江南大学体育馆工程空调系统设计X.pdf

江南大学体育馆工程空调系统设计 X李　艳　　　　　王　文(无锡同方人工环境有限公司 ) 　 (江南大学 )摘 　要 　 在简要介绍工程建筑概况及使用特点的基础上 ,从设计参数、冷热负荷、空调形式、气流组织、送回风方式、冷热源及水系统、通风及防排烟、控制系统等几方面介绍该体育馆工程的空调系统设计关键词 　 空调 　气流组织 　水系统 　通风系统 　防排烟系统 　控制系统Air2conditioning system design for gymnasium ofSouthern Yangtze UniversityLi Yan 　　　　　　　　　　　　　　 Wang Zhaowen(WuXi Tongfang Artificial Environment Co. ,Ltd. ) 　 (Southern Yangtze University)ABSTRACT　 Based on the general profile of the project , describes the air2conditioning designof the gymnasium in Southern Yangtze University , including the design parameters ,heat andcold load , airflow distribution , air supply modes , cold and heat source , water system , ventila2tion system , smoke extraction and control system and so on.KEY WORDS 　 air2conditioning ; air flow distribution ; water system ; ventilation system ;smoke control system ; control system1 　工程概况本工程地处江苏省无锡市郊区 ,位于江南大学新校区内 ,是一幢能进行体育比赛、文娱演出、艺术展览、大型会议等室内活动的多功能综合性场馆(图 1) 。

体育馆内中间为 54. 6 m × 25. 5 m 的矩形运动地板场地 ,能进行羽毛球、乒乓球、篮球、排球、体操等运动项目的比赛和训练 ,比赛场地周围设有固定及活动座椅 4 000 余座除大厅外周边设有运动员、裁判员休息室、贵宾接待室、会议室、新闻发布中心、控制机房、卫生间等辅助用房地下室为内外径分别为 70 m 和 93 m 的半圆环形 ,设有制冷机房、空调机房、风机房、高压配电室、低压配电室以及备用房本工程总建筑面积为 13 095 m2 ,建筑总高度为 24. 6 m ,外墙外形近乎直径为 93 m图 1 　体育馆工程外观图第 7 卷 　第 3 期 　2 0 0 7 年 6 月 　 　　　　制 冷 与 空 调REFRIGERA TION AND AIR - CONDITION IN G　　　　 　 　　　　　　 90293X 收稿日期 :2006206222通讯作者 :李艳 ,E2mail :liyqn2sytu @163. com的圆柱形 ,屋面伸出直径为 102. 3 m ,屋顶为大跨度网架式 ,周边为钢结构金属屋面 ,中间为膜结构 ,建成后整幢建筑呈扁平球壳状本工程 2004 年 3月开工 ,2006 年 5 月竣工 ,总投资约 7 000 万元 ,为该校的标志性建筑。

2 　设计参数及空调负荷根据无锡地区气象条件 ,室外设计参数见表1表 1 　室外设计参数大气压力 / Pa 湿球温度 / ℃ 干球温度 / ℃ 平均温度 / ℃ 相对湿度 / % 平均风速 / (m/ s)夏季 100 490 28. 3 34. 6 31. 4 68 2. 6冬季 102 520 - 6 73 2. 6根据不同分区不同的功能要求 ,室内温度等参数有不同的要求 ,体育馆空调为舒适性空调 ,考虑室外温湿度、经济条件、节能要求以及舒适性等因素确定各项参数见表 2表 2 　室内设计参数房间名称 夏季 冬季干球温度 / ℃ 相对湿度 / % 干球温度 / ℃ 相对湿度 / % 新风量 / (米 3/ (时·人 ) )体育馆、训练房 26 ± 2 60 ± 10 16 ± 2 ≥ 40 20辅助用房 26 ± 2 60 ± 10 20 ± 2 ≥ 40 30～ 50注 :比赛场地风速要求 :小球比赛时不大于 0. 2 m/ s ,其他不大于 0. 5 m/ s ;观众看台风速要求 :0. 3～ 0. 5 m/ s ;通风、换气量 :冷冻机房 ,水泵房 :5 次 / 时 ;变配电间 :10 次 / 时 ;公共厕所 :10～ 15 次 / 时。

