游泳館室內(nèi)設(shè)計參數(shù)
對于新建室內(nèi)游泳池設(shè)計參數(shù)取值的建議:以往,國內(nèi)酒店的室內(nèi)游泳池的設(shè)計水溫(即泳池水表面溫度)大多采用27℃,冬季室內(nèi)干球溫度通常定為29℃。我們在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn),即使在水溫為29℃,空氣溫度為29℃,相對濕度為78%的休閑型的室內(nèi)游泳館中,在館內(nèi)游泳的四位年青人出水后都有冷感;而在一個室內(nèi)干球溫度31℃、相對濕度60%的SPA的浴池大廳內(nèi)調(diào)研時,受訪者無論長幼均無不適的冷感或悶熱感。如今,已經(jīng)有一些有經(jīng)驗的酒店管理公司提出,酒店中的休閑型的室內(nèi)游泳池的水溫宜提高到30~32℃,其室溫應為31~33℃;此前,上海金茂大廈凱悅酒店的室內(nèi)游泳館在其設(shè)計和運行中,均已將游泳館池廳的室溫提高到31℃。因此,在具體的工程設(shè)計中室內(nèi)游泳館池廳的溫度以及池水溫度究竟如何取值,應事先與建設(shè)方或管理公司充分溝通后確定。相關(guān)的檢測資料表明,當環(huán)境的相對濕度在40%~60%的范圍內(nèi)時,空氣中可檢出的細菌、病毒和微生物數(shù)量極少,有的幾乎為零;但過低的相對濕度會加速水分的蒸發(fā),造成從泳池中出來的人會因體表水迅速蒸發(fā)出現(xiàn)不適的冷感,故筆者建議室內(nèi)游泳館池廳內(nèi)的設(shè)計相對濕度宜控制在50%~60%的范圍以內(nèi)。
(注:本篇來源于互聯(lián)網(wǎng),作者不詳,特此說明)。
圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)
冬季,為防止室內(nèi)游泳館圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露,應在設(shè)計工況下保持圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度比室內(nèi)空氣的露點溫度高2.8℃。于是,根據(jù)已經(jīng)確定的室內(nèi)、外計算溫濕度可按下式初算出防止圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露所需傳熱系數(shù)Kf:
(1)
式中 Kf——圍護結(jié)構(gòu)防止內(nèi)表面結(jié)露的最大傳熱系數(shù),W/(m2·℃);
α——圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù),計算時可取8.7W/(m2·℃)
tn——室內(nèi)干球溫度,℃;
tw——冬季室外空氣調(diào)節(jié)計算干球溫度,℃;
tnb——冬季圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度,即等于室內(nèi)空氣的露點溫度加2.8℃。
在圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的防表面結(jié)露的校核計算時,有一點應引起注意,室內(nèi)設(shè)計參數(shù)表所列出的池廳冬季的溫、濕度,通常是根據(jù)一般規(guī)定或標準作出的選用值,并非設(shè)計工況下的確切計算值。設(shè)計時應根據(jù)式(10)計算確定池廳室內(nèi)的相對濕度,并在焓濕圖上找出該工況下游泳池室內(nèi)空氣的露點溫度,重新按式(1)復核圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。如有需要更正之處,應重新向建筑專業(yè)提資。
室內(nèi)游泳館熱濕負荷計算
1.室內(nèi)游泳館池廳的散濕量的計算與池廳空調(diào)系統(tǒng)的換氣次數(shù)的確定
(1)池廳散濕量的計算公式。室內(nèi)游泳館池廳的散濕量與泳池的類型、泳池的面積、濕地面的面積、同時游泳的人數(shù)、人的運動強度、池水溫度、空氣的溫濕度、水面風速等諸多因素有關(guān)。而游泳的人數(shù)和人的運動強度等活動因子又與游泳館的類型密切相關(guān)。因此,在預測室內(nèi)游泳館設(shè)計散濕量時,宜采用按活動因子計算散濕量的方法,即:
(2)
式中 wp——為游泳池水面及周邊濕地水面的總蒸發(fā)量,g/s;
A——游泳池面積,m2;
Fa——活動因數(shù);
υ——游泳池水面風速,m/s;
pw——游泳池水表面溫度下的飽和空氣的水蒸汽分壓力,kPa;
pa——設(shè)計狀態(tài)下室內(nèi)空氣的水蒸汽分壓力,kPa;
y——池水表面溫度下水的汽化潛熱可按(8—14)式計算,kJ/kg。
【注】本式源自ASHRAE. 2003ASHRAE Application Handbooks [M]. Atlanta;ASHRAE Inc,2003
典型的游泳池活動因數(shù) 表1
