福建省游泳館位于福州市省體育中心西北角。該建筑地下一層,地上二層,整個館平面由二個對稱直徑為76米的半圓和中間16米寬連接帶組成,其空間是球面直徑不等的兩個半圓殼體和中間16米寬單曲圓柱體過渡段構(gòu)成。
二個半圓殼體形成了不同的使用空間。底層設(shè)一個標準跳水池(20×25米)和一個十游道游泳池(25×50米),兩個池平面布局采取“品”字形布置。游泳池看臺底下設(shè)有一個熱身池(10×25米),熱身池旁設(shè)有健身設(shè)施,底層還設(shè)有與訓(xùn)練比賽配套使用的附屬用房,如更衣室、淋浴室、廁所、醫(yī)務(wù)室、裁判休息以及電視傳播等技術(shù)用房;
二層為看臺、休息廳、記分牌等技術(shù)用房。水處理用房、鍋爐房、冷凍機房、空調(diào)機房等設(shè)在地下室。本館標準按現(xiàn)行國際比塞要求設(shè)計,規(guī)�？勺鳛槭�、市級比賽館,可以滿足游泳、跳水、水球、花樣游泳、蹼泳等各項比賽要求。
一、設(shè)計參數(shù)選擇確定:
本館輔助用房采暖空調(diào)設(shè)計方式上以暗風機盤管+新風系統(tǒng)為主,設(shè)計參數(shù)基本上按暖通設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計計算,所以本文不作過多闡述。
而池廳和觀眾席是設(shè)計中考慮重點區(qū)域,其采暖空調(diào)設(shè)計首要考慮是游泳跳水運動員全年舒適要求,這包括運動員在水中舒適性,以及入水前和出水后在陸上的舒適性,同時又要兼顧看臺上觀眾的舒適感。運動員舒適感滿足很大程度上取決于池水溫度和池廳空氣參數(shù)。水溫確定與人體在水中停留時間長短及運動量密切相關(guān)。
本館作為專業(yè)訓(xùn)練比賽館,池水溫度控制在26℃左右,池廳空氣溫度按國際游泳池設(shè)計標準應(yīng)高出水溫2℃左右。而空氣濕度太大,室內(nèi)露點太高,室內(nèi)表面容易結(jié)露;濕度太低,陸上運動員容易產(chǎn)生寒冷感,池廳濕度控制在50%~70%以內(nèi),氣流到達人體上的末端風速度也加以限制,一般盡量控制在0.25m/s左右。
這樣的室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)在冬季對看臺上觀眾是很不舒適的。若采用創(chuàng)造兩個不同參數(shù)的空調(diào)環(huán)境,需要實現(xiàn)觀眾區(qū)和游泳區(qū)的分區(qū)。
這需要增加較大的投資,由于投資上的限制,本館不作具體“分區(qū)”設(shè)計,而是通過提高看臺上觀眾席可感氣流速度,來改善觀眾冬季舒適感,因人體對流換熱與氣流速度的0.3次方成正比,并一場比賽大約只有3~4小時,另外福州屬于南方地區(qū),冬天室外溫度較高,觀眾衣著較北方要單薄,采用上述空氣設(shè)計參數(shù)可以被接受,而且設(shè)有與看臺相聯(lián)系的休息廳,可為觀眾提供比賽間隙較舒適的休息場所。
二、冷、熱源選擇:
整個體育中心內(nèi),冬季需要用熱的建筑只有本建筑,這包括冬季空調(diào)采暖用熱,池水加熱和淋浴用熱。本館冷、熱源設(shè)置有多種方式,其中主要有三種,第一種方式為鍋爐+冷水機組,第二種方式為空調(diào)熱泵機組+鍋爐,第三種方式為直燃型溴化鋰冷熱機組。
通過設(shè)備初投資、運行費用、管理費用等經(jīng)濟因素綜合比較,得到第一種組合方式最具經(jīng)濟性、合理性。在鍋爐選型上考慮整個體育中心無論是使用功能上看,還是將來發(fā)展趨熱將是福建省體育文化活動中心,鍋爐燃燒煙氣排放帶來污染效應(yīng)應(yīng)該是極輕微的,所以選用燃輕油常壓間接式熱水機組。
