成就 “亚洲第一”的游泳馆里空调是怎么设计的？
要为观众及运动员创造良好的观赏及比赛环境，游泳馆内比赛池、热身池、观众区的空调及供暖系统要如何设计？来看看以下两个游泳馆是如何设计的。
工程概况
天津北洋园游泳馆工程概况
该项目建筑面积14995m2，其中地上13014m2，地下1981m2，地上共3层，地下1层。地下1层为设备机房，1层为赛事用房及比赛池厅和观众区，2层为游戏厅及餐厅、水吧等，3层为餐厅及厨房。观众座席共1500座，总建筑高度22.7m。
鄂尔多斯东胜体育中心水上运动中心工程概况
该项目总建筑面积2.65万m2，地下1层，地上3层。地下室主要为设备机房；1层主要由比赛大厅和戏水中心（均为3层通高）组成，并设有赛事管理用房、运动员更衣淋浴区及戏水中心更衣淋浴区；2层为按摩休息区和商业用房；3层为厨房、餐厅、客房及商业用房。
冷热源
天津北洋园游泳馆冷热源
采 用2台部分热回收型螺杆式地源热泵机组，夏季冷水供回水温度为7℃/12℃，总冷负荷为2007kW，建筑面积冷负荷指标为125W/m2；冬季热水供回 水温度为50℃/45℃，总热负荷为2670kW，建筑面积热负荷指标为172W/m2。市政热源为110℃/70℃高温热水，经过2台1200kW的板 式换热器换成50℃/45℃热水，作为备用热源，同时用来保证地源侧热平衡。
鄂尔多斯水上运动中心冷热源
夏 季冷水供回水温度为7℃/12℃，总冷负荷为1300kW，空调面积冷负荷指标为61W/m2，热源为城市热网（130℃/70℃），过渡季节热源为设置 于地下1层的2台燃气真空热水锅炉（80℃/60℃），总装机容量为3500kW。冬季空调供回水温度为60℃/50℃，由于本该工程处于严寒B区，空调 机组均设置预热盘管，所有的预热盘管、新风机组、厨房补风机组热水供回水温度为80℃/60℃，这部分空调热负荷为2800kW，建筑面积热指标为 172W/m2，空调面积热指标为215W/m2。
供暖系统
两个游泳馆的泳池区及戏水区都设置了地板辐射供暖系统，主要是满足舒适度要求，比如天津北洋园游泳馆的泳池区需热量为405kW，但是地板辐射供暖系统只能提供50kW热量，其余热量必须由水蒸气和空调提供。
由于泳池区设计温度为28℃，确定地板辐射供暖系统地面散热量时，应校核地表面平均温度，确保其不高于JGJ142—2004《地面辐射供暖技术规程》表3.1.2的最高限值。地表面平均温度按下式计算：
式中tpj为地表面平均温度，℃；tn为室内计算温度，℃；qx为单位地面面积所需散热量，W/m2。
天 津北洋园游泳馆若由地板辐射供暖系统提供所需全部热量的话，地面温度必然超限，所以只能先设定地面平均温度之后进行反推，得出地面散热量。由式（1）计算 得出，单位面积散热量约18W/m2才能保证地面温度满足JGJ142—2004《地面辐射供暖技术规程》表3.1.2的最高限值，但此时的问题是水流速 很慢，不能满足该规程的水流速要求，这个问题还需要探讨。
空调系统
1、池厅空调通风系统
夏季池厅室内设计温度28℃，相对湿度70％，泳池周边人员区域空气流速0.2m/s。
1）池区的除湿通风量
池区的散湿量由池面散湿量Wcm、池边散湿量Wcb、人员散湿量三部分组成。
式（2），（3）中Fm为池面面积，m2；g为单位水面蒸发量，kg/（m2?h）；B为标准大气压力，Pa；b为当地大气压力，Pa；tg为室内空调设计干球温度，℃；ts为室内空调设计湿球温度，℃；Fb为池边面积，m2；n为润湿系数，取0.2～0.4。
天津北洋园游泳馆除湿通风量为176500m3/h（室内外含湿量差3.5g，池区总散湿量600kg/h），按照一次回风计算需要风量为16000m3/h，北洋园游泳馆采用的是一次回风的空调系统。
鄂尔多斯水上运动中心除湿通风量为45000m3/h（室内外含湿量差7.4g，池区总散湿量360kg/h）。
目 前计算泳池散湿量有4种公式，分别是ASHARE公式，《游泳馆与滑冰场设计手册》、《实用供热空调设计手册》、《游泳馆空调设计》提供的公式，其中《游 泳馆空调设计》提供的公式计算的散湿量最大，虽说公式原理相同，但各个公式考虑的修正不同，因此造成了计算结果存在较大的偏差，所以散湿量还需结合实际工 程认真研究。
当室外气象条件有利（室内外含湿量差较大）时，可以采用室外直流空气进行除湿，无需采用空调除湿，以最大限度地节能。
2）夏季空调室内余热通风量
池厅夏季空调室内余热由人员、灯光、围护结构的负荷和池水蒸发带到空气中的热量组成。经计算，鄂尔多斯水上运动中心去除余热通风量为70000m3/h；天津北洋园游泳馆去除余热通风量为174000m3/h，按照一次回风计算需要风量为160000m3/h。