泳池類型 | 典型活動因數(shù)Fa |
家用泳池 | 0.50 |
治療性泳池 | 0.65 |
賓館泳池 | 0.80 |
公共泳池、學校泳池 | 1.00 |
造波泳池 | 1.50 |
表注:在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),不同類型的酒店,游泳館的人數(shù)有明顯的差異:會議娛樂性的酒店游泳館(有的還對外開放)人數(shù)最多,其人員密度可達4m2/p;旅游渡假性酒店的游泳人數(shù)居中,人員密度約在9m2/p左右;商務(wù)型酒店的游泳館人數(shù)相對較少,最大人員密度可按14 m2/p計算(上述人員密度,均采用游泳池的池水面積進行計算)。對應活動因數(shù)的取值也宜有所區(qū)別,建議:會議娛樂性酒店取1.00;旅游渡假酒店取0.80;商務(wù)酒店宜取0.65。
由于泳池水表面溫度通常要求控制在27~29℃之間,因此,水的汽化潛熱基本不變;當把游泳池水面空氣流速控制在不大于0.125m/s的條件下時,室內(nèi)游泳館散濕量的計算式可進一步簡化成下面的實用計算式:
(3)
式中除總蒸發(fā)量wp的單位采用kg/h計算以外,其他各項都與(2)式一致。本計算式源自2003ASHRAE Handbook—HVAC Application(pp.4.6),其使用單位已由英制改為公制。
(2)池廳空調(diào)系統(tǒng)的換氣次數(shù)及散濕量計算公式的選用。綜合分析相關(guān)文獻所載數(shù)據(jù),建議:當池廳空調(diào)系統(tǒng)只選用熱回收專用空調(diào)機組時,其設(shè)計換氣次數(shù)約在4~6次/h之間,室內(nèi)游泳池的散濕量宜使用(3)式計算;當游泳館的空調(diào)系統(tǒng)采用常規(guī)空調(diào)箱進行熱濕處理或選用常規(guī)空調(diào)箱加熱回收專用空調(diào)機組聯(lián)合處理時,換氣次數(shù)宜按10~12次/h進行設(shè)計。室內(nèi)換氣次數(shù)的成倍增長,勢必使游泳池的水面風速有所提高,故此時建議使用(2)式計算室內(nèi)游泳池的散濕量,式中泳池的水面風速宜取0.2m/s。

| 
|
四季酒店游泳館 | 金茂凱悅酒店游泳館 |
2.游泳館室內(nèi)熱負荷
游泳館室內(nèi)熱負荷應包括冬季圍護結(jié)構(gòu)(不包括門窗縫隙滲透)的熱負荷、空氣向泳池及周邊濕地水表面放熱的熱負荷、池廳負壓引起的鄰室與室外空氣滲入室內(nèi)形成的滲透熱負荷,減去空氣從池水蒸發(fā)中獲得的汽化潛熱。
(1)泳池岸邊濕地面積。岸邊濕地面對商務(wù)酒店的游泳館來說,既是客觀存在,但其實際面積并不大,存在的時間也不長。其原因是商務(wù)酒店游泳的客人相對較少,且高星級商務(wù)酒店游泳館的工作人員須隨時清除池廳地面上的水漬(從上面兩張酒店泳池的照片就可以感性地了解商務(wù)酒店泳池周邊“濕地面”的基本狀況)。為方便計算,建議商務(wù)酒店游泳池把泳池四周外擴0.5m(基本上可把泳池周邊的排水溝包含在內(nèi))的范圍算作濕地面的面積;渡假型游泳池岸邊濕地面積宜按池邊外擴1.25m計算;會議娛樂型酒店游泳池的活動因數(shù)Fa在本文中被建議取1.0,其泳池岸邊濕地面積宜按外擴2m(約6.5呎)計算。游泳館的建筑熱負荷應使用經(jīng)鑒定的電算程序進行計算。
(2) 空氣向泳池及周邊濕地水表面放熱的熱負荷Qf可按下式計算:
(4)
式中 Qf——空氣向泳池及周邊濕地水表面放熱的熱負荷,W;
α——空氣向水面的放熱系數(shù),取8.4W/(m2·℃);
A——泳池面積,m2;
As——泳池周邊濕地面積,m2;
tn——池廳室內(nèi)干球溫度,℃;
ts——泳池設(shè)計水面溫度,℃;
ts.q——池廳室內(nèi)空氣的濕球溫度,℃。
(3)負壓滲透熱負荷。室內(nèi)游泳池必須有通往更衣室或直通疏散走道的內(nèi)門。如有可能,建筑師會設(shè)置一個通向室外觀景平臺或裙房屋頂綠化區(qū)的外門,以便在過渡季擴大游泳館的休息區(qū)。池廳的負壓使室外空氣和鄰室的室內(nèi)空氣透過門窗的縫隙滲入池廳,由于內(nèi)門的漏風量遠遠大于外門的漏風量,夏季由鄰室滲入池廳的風溫和比焓都比游泳館內(nèi)的空氣低,故夏季可作為空調(diào)系統(tǒng)的裕量不參與計算。然而在冬季,無論是從內(nèi)門還是從外門漏入的空氣,其溫度都低于池廳室內(nèi)的空氣溫度,都是游泳館的熱負荷。因此,必須先分別算出從外門(或外窗)和內(nèi)門滲入池廳的風量。然后再計算池廳冬季的滲透熱負荷。
1)游泳館池廳的室內(nèi)負壓。ASHRAE建議室內(nèi)游泳館的池廳保持1.3~3.8mmH2O負壓。酒店游泳館池廳與相鄰空調(diào)房間的平均設(shè)計負壓值宜取25Pa。
2)外門、外窗及固定透明玻璃幕墻縫隙的漏風量計算:
外門與固定透明玻璃幕墻的漏風量應由幕墻公司提供,并按計算壓差△P=15Pa(因酒店其它空調(diào)房間對外需保持10Pa正壓,故池廳與室外的壓差應等于-15Pa)進行修正。在幕墻公司未介入之前,外門、外窗的漏風量與固定部分透明玻璃幕墻窗在壓差10Pa時的漏風量L10,宜分別按3m3/(m﹒h)和0.1m3/(m﹒h)進行計算(含施工中可能出現(xiàn)的偏差)。算得的門窗縫隙漏風量L10,需要根據(jù)實際壓差按下式進行修正,即實際計算漏風量等于LW:
(m3/h)(5)
3)內(nèi)門漏風量計算:
通過內(nèi)門門縫的漏風量可參照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045—95(2005年版)第8.3.2條推薦的公式進行計算,即:
(6)
式中 li ——第i扇內(nèi)門的門縫漏風量,m3/s;
Ai—— 第i扇內(nèi)門的門縫面積,m2;
△Pi——第i扇內(nèi)門兩側(cè)的壓差,Pa。計算時需注意的是,內(nèi)門兩側(cè)的壓差可能會出現(xiàn)以下幾種情況:一種是通向疏散通道的內(nèi)門與電梯廳或接待大廳等公共空間直接相連,只要設(shè)計按照空氣平衡的需要,在這些公共空調(diào)區(qū)域的計算新風量的基礎(chǔ)上,再補充送入上述連通空間的、數(shù)量等于其計算漏風量的新風量。那么,這扇門兩側(cè)的計算壓差△Pi可取25Pa。第二種情況是,游泳池直接與男女更衣室相連。當進入更衣室的門關(guān)閉時,更衣室與門外的公共空間之間的壓差宜取5Pa;由更衣室進入游泳池池廳的門關(guān)閉時,計算該門縫漏風量的計算壓差宜取20Pa。設(shè)計應根據(jù)空氣平衡的計算結(jié)果向公共空間與更衣室補風。第三種情況是游泳館池廳的內(nèi)門通過一段封閉的走道間接與男女更衣室、健身房或其它功能房間相連。那么,池廳的這個內(nèi)門在封閉走道與池廳間壓差的作用下漏進池廳的風量應等于間接連通的更衣室、健身房等房間通過各自的房門漏進封閉走道的風量。并可通過(7)式求出封閉走道內(nèi)的空氣壓力Pf:
(7)
式中 Ai——池廳第i扇內(nèi)門的門縫面積,m2;
△Pi——池廳第i扇內(nèi)門兩側(cè)的壓差,且△Pi=Pf-Pc,Pa;
Pf——封閉走道內(nèi)空氣的壓力,Pa;
Pc——池廳內(nèi)設(shè)計負壓,(相對于室外)?。?5 Pa;
Ai.j——通過封閉走道與池廳間接連接的第i.j個房門的門縫面積,m2;
△Pi.j——第i.j扇房門兩側(cè)的計算壓差△Pj=Pj-Pf,Pa;
Pi.j——第i.j個房間的室內(nèi)正壓。只要設(shè)計時在這些房間計算新風量的基礎(chǔ)上再加上本次空氣平衡算得的補充新風量,那么,這些房間室內(nèi)的計算正壓Pj(相對于室外)取+10Pa。將△Pi和△Pi.j代入(7)′式,可得:
(8)
在計算上述房門的門縫面積時的平均門縫寬,建議:彈簧門取0.005m;普通門取0.003m。
4)冬季池廳滲透熱負荷:
池廳負壓滲透熱負荷QS.T,可根據(jù)滲入池廳的風量按下式計算:
(KW)(9)
式中 Gw——通過外門(或可開窗)和透明幕墻的縫隙滲入池廳的室外空氣總量,kg/s;
Gn.i——通過池廳第i扇內(nèi)門滲入池廳的室內(nèi)空氣量,kg/s;
hn ——冬季設(shè)計工況下池廳內(nèi)空氣的比焓,kJ/kg;
hn.i——池廳第i扇內(nèi)門相鄰空間內(nèi)空氣的比焓,kJ/kg。
在使用(9)式計算前,必須先按下面的濕平衡方程式(式10)計算出在冬季設(shè)計工況下池廳內(nèi)空氣的含濕量,確定池廳在冬季設(shè)計工況下運行時室內(nèi)空氣的狀態(tài)點,進而在焓濕圖上確定池廳內(nèi)空氣的比焓hn。

式中 Gx——通過空調(diào)機組送入池廳的新風量,kg/s;
Gw——通過外門(或可開窗)和透明幕墻滲入池廳的室外空氣的總量,kg/s;
Gn.i——通過池廳第i扇內(nèi)門滲入池廳的室內(nèi)空氣量,kg/s;
dn—— 冬季設(shè)計工況下池廳室內(nèi)空氣的含濕量,計算時須用式
dW——冬季室外空氣計算含濕量,g/kg;
dn.i——池廳第i扇內(nèi)門相鄰空間內(nèi)空氣的含濕量,g/kg;
濕平衡方程式等號右式的第一項中各字符的定義詳見(1)的注解。當池水的散濕量是按照(2)式計算時,須用(2)式替換(10)式等式右面的散濕量計算式。
(4)池水溫度ts下水蒸汽的汽化潛熱可按下式計算:
(11)
3.游泳館室內(nèi)冷負荷計算
夏季室內(nèi)游泳館池廳的室內(nèi)冷負荷應包括設(shè)計工況下通過圍護結(jié)構(gòu)進入室內(nèi)的熱量、燈光散熱形成的顯熱冷負荷、人體的熱濕負荷(在水中游泳的人體散發(fā)的熱濕負荷,隱含在游泳館散濕量的潛熱負荷中,不另計算;只計算在池旁躺椅上休息的客人與工作人員的熱濕負荷)以及池水與地面水蒸發(fā)進入室內(nèi)的潛熱冷負荷的和,減去空氣向泳池及周邊濕地水表面放熱的熱負荷Qa。調(diào)研表明,白天游泳館照明用電量約占其設(shè)計照明總電量的20%左右。設(shè)計時,白天宜按照明總用電量的20%進行計算;19:00以后再按設(shè)計照明的總用電量計算。
池廳設(shè)計最小新風量
