Discussion on HVAC System Design of Sports Building
李菡茜
（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海200092）
LI Han-xi
（Tongji Architectural Design(Group)Co.Ltd.,Shanghai200092,China）
【摘要】介绍湖北省十堰市某体育建筑项目及山东省泰安市某体育建筑项目，对2个体育建筑项目的空调冷热源方案、冷热负荷、空调风系统和空调水系统设计情况进行详细介绍和对比分析。通过对比同一类型的2个项目完全不同的空调方案，得出针对不同项目在设计过程中应对具体情况进行差异化设计。
【Abstract】This paper introduces a sports complex project in Shiyan City,Hubei Province,and a sports architectural complex project in Tai'an City,Shandong Province,the design of air-conditioning cooling and heat source scheme,cooling and heat load,air-conditioning air system and air-conditioning water s
ystem for two sports complex projects is introduced and compared.By comparing two completely different air conditioning schemes of the same type of project,it is concluded that different projects should be designed differently according to the specific situation in thedesign process.
【关键词】体育建筑；空调系统；对比
【Keywords】sports building;HVAC system;comparison
【中图分类号】TU831【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2022）05-0029-04【DOI】10.jsysj.2022.05.007
1引言
随着经济水平的提升，各地为了提升人民众的健康水平和幸福指数，新建了一大批体育场馆。并且新建的体育场馆不再像过去，只是单一的一座体育馆，而是结合当地需求和特，建设结合文化、教育、艺术等功能于一体的体育建筑。面对各具特的体育建筑，如何选用合理的空调系统也成为一个值得探讨的问题。
2工程概况
项目甲位于湖北省十堰市，总建筑面积73838.4m2，分为A、B、C、D4个区，共有8座主要单体。A区总建筑面积为21435.9m2，主要功能为体育场、乒乓球馆等；B区总建筑面积20443.3m2，其中，剧院11126m2，展览馆和文化馆6034.3m2，图书馆3283m2；C区博物馆总建筑面积4962.9m2，主要功能为展厅、150人报告厅、藏品库房、行政办公及技术用房等；D区总建筑面积14707.7m2，其中篮球馆9447.7m2，配套服务5260m2；室外平台及其他配套设施总建筑面积12288.6m2。建筑层数以3层为主，建筑高度最高27.9m，无地下停车库。
项目乙位于山东省泰安市，总建筑面积355536.0m2，共有6座主要单体。体育场总建筑面积50230m2，用于田径、足球比赛及训练；体育馆总建筑面积31491m2，主要用于篮球、排球、手球、体操等项目比赛及训练；游泳馆总建筑面积26831m2，用于跳水、花样游泳、水球等项目比赛及训练；全民健身馆总建筑面积40875m2，用于乒乓球、羽毛球、健身等日常体育活动；两座配套用房，总建筑面积分别为94883m2和35867m2；停车库（含地上和地下）总建筑面积74918m2。建筑层数以3~5层为主，建筑高度最高43.55m。
【作者简介】李菡茜（1988~），女，江西萍乡人，工程师，从事暖通空调
设计与研究。