夏季空调总冷负荷 QL = 2 800 kW ;冬季空调总热负荷 QR = 1 510 kW ;总耗电量约为 1 300 kW3 　空调方式3. 1 　系统确定体育馆使用的特点为间断性 、密集性、使用频率低根据调查 ,体育馆空调使用率在北京地区平均夏季在 12 次左右 ,冬季 10 次左右 ,每次使用时间为 45 小时 ,其中使用率最高的每年在 30 次左右 ,大多数使用时间体育馆只做通风处理 ,所以该类场所宜采用一次投资低、高可靠性的系统鉴于体育建筑比赛大厅容积大、净空高、人员密度高、热湿负荷和送风量以及新风量大且间歇使用的特点 ,采用集中式、定风量、单风道、低风速的全空气空调系统 ,即集中式空调系统空气处理设备 (过滤、加热、冷却、风机、均风、消声等 )均集中在空调机房内 ,经处理过的空气用低速风道输送至比赛大厅等需要空调的地方 \[1 \]在春秋季可以采用直流式全新风方式 ,并设有简单的空调自动控制和遥测 ,如风阀自动调节、空调器机器露点控制、馆内各区温湿度遥测等3. 2 　体育馆大厅空调体育馆大厅采用一次回风的普通集中式空气处理过程 ,即室内回风和室外新风在空气冷却器前混合 ,设计总送风量为 250 000 m3/ h。

分设 6 台组合式空气处理机组 ,送风量分别为 45 000 m3/ h 两台和 40 000 m3/ h 四台 ,主要功能段为新风回风混合段、中效过滤段、表冷 / 加热段、风机段、均声段、消声段、送风段组合式空调机组分成两组分设在地下室空调机房 1 及空调机房 2 内空调机房 1 和空调机房 2 分别设在半圆环形地下室的两端 ,由位于半圆环形地下室中间的制冷机房分两个环路向两边提供冷冻水而经过空调机房集中处理过的空气也由两端竖风管完成送风比赛大厅采用电动球形喷口送风 ,利用喷出气流的引射作用 ,在流经途中诱导室内风由于送风射流在喷射过程中 ,将不断混入周围空气 ,使流量增加 ,同时在气流流经观众席过程中 ,又与室内空气混合 ,使气流增加并不断将室内余热从座位底下的回风口带走该系统可以说是一个特殊的送风装置 ,它能诱导一定数量的室内空气 ,达到增加送风量和减小送风温差的作用3. 3 　辅助用房空调为满足其他运动和管理场所等辅助用房使用的灵活性 ,采用带独立冷源的单元式空调系统采用分散式空调 (集中供应冷热水 ,用风机盘管向各场所送风 ) ,均为风机盘管加新风系统 ,顶送或侧送风机盘管为卧式暗装 ,新风机组吊设在吊顶内。

新风由外墙风口引入 ,经过滤、冷却 / 加热、消声处理后送入室内4 　大厅气流组织形式体育馆建筑较高大 ,送风点较多 ,为了保证风能送到所要求的地方 ,同时比赛场的送风要满足赛·19·　第 3 期 　　　　 　　　　　　　　　　李 　艳等 :江南大学体育馆工程空调系统设计 　　　　　 　　　　　　　　　区小球比赛的风速要求 ,观众区送风要保证观众区均匀的温度 ,防止出现较大的上下温差 ,采用分区送回风方式 ,即在观众区和比赛区分区送回风 \[1 \]送风管由空调机房经竖井接至屋顶后 ,分设外圈送风管和内圈送风管外圈送风管设在 9. 1 m的楼面上 ,对观众区由喷口送风冬、夏季分别调节电动喷口内叶片角度 ,夏季叶片角度为 30° ,冬季叶片角度为 51° ;内圈送风管在屋顶网架内敷设比赛场由电动喷口顶侧送风冬夏季分别调节电动喷口内叶片角度 ,夏季叶片角度为 35° ,冬季叶片角度为 58°当比赛场地有低风速要求时 ,可调节内圈 45只电动喷口的送风量 ,同时适当调整送风干管上的电动阀的开启度 ,减小比赛场地的送风量在观众席座位底下设置回风口 ,通过各自的回风静压箱集中后经竖风管接至空调机房。