這不但減少鍋爐爆炸的危險性,并在水系統(tǒng)管路上省卻中間換熱設(shè)備和熱交換循環(huán)泵,簡化系統(tǒng)流程,節(jié)省機房面積,提高系統(tǒng)熱效率。而且以間接式熱水鍋爐為空調(diào)熱源的水系統(tǒng)是閉式系統(tǒng),克服一般常壓鍋爐循環(huán)能耗高的缺點。
本館夏季總冷負荷為1050KW左右,選擇二臺260冷噸螺桿式冷水機組為空調(diào)冷源,產(chǎn)生7℃的空調(diào)冷水。冬季設(shè)計空調(diào)熱負荷為1600KW左右,游泳館池廳空間大,又是間歇使用的場所,為了冬季能快速提高池廳內(nèi)空氣溫度,空調(diào)熱源容量選取1.2倍設(shè)計熱負荷作為啟動熱負荷。
對于間接式熱水鍋爐,一定限量選用更大容量,對于初投資和運行費用影響較小。所以選擇一臺2000KW間接式常壓熱水鍋爐作為冬季空調(diào)熱源,產(chǎn)生60℃的空調(diào)熱水。
冬、夏季空調(diào)共用一套水管輸送系統(tǒng),冷熱泵為合用,夏季送冷水為二用一備,冬季供熱水為一用二備。另外選擇一臺120KW小容量間接式熱水鍋爐,作為采暖熱源,產(chǎn)生95℃的熱水,供給末端散熱設(shè)備——散熱器。
三、池廳采暖空調(diào)設(shè)計:
福州雖屬非采暖地區(qū),在冬春季節(jié),還比較冷運動員在出水后和入水前,沾在身上的水變成水蒸汽須吸收身上熱量,再加上周圍物體冷表面的輻射,所以運動員會有不舒適的冷感,須為之創(chuàng)造較舒適室內(nèi)小氣候。本館冬季采用送熱風和局部散熱器采暖相結(jié)合的供暖空調(diào)方式。
冬季利用送回風系統(tǒng),通過熱風循環(huán)來維持室內(nèi)空氣溫度。同時在池邊運動員活動區(qū)域布置一些以輻射型為主的散熱器,散熱器采用明裝方式。增強輻射采暖效果,提高運動員冬季熱舒適性。
池廳(包括觀眾席)總送風量為215267m3/h,選取60000m3/h組合式空調(diào)機組四臺,設(shè)在地下室空調(diào)機房內(nèi)�？照{(diào)機組各功能段包括送風機段(帶垂直出風口)、表冷段、中間段、過濾段、新排風段、回風機段、回風段,送風借助四個對稱的建筑豎風道,送到地上二層。建筑送風道內(nèi)貼保溫材料,并安裝迷宮式消聲器,總回風道利用看臺下的建筑回風道,總回風道上接有阻抗式消聲器。
為了滿足跳水比賽要求,跳水池廳空間大,屋頂球型殼體最高點離地面25米。跳水池廳送風干管吊裝在網(wǎng)架的下弦線,離地面標高大約16.0米。游泳池廳內(nèi)送風干管穿行在網(wǎng)架內(nèi)。
離地面標高15.0~16.0米。池廳送風方式為垂直下送風,風口采用收縮型噴口,收縮角為5.6℃,出口直徑360mm,噴口出口風速為6.2m/s.噴口布置在運動員活動區(qū)域上空,噴口射程為13.5m左右(距地面2.4m處),冬季送熱風末端計算速度約為0.32m/s.風速稍大于理想速度0.25m/s,基本上能滿足要求。而池廳的回風口設(shè)在觀眾看臺下側(cè)壁,盡量靠近地面,以便及時把池區(qū)潮濕空氣帶走。
觀眾席的送風方式采用圓型直片式散流器下送風,以及一部分雙層百葉風口側(cè)送,而回風口均勻布置在觀眾看臺座位的側(cè)壁,利用可感氣流來改善觀眾冬季舒適感。
四、館內(nèi)濕度控制:
1、防結(jié)露館內(nèi)相對濕度大,溫度高,冬天室外溫度偏低時,外窗玻璃、屋面底板和外墻內(nèi)表面,均容易出現(xiàn)結(jié)露。本館防結(jié)露主要考慮在供暖空調(diào)運行時段,還盡量要考慮采暖空調(diào)非運行時段。后一種情況要求更高,這與造價經(jīng)濟性形成一定矛盾。而其外窗防結(jié)露這方面表現(xiàn)較突出。
本館外窗玻璃采用雙層鍍膜玻璃窗,單層玻璃厚度6mm,并加強玻璃窗的氣密性。內(nèi)層窗為推拉式,外層窗為向外對開式,并在窗縫間安裝橡膠密封條,兩層窗之間空隙控制在10公分之內(nèi)。并在窗沿下設(shè)凝結(jié)水排水溝。
經(jīng)計算傳熱系數(shù)在3.05w/m2℃左右。福州冬季室外計算溫度為4℃,游泳館在供暖空調(diào)運行時段,圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)允許值為2.8w/m2℃。所以外窗盡管采用雙層窗,在室外溫度降低到較低時,內(nèi)側(cè)玻璃還可能出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象。本館在設(shè)計中采用二種方式來防止結(jié)露;
(1)熱風防結(jié)露,在二層的外窗及玻璃門上沿設(shè)置熱風送風口,直接提高玻璃內(nèi)壁的溫度;
(2)熱身池區(qū)窗沿下布置散熱器利用上升熱氣流提高內(nèi)壁溫度。
2、濕空氣流向的控制在池廳網(wǎng)架內(nèi)設(shè)置四臺低速排風機,每臺風量為18000~20000m3/h,可以把高濕氣體排至室外,特別是夏季晚間空調(diào)不開啟時,可以把積聚在池廳內(nèi)高溫氣體及時排走,這樣利用晚間通風的作用,減少室內(nèi)蓄熱量,同時可以造成池廳內(nèi)負壓,使?jié)穸却蟮臍怏w不進入低濕度的房間和走道。并在池廳通向走道的出口處設(shè)置具有防潮而且氣密性良好的簾布,以減少濕氣逸入走道和房間。
在一層輔助用房設(shè)置五套新風機組,總新風量為24000m3/h,新風經(jīng)處理后送往淋浴室、更衣室、走道和房間內(nèi),并在淋浴室、更衣室、廁所設(shè)立排風系統(tǒng)。本館正壓度控制為廁所<淋浴室<更衣室<走道<低濕房間;池廳<走道<低濕房間。
五、其它
1、燈光控制室、記分牌室發(fā)熱量較大,即使是冬季也需要送冷氣,所以設(shè)立單獨的分體式空調(diào)器。
2、游泳館是跨度大的建筑物,故要求屋面重時輕、隔熱好。本館采用澳大利亞BHP彩色鍍鋁鋅鋼板為屋面板系統(tǒng),屋面板設(shè)計為雙層板做法,面板海蘭色XRW涂覆系統(tǒng)(高耐力涂層)高強度鍍鋁鋅鋼板(0.47mm厚),保溫層50mm厚離心玻璃棉(帶鋁箔)(導(dǎo)熱系數(shù)0.041),底板為灰白色XRW涂覆系統(tǒng)高強度鍍鋁鋅鋼板(0.35mm厚)。
3、本館鍋爐煙囪設(shè)計:采暖空調(diào)熱源兩臺間接式熱水鍋爐煙囪,共用一根DN800的排煙總道,而淋浴池水加熱的熱源兩臺間接式熱水鍋爐煙囪共用一根DN800的排煙總道。煙道采取4.5mm厚普通鋼板焊接,外側(cè)用50mm硅酸鋁棉作為隔熱材料,外層防水材料選用不銹鋼板。煙囪絕對高度為18.5m.為了不影響該建筑的建筑立面,兩根煙囪并排立在運動員人口兩側(cè),并設(shè)立廣告牌作裝飾。
4、鍋爐貯油量為一個星期用油量,選用二個20m3的貯油罐,貯油罐為埋地式,通過輸油泵、輸油管道把油送至地下室日用油箱。供油采用自動供油和自動回油。輸油泵啟停由日用油箱高低油位自動控制,貯油罐內(nèi)還設(shè)油位顯示傳感器,把油位數(shù)據(jù)傳給地下室值班室。
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