投資情況進行采暖通風(fēng)設(shè)計。

由于游泳池?zé)o論什么季節(jié)，只要使用就需要通風(fēng)，因此游泳池的池廳釆暖必須結(jié)合通風(fēng)要求，釆用熱風(fēng)釆暖。但僅用熱風(fēng)釆暖還不能有效地解決池廳的釆暖問題，還要增加輔助采暖。由于游泳池設(shè)在地下室，只有幾個小窗井，冬季圍護結(jié)構(gòu)熱損失不大。輔助采暖采用地板輻射采暖，可以解決游泳者的足部寒冷問題，人的舒適感好。設(shè)置板式熱交換機組，把從學(xué)校鍋爐房來的80/60°C的一次水轉(zhuǎn)換為45/35°C的二次水作為地板輻射采暖熱源，并在二次水側(cè)設(shè)膨脹水箱定壓。更衣室、浴室和衛(wèi)生間均設(shè)采暖。

游泳館設(shè)在地下室，沒有觀眾席，夏季從圍護結(jié)構(gòu)傳入的熱量很小，照明發(fā)熱量和水池水分蒸發(fā)的汽化潛熱帶到空氣中的熱量大一些。但水池的散濕量很大，通風(fēng)設(shè)計主要是把池廳散發(fā)的水蒸汽和有害物如氯氣帶走，達到去濕，防止建筑圍護結(jié)構(gòu)結(jié)露。由于本游泳館 僅供普通中學(xué)的教學(xué)使用，為滿足游泳者舒適感的溫度和濕度要求不像大型比賽游泳館那么嚴格，考慮到建設(shè)單位對建設(shè)初投資費和運行費用的承受能力及使用情況（寒暑假不使用），根據(jù)北京的氣象條件，本設(shè)計不考慮制冷空調(diào)。設(shè)計中用一套新風(fēng)機組，采用直流系統(tǒng)，空氣不循環(huán)使用，使池廳的相對濕度維持在允許的范圍內(nèi)，給游泳者一個較舒適衛(wèi)生的環(huán)境。機組內(nèi)有加熱設(shè)備，可根據(jù)需要送熱風(fēng)。

游泳館池廳的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計，風(fēng)管設(shè)在池廳一端，用很多小風(fēng)口向池區(qū)比較均勻的送風(fēng)，風(fēng)口離地面2.8 m。在池廳的另一端均勻布置5臺軸流通風(fēng)機排風(fēng)，把濕空氣和有害氣體排到室外。風(fēng)機安裝在池廳的墻上最高處。通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)管短，不暴露在池廳中，通風(fēng)的氣流組織較順，沒有死角，也沒有迂回。

更衣室、淋浴室和衛(wèi)生間設(shè)獨立的排風(fēng)系統(tǒng)，排除濕氣和其他有害氣體。游泳館中的辦公、管理和其它房間設(shè)有單獨的送風(fēng)系統(tǒng)，相對于游泳池為正壓。此項目己竣工，使用效果較好。

四、總結(jié)

游泳館的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)：水溫、空氣溫度、相對濕度和風(fēng)速，主要根據(jù)人體的舒適要求而定。

游泳館的散濕量大，排除室內(nèi)余濕是設(shè)計的重點。

游泳館的濕度大、溫度高，土建設(shè)計和暖通設(shè)計，必須通過計算釆取措施防止圍護結(jié)構(gòu)結(jié)露。

游泳館的采暖方式為熱風(fēng)采暖與輔助釆暖（散熱器采暖，輻射采暖、地面對流器）相結(jié)合的方式，有條件者最好設(shè)地板輻射采暖，可解決游泳者的足部寒冷問題。

采用何種系統(tǒng)形式，需要結(jié)合項目地室外參數(shù)、使用要求并結(jié)合業(yè)主初投資統(tǒng)一考慮。

參考文獻：

[1]實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊;中國建筑工業(yè)出版社;2008年5月.

[2]體育建筑空調(diào)設(shè)計;中國建筑工業(yè)出版社;1995年10月.

（作者單位：邁進工程設(shè)計咨詢（北京）有限公司）