1. ASHRAE 62.1—2004通風標準:該標準要求按每平方呎泳池及其岸邊濕地面積計算的戶外空氣量不小于0.48CFM,相當于8.78CMH/m2。
2.酒店管理公司建議的新風標準之間存在較大的差異,其中最高的一個新風標準達9CMH/m2。實踐表明,根據(jù)池廳面積按9CMH/m2新風標準設(shè)計的室內(nèi)游泳池空調(diào)系統(tǒng),無論在其周邊房間內(nèi),還是在其池廳里都聞不到氯的氣味,但新風能耗偏高;在長三角及以北地區(qū)還會導致池廳冬季室內(nèi)相對濕度低于50%方面的問題。
3. 池廳設(shè)計最小新風量的取值:池廳設(shè)計最小新風量應根據(jù)ASHRAE 62.1—2004的通風標準,按每m2泳池及其岸邊濕地面積8.78m3/h計算。濕地面積參見8.3.3節(jié),第2.(1)條的規(guī)定計量。由于通過外門、外窗及內(nèi)門縫隙滲入池廳的空氣都有除濕和稀釋池廳空氣中結(jié)合氯濃度的作用,為節(jié)省游泳池空調(diào)系統(tǒng)的能耗,本文建議把上述計算漏風量統(tǒng)一計入池廳戶外空氣的范圍內(nèi),僅當設(shè)計最小新風量與漏風量的差小于人均新風量30CMH/p時,池廳空調(diào)系統(tǒng)的最小新風量(即通過空氣處理機送入室內(nèi)的新風量)應按30CMH/p計算,且夏季不宜小于送風量的5%;但冬季游泳館池廳空調(diào)系統(tǒng)的最小新風量,應使設(shè)計工況下池廳室內(nèi)相對濕度不小于50%。此時,進入池廳的戶外空氣量等于池廳空調(diào)系統(tǒng)的最小新風量與內(nèi)、外門窗縫漏風總量的和。
池廳氣流組織
1.送風口和回風口的布置須認真考慮,應防止送、回風口之間發(fā)生短路。短路會產(chǎn)生氣流滯留區(qū),使游泳館內(nèi)局部空間的水蒸汽積聚、空氣的相對濕度上升。
2.上送風口的葉片或?qū)Я餮b置應向外傾斜15~20°、對著外墻、外窗。當池廳內(nèi)設(shè)置天窗時,緊貼天窗下沿的側(cè)送風口內(nèi)的葉片或?qū)Я餮b置應向上傾斜15~20°。設(shè)在池廳內(nèi)區(qū)吊頂天花上的送風風口應采用貼附性能好的散流器。
3.送風口不得直接對著可能使氣流改變流動方向的表面吹風,以防止反射折轉(zhuǎn)的氣流吹到從水中出來并沿池邊行走的游泳者身上。
4.側(cè)送風口不得直接對著游泳池表面吹風,這種送風方式將大大提高泳池水表面的風速使得在水中游泳的人感到不適;同時過大的風速會加速池水蒸發(fā),增加池水的熱損失。
5.在游泳館外墻(或外窗)的下部設(shè)置下送風口時,風口的葉片應向外傾斜15~20°、對著外墻、外窗送風,切忌反裝。下送風口宜高出地面300~500mm。
6.為保持池區(qū)處于負壓,空調(diào)系統(tǒng)的回(排)風風口宜設(shè)置在正對泳池的天花上,或是離泳池最近的墻面下部,送風口不會直接吹到的地方。
室內(nèi)游泳館池廳送風口的布置形式可參見下圖

| 
|
(a)下送風風口布置圖 | (b)上送風風口布置圖 ???? |
游泳池空調(diào)送風風口的布置圖 |
游泳館的空氣處理及設(shè)備配置
1.游泳館空氣的熱濕處理
(1) 系統(tǒng)采用以冷、熱盤管為核心處理部件的四管制組合式空氣處理機時,其空氣處理過程如下:
1) 夏季,當室外空氣的比焓hw≥室內(nèi)設(shè)定比焓hn時,回風與設(shè)計最小新風量混合后進入水冷表面式冷卻器(下簡稱“冷盤管”)降溫去濕,保持室內(nèi)空氣的含濕量等于設(shè)定值;再經(jīng)熱盤管加熱使室內(nèi)空氣溫度維持設(shè)定值。
2) 當室外空氣的比焓hw<室內(nèi)設(shè)定比焓hn時,系統(tǒng)進入全新風工況。新風經(jīng)冷盤管降溫去濕,以保持室內(nèi)空氣的含濕量等于設(shè)定值;再通過熱盤管加熱到送風參數(shù)后送入室內(nèi),以保持穩(wěn)定的室內(nèi)溫度。
3) 當室外空氣的含濕量dw<夏季設(shè)計送風參數(shù)的含濕量ds時,系統(tǒng)進入變新風工況區(qū)。系統(tǒng)將通過改變吸入的新風量(即改變新、回風比)來保持室內(nèi)空氣的含濕量接近設(shè)定值;此時,游泳館室內(nèi)的余濕量完全依靠干燥的新風來消除,空氣處理機中的冷盤管已經(jīng)不必承擔去濕的功能。因此,其供冷量只須受室內(nèi)溫度傳感器的控制。隨著室外溫度下降,當冷盤管的供冷量下降到零時,系統(tǒng)進入采暖工況。
4) 系統(tǒng)進入采暖工況后,繼續(xù)處于變新、回風比的控制狀態(tài),使室內(nèi)空氣的相對濕度保持在50%~60%的范圍內(nèi),直到系統(tǒng)吸入的新風量達到冬季設(shè)計最小新風量,系統(tǒng)將自動停止新、回風比的控制。系統(tǒng)加熱盤管的供熱量受控于室內(nèi)溫度傳感器的偏差信號。夏熱冬冷及以北地區(qū)在冬季設(shè)計工況下,空調(diào)系統(tǒng)過大的新風量會導致池廳相對濕度低于設(shè)定下限值。為保持游泳館池廳內(nèi)空氣的相對濕度不小于50%,設(shè)計時應根據(jù)其室內(nèi)設(shè)計溫度,由(12)式求出室內(nèi)空氣在相對濕度 =50%時的水蒸汽分壓力pa:
(12)
式中pa.b——游泳館室內(nèi)設(shè)計溫度對應的濕空氣的飽和水蒸汽分壓力,即設(shè)計室內(nèi)溫度與100%飽和線的交點所對應的水蒸汽分壓力,kPa。
然后,用濕平衡方程(10)式求出池廳空調(diào)系統(tǒng)冬季由空調(diào)箱吸入的最小室外新風量GX。具體計算方法請參見以下的商務(wù)型酒店室內(nèi)游泳館空氣處理的計算實例。
(2) 當設(shè)計采用四管制冷熱水盤管的組合式空調(diào)箱對室內(nèi)游泳館的空氣進行熱濕處理時,應注意以下幾個問題:
1) 常規(guī)四管制空調(diào)系統(tǒng),夏季由冷盤管除濕,冬季則只能依靠新風來消除室內(nèi)的余濕。因此,在夏熱冬暖且冬季室外空氣含濕量較高的地區(qū),當游泳館采用常規(guī)空調(diào)機對室內(nèi)空氣進行熱濕處理時,其冬季設(shè)計工況下的最小新風量還應滿足游泳館的除濕要求。
2) 夏季游泳館池廳空氣處理機再熱用熱源須獨立設(shè)置。在設(shè)計高星級酒店或國賓館一類建筑的室內(nèi)游泳館的空調(diào)系統(tǒng)時,必須對酒店四管制空調(diào)系統(tǒng)的運行情況有一個深入的了解:即使是按四管制設(shè)計的五星級酒店,為了節(jié)省運行費用,其空調(diào)系統(tǒng)在夏季供冷時絕不會同時供應熱水。這種情況在國際五星級酒店中也不例外。酒店不會僅為游泳館空調(diào)系統(tǒng)區(qū)區(qū)數(shù)千瓦到數(shù)十千瓦的再熱量,去運行容量數(shù)兆瓦的空調(diào)供熱系統(tǒng)。因此,當高星級酒店的游泳館的空調(diào)設(shè)計,必須采用常規(guī)四管制的全空氣空調(diào)系統(tǒng)時,宜在其機房內(nèi)增設(shè)一套小型汽——水熱交換熱水機組。
3)池水蒸發(fā)量是影響池廳空調(diào)系統(tǒng)運行的主要因素,(1)式引入活動因素Fa用以估算設(shè)計工況下的池水蒸發(fā)量。然而來酒店游泳池游泳的人數(shù)變化很大,F(xiàn)a必將隨之變化:有時達到設(shè)計值,但多數(shù)情況下空無一人。泳池里人少了,池水蒸發(fā)量自然隨Fa下降而減少,氯的揮發(fā)量也將成比例減少。在設(shè)計自動控制系統(tǒng)時,應能使池廳空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)相對濕度的變化,適時減少系統(tǒng)的新風量與池廳排風量,在保持衛(wèi)生狀況達標的前提下最大限度地減少系統(tǒng)新風能耗。
(3)當設(shè)計采用游泳館專用的雙風機熱回收系統(tǒng)時,無論是夏季還是冬季,空調(diào)系統(tǒng)均采用機組配置的直接蒸發(fā)式表冷器對回風進行降溫去濕處理,并將蒸發(fā)器所吸收的熱量全部回收,或用于冬季空調(diào)系統(tǒng)加熱,夏季的再熱,多余的部分再用于池水加熱。詳細運行控制請見“8.3.7 SWHP普爾帕克雙風機成套游泳池空間環(huán)境控制和熱回收系統(tǒng)簡介”專篇。
2. 某商務(wù)型酒店室內(nèi)游泳館采用常規(guī)四管制空調(diào)箱作空氣處理的計算實例
【計算條件】夏季室外空調(diào)計算干球溫度34.6℃,濕球溫度28.2℃;冬季室外空調(diào)計算干球溫度-1.2℃、相對濕度74%(含濕量dw=2.389 g/kg);夏季大氣壓100570Pa,冬季大氣壓102650Pa。室內(nèi)設(shè)計干球溫度全年31℃,夏季室內(nèi)相對濕度60%;冬季室內(nèi)相對濕度≮50%。泳池設(shè)計水溫29℃。泳池面積131.4m2,游泳館池廳的體積1600m3;夏季室內(nèi)顯熱冷負荷29.65kW,冬季建筑圍護結(jié)構(gòu)熱負荷33.49kW。池廳對于室內(nèi)相鄰房間保持25Pa負壓。池廳有一個寬1.8m、高2.1m的外門和兩個同樣尺寸的內(nèi)門,透明玻璃幕墻的縫隙總長183m,無可開啟外窗。其中一個內(nèi)門通向疏散走道,該走道直接與健身中心接待廳及電梯廳相連;另一個內(nèi)門通過一段封閉走道分別與男女更衣室和健身房間接連接:男女更衣室用的都是寬1.0m、高2.1m的房門,健身房的門寬1.8m、高2.1m。所有內(nèi)門均為彈簧門,縫寬按5mm計算。冬季接待廳與電梯廳的設(shè)計室內(nèi)溫度為20℃、相對濕度40%(含濕量dn1=5.785g/kg);健身房的設(shè)計室內(nèi)溫度為22℃、相對濕度40%(含濕量dn2.1=6.551 g/kg);更衣室的設(shè)計室內(nèi)溫度為25℃、相對濕度50%(含濕量dn2.2=9.865g/kg)。試根據(jù)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)分別計算系統(tǒng)送風量、負壓滲透漏風量、系統(tǒng)最小新風量、冬夏設(shè)計工況下池廳空調(diào)系統(tǒng)的送風狀態(tài)及設(shè)計工況下空調(diào)系統(tǒng)的供冷與供熱量。