录播服务29
3空调冷热源
项目甲的冷热源根据各单体功能，分别独立设置，独立控制，具体冷热源形式和参数详见表1。 项目乙对主要建筑区域设置集中的能源系统。冷热源中心中制冷采用电力驱动冷水机组供冷、供暖采用燃气真空锅炉。根据各单体的功能、运行方式，设置5个能源中心，其中配套用房（一）主要功能为商业，配套用房（二）主要功能为酒店，运行时间与体育场馆相差较大，独立设置冷热源；体育馆位置较远，冷热源也独立设置。具体设置和参数详见表2。 4空调风系统
4.1项目甲
根据各单体房间功能、空间大小，分别采用不同的空调末端形式，具体设置详见表3。
A 区体育场观众席的通风设计采用自然通风方式，通
过体育场内的人员和灯光发热与外部产生热压，从而形成空气流动。充分利用场地的出入通道作为自然通风的进风口。
B 区剧院的观众厅、舞台区与其他辅助用房的使用时间相差较大，因此，前者采用独立的风冷热泵机组，其他辅助用房采用多联式空调机组，这样空调系统可以根据实际使用情况灵活调整，避免了仅在少数辅助用房使用时需要开启集中的空调机组的情况，节能效果十分显著。
B 区图书馆、展览馆、文化馆和
C 区博物馆的各阅览室、展厅空间尺度适中，建筑规模较小，同时考虑到当地图书馆、展览馆、博物馆人流量较小，因此，各建筑物分层设置独立的多联式空调系统，使用时可根据使用需求逐层开启，方便灵活。
D 区篮球馆的观众厅采用的是全空气空调系统座椅送风，与其他办公、业务用房、休息室等小空间的使用时间是使用频率差异较大，观众厅采用独立的风冷热泵机组，而其他房
雨水利用系统能源中心编号服务范围和内容空调面积/m 2
冷源热源能源中心（一）体育馆制冷、制热22084离心式冷水机组
燃气热水锅炉能源中心（二）游泳馆、全民健身馆、配套用房一、体育场制热17146+1574657277+50230
燃气热水锅炉
能源中心（三）
配套用房一制冷57277离心式冷水机组
能源中心（四）
游泳馆、全民健身馆制冷
17146+15746
离心式冷水机组
体育场制冷
50230能源中心（五）
配套用房二制冷、制热
30718双联齿轮油泵
螺杆式冷水机组
燃气热水锅炉
表2
项目中能源中心设置和参数
单体名称空调面积/m 2
冷热源配置冷负荷/kW 热负荷/kW
A 区体育场8390变制冷剂多联空调系统1289867
B 区剧院5126变制冷剂多联空调系统1330694风冷热泵空调机组B 区图书馆
2452变制冷剂多联空调系统519350B 区展览馆和文化馆
4888变制冷剂多联空调系统622434C 区博物馆2916变制冷剂多联空调系统512304D 区篮球馆7069变制冷剂多联空调系统17641063风冷热泵空调机组D 区配套用房
3370
变制冷剂多联空调系统
640
426
表1项目中冷热源形式和参数
30
单体名称房间功能
空调末端配置A 区体育场管理办公、配套业务、休息室等小空间
多联机+新风小商业
预留分体空调B 区剧院观众厅、舞台、休息厅等高大空间
全空气空调机组化妆间、控制室等小空间多联机+新风B 区图书馆大小阅览室、办公等小空间多联机+新风B 区展览馆和文化馆
各类展厅、培训室、办公室等小空间多联机+新风C 区博物馆库房、技术用房、小报告厅、展厅等多联机+新风D 区篮球馆办公、业务用房、休息室等小空间
多联机+新风
比赛大厅等高大空间全空气空调机组（座椅送风）
D 区配套用房
办公、餐厅、会议室、标间
多联机+新风
表3
项目甲空调末端设置
间采用多联式空调机组方便灵活使用。
蒸煮炉D 区配套用房各房间空调系统使用时间灵活，因此，采用多联式空调机组，外机分层设置。
4.2项目乙
根据各单体房间功能、空间大小，分别采用不同的空调末端形式，具体设置详见表4。
体育馆人员活动区域设计风速在0.5m/s 以下[1]，观众区
域采用座椅送风，观众席后侧墙设回风口；训练馆区域采用纤维织物空气分布系统，根据送风部位的不同，在风管不同位置开设送风孔或者设置小型送风喷口，下回风。训练馆及比赛大厅顶部设有排风系统。
游泳馆陆上训练和训练池采用全空气系统，空调送风系统采用纤维织物空气分布系统，气流组织为顶送风下回风。游泳馆比赛池采用全空气系统，观众看台区域采用阶梯送风，设
单体名称
房间功能空调末端配置体育馆
大型比赛场馆
全空气空调机组（座椅送风）
办公、业务用房及休息室等小空间