5 　制冷系统该工程采用开式地表水源热泵系统 ,引入附近校园景观河内的水作为冷热源系统中设置漩流除沙器和反冲洗过滤器来处理引自景观河中的水 ,以起到净化作用 ,防止管道堵塞 ,并在湖水端设置板式换热器冬季机组与板换间用乙二醇溶液(25 %浓度 )作为载冷剂通过板换与湖水源侧小温差换热 ,避免由于水温过低而结冰 ,同时可以保证机组侧的循环水为洁净水 ,不受水源水的影响夏季为了提高换热效率减少换热损失可以直接引用湖水作为载冷剂水源水系统由取水头部、引水管、泵房和水泵、供水管、水处理装置、回水管和排水口组成根据 冷 热 负 荷 量 选 用 2 台 清 华 同 方SGHP1700 型水源热泵机组水源热泵机组设在地下室设备室内 ,水系统为两管制 ,冷冻机房内设分、集水器水系统分 3 个环路 :供比赛大厅空调机房 1 ;供比赛大厅空调机房 2 ;供辅助用房空调供回水系统为同程式 (局部异程 ) ,通过平衡阀进行阻力平衡水源热泵系统工作原理图见图 2图 2 　水源热泵系统1.夏季运行 :F1 ,F3 ,F5 和 F7 开启 ,F2 ,F4 ,F6 和 F8 关闭 ; 冬季运行 :F2 ,F4 ,F6 和 F8 开启 ,F1 ,F3 ,F5 和 F7 关闭。

2. A: 冷冻水入口 ; B : 冷冻水出口 ; C ,C1 : 冷却水出口 ; D ,D1 : 冷却水出口6 　通风 、排烟、消声与环保 [326 ]6. 1 　通风为排除顶棚网架下的热空气 ,体育馆大厅屋顶网架内设 8 台排风机 ,用于体育馆大厅使用空调时有组织的排风 ,总排风量为 80 000 m3/ h体育馆大厅过渡季节时刻采用全新风运行 ,即关闭设在 2 楼的回风阀门 ,新风阀门全开 ,排风经回风静压箱后 ,由设于二层设备用房内的排风机排至室外 ,屋顶排风机也同时开启所有无外窗的空调房间 ,地下室冷冻机房、配电房、水泵房及卫生间均设有排风系统6. 2 　排烟 、消防体育馆比赛大厅属于大空间 ,其净高超过 12m ,且人员密集根据《建筑设计防火规范》 \[3 \]的要求 ,需设置机械排烟系统 ,在屋顶设 8 台排烟风机 ,排烟量按换气次数 6 次 / 时计 ,约为 168 000 m3/ h排烟风机平时作为通风用 ,采用双速高温轴流风机 ,风机入口设有防火阀当温度超过 280 ℃时能自动关闭 ,并将信号传至消防排烟防火阀 ,连锁关闭排烟风机 ,停止排烟风管在穿越通风、空调机·29·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　制 　冷 　与 　空 　调 　 　　　　　　　　　　　　　　　　第 7 卷 　房、防火分区处及穿越楼板处均设 70 ℃关闭的防火 调节阀。

风管及保温材料防火等级为 B1 级6. 3 　消声及减振降噪所有空调设备及通风机均应采用低噪声等级 ,送风管上设消声器空调机的回风段和送风段均有吸音处理排烟风机、排风机均带有消声壳体和消声段所有落地设备设减振器 ,吊装设备设减振吊钩管路与水源热泵机组、水泵、空调机房、风机盘管等均采用挠性连接 ,设置 150 mm 左右的软接头热泵机组、水泵、空调机组等设备的基础均做减振处理 ,选用造价低、承载力较大的减振钢架混凝土基础高出地面 150 mm管道穿墙、穿楼板处用弹性材料进行密封 ,软管与风管相接处应紧密牢靠 ,并采用。