【解】
(1) 池廳內(nèi)、外門與幕墻的計算漏風量
1)外門與幕墻漏風量
已知外門的尺寸等于1.8m×2.1m,幕墻的縫隙總長183m。
(A)外門縫隙的總長Am.f=2.1×3+1.8×2=9.9m
將Am.f及計算壓差△P=15Pa代入(8—9)式,可得外門漏風量Lw.m:
Lw.m=1.3×Am.f×lm10=1.3×9.9×3=38.6m3/h;
(B)將幕墻玻璃與窗框間的縫隙長度代入(3)式,可得透明玻璃幕墻的漏風量Lw.q:
Lw.q=1.3×Aq.f×lq10=1.3×183×0.1=23.8m3/h;
(C)外門與幕墻的總漏風量Lw=Lw.m+Lw.q=38.6+23.8≈62 m3/h。或G w=0.0207 kg/s
2)內(nèi)門計算漏風量
(A)連接接待廳內(nèi)門的漏風量
按已知條件可得門縫的計算面積An1=(2.1×3+1.8×2)×0.005=0.0495m2
將An1及計算壓差△P=25Pa代入(8—10)式,可得此內(nèi)門的漏風量Ln1:
Ln1=1.03×0.0495×250.5=0.255m3/s=918m3/h或G n1=1.2×Ln1=0.306kg/s
(B)連接更衣室、健身房與池廳的每個內(nèi)門漏風量
a)與封閉走道連接的每個內(nèi)門的門縫面積
池廳門:An2=0.0495m2
更衣室:A2.1=A2.2=(2.1+1.0)×2×0.005=0.031 m2
健身房:A2.3=0.0495m2
b)封閉走道的計算壓力
將門縫面積An2、A2.1、A2.2、A2.3代入(8)式,有
0.0495×(Pf+15)0.5=(0.031+0.031+0.0495) ×(10-Pf)0.5
8整理后可得封閉走道的計算壓力Pf=5.88Pa
c)內(nèi)門漏風量
8將An2、A2.1、A2.2、A2.3及計算壓力Pf=5.88Pa代入(5)式,可得每個內(nèi)門的漏風量
8池廳門:Ln2=1.03×0.0495×(5.88+15)0.5=0.233 m3/s=839m3/h
更衣室:L2.1=L2.2=1.03×0.031×(10-5.88)0.5=0.065m3/s=233m3/h或G 2.1=0.078kg/s
健身房:L2.3=1.03×0.0495×(10-5.88)0.5=0.1035m3/s=373m3/h或G 2.3=0.124kg/s
3)池廳門、窗縫隙的總漏風量
將外門與幕墻的漏風量Lw及池廳兩個內(nèi)門的漏風量Ln1、Ln2累計求和,可得池廳保持25Pa負壓的總漏風量LC.L=62+918+839=1819 m3/h或GC.L=0.6063 kg/s
(2) 夏季送風狀態(tài)和系統(tǒng)送風量:
1)計算池水蒸發(fā)量及其潛熱
根據(jù)本書8.3.3建議,當游泳館的空調(diào)系統(tǒng)采用常規(guī)空調(diào)箱進行熱濕處理時,換氣次數(shù)按11次/h進行設(shè)計;用(1)式計算室內(nèi)游泳池的散濕量,式中泳池的水面風速取 =0.2m/s;取游泳池活動因數(shù)Fa=0.65。水在29℃時的汽化潛熱 =2500-2.35×29=2432kJ/kg。
將游泳池水表面積A、活動因數(shù)Fa、水面風速 、汽化潛熱 、游泳池水表面溫度下的飽和蒸汽分壓力Pw=4.054kPa及夏季游泳池室內(nèi)設(shè)計工況下空氣的水蒸汽分壓力Pa=2.729kPa代入(1),可得:

4)池廳空調(diào)系統(tǒng)的估算送風量
池廳吊頂下的體積為1600m3,系統(tǒng)送風量可按下式估算,即
送風量 Ls.g=11×1600=17600m3/h=4.889m3/s
5)求最小新風量
根據(jù)表8-10的“表注”的建議,商務(wù)酒店池廳的濕地面積宜按泳池岸邊外擴0.5m計算,即泳池面積與岸邊濕地面積之和等于164m2。那么,若按ASHRAE 62.1—2004通風標準計算的新風量應不小于LX.A=164×8.78≈1440m3/h。
與池廳保持負壓引起的漏風量LC.L=1819 m3/h相比,LX.A<LC.L。為此,夏季通過空調(diào)箱的新風量宜按送風量的5%計算,即LX.S=0.05×17600=880m3/h
6)繪制焓濕圖(下圖)、計算池廳送風量
在h—d圖上,按照設(shè)計室內(nèi)溫度31℃、相對濕度60%確定夏季室內(nèi)空氣狀態(tài)點N,設(shè)計工況下室內(nèi)空氣的比焓hn=75.69 kJ/kg。通過N點畫出 = 8520kJ/kg的過程線。
用夏季池廳的室內(nèi)顯熱冷負荷Ql.x和系統(tǒng)估算送風量Ls.g,代入下式,可得送風溫差⊿ts
⊿ts =Ql.x/(CP· ·Ls.g)=29.65/(1.01×1.2×4.889)≈5.0℃
本例宜按送風溫差⊿ts =5.0℃準確計算系統(tǒng)設(shè)計送風量LS,有