风机盘管+新风
游泳馆
比赛大厅全空气空调机组（座椅送风+顶部喷口）训练厅、陆上训练厅
全空气空调机组（织物风管送风）
泳池周边地面低温地板辐射采暖
观众休息厅、健身房
全空气空调机组（旋流风口送风）
办公、业务用房及休息室等小空间
风机盘管+新风
全民健身馆
乒乓球场
全空气空调机组（织物风管送风）羽毛球场、网球场
全空气空调机组（旋流风口送风）
瑜伽、舞蹈、商业、休息室等小空间
风机盘管+新风体育场办公、配套业务、休息室等小空间
风机盘管+新风配套用房一
配套用房风机盘管+新风
配套用房二
宴会厅、行政酒廊
全空气空调机组（旋流风口送风）
客房、大堂
风机盘管+新风
杀螺剂
表4
项目乙空调末端设
置
31
计风速控制在0.5m/s以下。为消除建筑内表面冷凝结露的隐患，比赛厅观众座椅区顶部设置屋顶送热风空调系统。池区人员活动区域设计风速控制在0.2m/s以下。
全民健身馆乒乓球场、羽毛球场采用全空气系统，空调送风系统采用纤维织物空气分布系统，比赛时乒乓球场距地3m 以下区域和羽毛球场距地9m以下区域设计风速在0.2m/s 以下。全民健身馆网球场采用全空气系统，气流组织为顶送风下回风。
贵宾室、会议室等小空间区域采用独立新风机组加风机盘管系统，气流组织为上送上回。观众入口门厅，陆上训练区等大空间场所采用定风量全空气系统，气流组织为上送上回。
在游泳馆、体育馆场馆内看台区域均设置二氧化碳监控装置并联动新风机组。当监测到的二氧化碳浓度超过1800 mg/m3时，开启新风机组送风，保证健康的室内空气质量。
所有引入新风的空调箱及新风机组，均设置新风防冻措施，以防止冬季低温对设备管道的冷冻损害[2]。
5空调水系统
项目甲和项目乙空调冷冻水系统均采用一次泵变流量系统，冷水机组以及冷冻水泵均变频运行，以节省运行能耗。空调水系统采用两管制，管道异程布置，风机盘管水平支路设置动态压差平衡阀，组合式空调机组以及空调新风机组等末端设备设置动态平衡电动二通调节阀。系统通过冷热水供回水总管上设置的压差旁通和冷热量控制系统，对热泵机组和水泵的运行台数进行控制，以满荷水泵的运行台数进行控制，以满足负荷侧冷热量变化的要求。
空调冷冻水、热水、采暖热水系统均采用闭式定压罐定压，集中真空脱气加立管顶部设自动排气阀的排气方式。空调冷冻水、热水、采暖热水系统均设置晶旁路水处理器装置；采用电化学氧化被膜阻止腐蚀处理循环流量的1%，降低蒸发器的污垢热阻。冷却塔设置水盘清扫，各冷却塔之间设置连通管。
项目甲的风冷热泵机组是按单体独立设置的，计量耗电量、补水量即可，不需要再设冷热量计量装置。
项目乙的空调供回水总干管位于冷冻机房内的分、集水器后，将空调冷热水送入建筑空调区内，除了计量耗电量、补水量，在集水器的各场馆回水总管上分别设置冷热量计量装置[3]。6空调设计总结
通过以上2个项目空调系统的描述可以看出，虽然都是体育建筑，空调系统的设计既有相似之处，又有很大的差异。在设计过程中，应该针对每个项目的具体情况进行差异化的设计。对于体育建筑，需要在前期先了解不同场馆对室内温湿度、风速的要求，了解体育场馆常用的空调末端形式，了解当下各种场馆常见的运营管理模式，了解业主的需求，才能在满足规范的前提下，完成一个运行合理、使用灵活、节能环保的设计。此外，随着项目的复杂程度越来越高，设计师还应根据以往项目建成使用后的情况反馈，汲取经验，不断改进设计中的细节，才能真正提高设计水平，为人
民做出更好的设计作品。
【参考文献】
高杨氏[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.体育建筑设计规范:JGJ31—2003[S].北京：中国建筑工业出版社,2004.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.公共建筑节能设计标准:GB 50189—2015[S].北京：中国建筑工业出版社,2015.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范:GB50736—2012[S].北京：中国建筑工业出版社,2012.
【收稿日期】2021-09-02
32
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议