3）通风量的确定及通风机的选择
除 湿通风量和去除室内余热所需的通风量的较大者为夏季的最终通风量。据此，鄂尔多斯水上运动中心选用4台20000m3/h的新风机组（双速风机），在池区 上空设置4台排风机，联锁运行，维持室内微负压（1～2Pa）。天津北洋园游泳馆夏季采用一次回风，泳池区选用了4台40000m3/h的空调机组，上部 选用了8台20500m3/h的排风机，夏季空调机组全开，上部开2台排风机使整个泳池区保持微负压（1～2Pa）。
1.2过渡季池厅空调通风系统
由池厅内典型区域的温湿度传感器控制空调（新风）机组启停台数，由室内压力传感器控制排风机的启停台数及转速，当室外送风温度低于24℃时，开启空调（新风）机组的热水盘管，防止室内出现雾化现象。由池厅内典型区域的温度传感器控制供暖及空调供热系统的运行。
1.3冬季池厅空调通风系统
除 湿风量计算方法与夏季相同，只不过室内外比焓差较大，冬季除湿风量相对夏季较小。经计算，鄂尔多斯水上运动中心除湿通风量为18000m3/h，新风机组 的运行策略是2台间歇低速运行，新风加热到35℃后送入室内；天津北洋园游泳馆除湿通风量为40000m3/h，空调机组运行策略为开1台空调机组直流运 行，上部开2台排风机。
2）空调室内热负荷的组成
室内需热量由围护结构热负荷、新风带入的冷负荷、考虑热压作用的热补偿、池区微负压造成周边空气进入的热补偿四部分组成。室内供热量由池水蒸发带入空气中的热量、空调（新风）机组热盘管提供的热量、地面辐射供暖系统提供的热量、风机盘管系统提供的热量组成。
以北洋园游泳馆为例，冬季除湿风量为40000m3/h，此时空气加热到35℃送入室内进行除湿，但是此部分空气与室内空气的比焓不相等，加热此部分空气所需的热量由风机盘管提供。
3）供热系统需提供的热负荷
保 持池厅热平衡，就可以得出供热系统所需提供的热负荷。确定系统热量时需要注意，若直流除湿用的空调（新风）机组（送风温度不得低于35℃、高于40℃）与 地板辐射供暖、风机盘管和水蒸气蒸发提供的热量还不足以满足热负荷，就需要考虑采用室内空调（新风）机组循环风的模式进行供热，以满足热负荷要求，送风温 度不得高于45℃。
4）乙二醇热回收系统的应用（液体循环式热回收器）
由于GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》要求进行热回收，但是空调机房一般在地下而排风在泳池上部，同时风量又很大，因此这两个工程均考虑采用乙二醇热回收系统，见图1。
2、观众区的空调通风系统
1） 观众区夏季室内设计温度26℃，相对湿度65％；冬季室内设计温度24℃，相对湿度60％。GB50046—2008《工业建筑防腐蚀设计规范》指出，钢 材和混凝土中钢筋最容易锈蚀的相对湿度范围是70％～80％，相对湿度小于60％时，锈蚀进程缓慢。因此，泳池区和观众区设计相对湿度都不应超过70％。
2）比赛大厅的观众席设置一次回风的空调机组。观众区空调送风方式为座椅下送风，送风速度＜0.5m/s，回风口设置于观众席后排的侧墙上。
3） 池区和观众区空调分区设置，由于两个区域室内设计参数不同，观众区的冷气流会流向池区，池区高温空气从上部空间侵入观众区。应对措施（见图2）：①由于 冬、夏季池区均为直流式系统，在池区上空设置排风系统。②看台的前两排座椅不送风，观众区空调回风口设置在后部侧墙上，减少流向池区的冷气流。
3、空调水系统
鄂尔多斯水上运动中心空调冷水系统采用的是分区二级泵系统，一级泵及平衡管设在集中冷站内，二级泵设于各子项（游泳馆、体育馆、体育场）地下机房内；空调热水系统为一级泵变频系统。天津北洋园游泳馆冷水系统采用的是定流量一级泵系统，空调热水系统为一级泵变频系统。
各类游泳馆的常规设计
1）京津及南方地区由于夏季室外相对湿度较大，需要冷却除湿。
通过焓湿图分析可知，由于池区热湿比线较平缓，一般经冷却盘管处理后的空气需再热后送入房间。部分热回收螺杆机一般有8％～10％的免费回收热，可提供45℃/40℃热水。空调冷却水也可以考虑作为再热热源。
2） 除湿热泵适合中、小型游泳馆。夏季工况：基本等同于冷却除湿工况，压缩机的冷凝热可用于池水加热、冷空气再热，多余的冷凝热通过室外机散出。冬季工况：热 泵机组充分吸收排风中的能量，通过压缩机转换成热量，加热送风。除湿热泵机组冬、夏季送风量是一定的，根据含湿量差确定冬季新、回风比例。由于冬季室内相 对湿度高，冬季采用有回风的全空气空调系统时，应注意新风是否需要预热。