LS=29.65/(1.01×1.2×5)=4.893 m3/s,或LS=17615 m3/h
池廳空調(diào)系統(tǒng)夏季送風溫度ts = 31-5 = 26℃,過程線 與26℃等溫線的交點S,就是夏季池廳送風狀態(tài)點。在h—d圖上過S點向下做垂線與85%相對濕度線相交于L點(機器露點),當風機及送風管道的溫升按1.5℃計算時,被處理到L點的空氣需被等濕加熱到K點。由于系統(tǒng)送風量的估算值與計算值相差無幾,夏季系統(tǒng)通過空調(diào)箱處理的最小新風量LX.S將維持原計算不變。

7)計算系統(tǒng)夏季供冷量QG.L與再熱量QZ.R
從夏季池廳空調(diào)系統(tǒng)處理空氣的焓濕圖中可以查到,回風與新風混合后進入冷盤
管前的比焓hC=76.545kJ/kg,經(jīng)降溫降濕處理到L點空氣的比焓hL=66.367 kJ/kg,可得池廳空調(diào)系統(tǒng)夏季的計算供冷量QG.L:
QG.L =(hC– hL)×GS =(76.545-66.367)×1.2×4.893=59.76kW
從夏季空氣處理的焓濕圖中可查出K點的比焓hK =66.692 kJ/kg,因此,池廳空調(diào)系統(tǒng)在夏季設(shè)計工況下的再熱量QZ.R:
QZ.R=(hK– hL)×GS =(66.692-66.367)×1.2×4.893≈1.91kW。
(3)冬季送風狀態(tài)與系統(tǒng)加熱量:
1) 冬季池廳室內(nèi)設(shè)計參數(shù)及濕平衡計算
為保持池廳內(nèi)一定的新風量,冬季在保持室內(nèi)干球溫度31℃的條件下,其相對濕度宜按照50%進行濕平衡計算,并依此確定冬季池廳設(shè)計新風量LX。
(A)求池水蒸發(fā)量
將池水面積A、活動因數(shù)Fa、水面風速 、汽化潛熱 、游泳池水表面溫度下的飽和蒸汽分壓力Pw=4.054kPa及夏季游泳池室內(nèi)設(shè)計工況下空氣的水蒸汽分壓力Pa=2.274 kPa代入(1),可得池水蒸發(fā)量

將相關(guān)數(shù)據(jù)代入后,有
(GX+0.6063)×14.091-(GX+0.0207)×2.389-(0.306×5.785+0.124×6.551+2×0.078×9.865)=6.539
整理后可得系統(tǒng)最小新風量GX
GX =0.185kg/s或 LX=3600 GX /1.2=555m3/h
計算結(jié)果表明,冬季要保持本例中的池廳室內(nèi)相對濕度不低于50%,通過空調(diào)箱吸入的新風量不能超過555m3/h。設(shè)計宜取550 m3/h,冬季新風比約為3.1%。
2)冬季池廳的室內(nèi)熱負荷
池廳冬季室內(nèi)熱負荷兩個由圍護結(jié)構(gòu)熱負荷與負壓滲透熱負荷兩個部分組成。池廳冬季的圍護結(jié)構(gòu)熱負荷QS是本例的已知條件,負壓滲透熱負荷需按(7)式計算確定。
(A) 池廳負壓滲透熱負荷(室內(nèi)溫度31℃、hn=67.36 kJ/kg)
室外滲入空氣量 Gw=62m3/h、比焓hw=4.758kJ/kg、tw=-1.2℃;
接待廳滲入空氣 Gn.1=918m3/h、比焓hn.1=34.88kJ/kg、tn.1=20℃;
健身房滲入空氣 G2.1= G2.2=373m3/h、比焓h2=38.868kJ/kg、t2=22℃;
男女更衣滲入空氣 G2.3=466m3/h、比焓h3=50.376kJ/kg、t3=25℃。
a)負壓滲透引起的全熱負荷QS.T:
QS.T=(67.36-4.758)×0.0207+(67.36-34.88)×0.306+(67.36-38.868)×0.124+(67.36-50.376)×0.078×2=17.41kW
b)負壓滲透引起的顯熱負荷QS.T.S:
QS.T.S=[(31+1.2)×0.0207+(31-20)×0.306+(31-22)×0.124+(31-25)×0.078×2]×1.01=6.14kW
(B) 冬季池廳的總熱負荷與顯熱負荷
a)池廳的總熱負荷QR
欲求QR,必須先算出冬季池廳室內(nèi)空氣從池水蒸發(fā)中獲得的汽化潛熱Qq。將求得的冬季池水散濕量wp的值代入(9)式,有
Qq= wp =0.006539×2432=15.9kW
然后,把已知的建筑熱負荷QJ.R=-33.49Kw,負壓滲透熱負荷QS.T及池水蒸發(fā)的汽化潛熱Qq相加起來,便可求得總熱負荷QR;
QR=QJ.R +QS.T+Qq=-33.49+(-17.41)+15.9=-35.0kW
b)池廳的顯熱負荷QS.R;
QS.R= QJ.R + QS.T.S =-33.49+(-6.14)= -39.63 kW
3) 冬季池廳計算濕負荷wC
設(shè)計工況下冬季池廳的濕負荷等于池水散濕量與負壓滲透風除濕量之差,即
wC= wp(QS.T-QS.T.S/=0.006539-(17.41-6.14)/2432=0.001905kg/s
4) 熱濕比 = QR/wC=-35/0.001905=-18370kJ/kg
5) 繪制焓濕圖

在h—d圖上(見上圖),按照設(shè)計室內(nèi)溫度31℃、相對濕度50%,確定冬季室內(nèi)空氣狀態(tài)點N,通過該點畫熱濕比 =-18370的過程線。如忽略送風密度的變化,就可以根據(jù)池廳冬季的顯熱負荷QS.R與系統(tǒng)送風量GS算得冬季設(shè)計工況下的送風溫差,⊿tS =QS.R /(CP×GS)= 39.63/(1.01×5.872)≈6.7℃,即送風溫度tS= tn+⊿tS=31+= 37.7℃。過程線 與37.7℃等溫線的交點S,即冬季泳池送風狀態(tài)點。其比焓hS= 73.363kJ/kg、含濕量dS= 13.728 g/kg。
6) 池廳空調(diào)系統(tǒng)冬季的加熱量
過冬季送風狀點S做垂線,與設(shè)計工況下室內(nèi)外空氣的狀態(tài)點的連線N—W交于C點,即冬季室內(nèi)空氣在設(shè)計狀態(tài)下的回風與新風的混合點,混合空氣的比焓hC=65.42kJ/kg。由此可求出池廳空調(diào)系統(tǒng)冬季的供熱量QG.R:
QG.R=GS×(hS-h(huán)C)=5.872×(73.363-65.42)=46.64kW。
3. 空調(diào)系統(tǒng)與設(shè)備配置
(1) 游泳館空調(diào)系統(tǒng)宜采用單風機組合式空調(diào)箱,其基本功能段包括新/回風混合段、粗/中效過濾段、表冷段、加熱段及風機段(采用不銹鋼轉(zhuǎn)軸。電機與軸承外置),表冷器與空氣加熱器的換熱面積應分別有20%與25%的裕量(考慮到池水蒸發(fā)量的估算與最小新風量的確定與實際情況可能出現(xiàn)偏差所留裕量),送風風機的風量應有10%的裕量。組合式空調(diào)箱的底部應設(shè)置鋼筋混凝土減振臺板與彈簧減振器。組合式空調(diào)箱的新風入口宜設(shè)置兩根新風管,一個用于系統(tǒng)在空調(diào)季取新風,其斷面宜按ASHRAE 62.1—2004的通風標準算得的新風量確定,且不小于系統(tǒng)送風量的10%。此風管上應設(shè)置電動對開式多葉調(diào)節(jié)閥;一個用于過渡季系統(tǒng)全新風運行取新風,此風管上應設(shè)置高氣密型電動對開式多葉調(diào)節(jié)閥。用于寒冷或嚴寒地區(qū)游泳館空調(diào)系統(tǒng)的最小新風管上應設(shè)空氣預熱器。箱體內(nèi)部與游泳池空氣接觸的零部件(包括風機的葉輪與蝸殼)表面應具有良好的防腐性能(通常采用環(huán)氧樹脂噴涂法)。
池廳空調(diào)送、回風管宜采用鋁板制作,風管壁厚按照《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50243—2002 表4.2.1-3規(guī)定選材。管道消聲器、調(diào)節(jié)閥、防火閥及止回閥均應采用不銹鋼板材制作。
(2)汽——水熱交換熱水機組的設(shè)置。在設(shè)計高星級酒店或國賓館一類建筑的室內(nèi)游泳館的空調(diào)系統(tǒng)時,當必須采用常規(guī)四管制的全空氣空調(diào)系統(tǒng)時,宜在其機房內(nèi)增設(shè)一套小型汽——水熱交換熱水機組。其供熱水管與酒店空調(diào)供熱系統(tǒng)的供回水管并聯(lián)設(shè)置(可通過手動閥門完成切換)。當采用常規(guī)四管制空氣處理機與熱回收機組聯(lián)合處理的方案,夏季的空氣再熱可由熱回收機組的空氣熱交換器獨立承擔。
(3) 游泳館宜配備空調(diào)季排風風機,其設(shè)計風量應等于游泳館空調(diào)系統(tǒng)的最小新風量(當冬、夏季系統(tǒng)的設(shè)計最小新風量有差異時取兩者的大值計算)與保持游泳池負壓所需風量的和。保持池廳負壓的漏風量需根據(jù)游泳池與周邊房間通道設(shè)置的情況,按計算確定??照{(diào)季排風風機的選型風量應在計算風量的基礎(chǔ)上預留25%的裕量,并在排風管上設(shè)置電動調(diào)節(jié)風閥,適時根據(jù)相鄰房間與池廳之間壓差的變化對排風量進行。運行時應在保證客人應有的舒適度為前提,在保持游泳館內(nèi)空氣中含氯濃度不超標的條件下(按照《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》 GBZ 2—2002的規(guī)定:氯氣最高允許濃度為1.0mg/m3),力求減少空調(diào)箱的最小新風量,以節(jié)省冬、夏空調(diào)季內(nèi)新風的能耗。游泳館應另配置一臺過渡季排風風機,用于在過渡季中配合空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)全新風工況,以及游泳池超氯化水處理或換水期間的大風量換氣。過渡季排風風機的設(shè)計風量按送風機風量的1.1倍計算。無論是空調(diào)季排風還是過渡季排風風機的靜壓,均應在風管水力計算的基礎(chǔ)上增加37Pa。排風機應選用電機與軸承外置型不銹鋼風機箱,與排風接觸的風機轉(zhuǎn)軸表面應作防腐處理。排風風管應采用不銹鋼板制作。
本文取材于互聯(lián)網(wǎng)。