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作者：甘肃省建筑设计研究院 祁跃利 毛明强 王克勤 周志刚 武汉理工大学 聂鹏 一、工程概况甘肃省体育馆位于兰州新区体育休闲文化园区西南侧，西临北斗路，南临纬十六路，东北侧与文曲路隔人工湖（规划）相望。建筑由比赛馆、训练馆两个矩形体块通过联系两者的“大平台”构成，在两馆联系处设景观内庭院过渡。体育馆主体地上1 层，局部比赛馆 4 层夹层，训练馆 3 层夹层。体育建筑等级为甲级，可以承接全国性综合比赛和单项国际赛事。建筑结构设计使用年限 50 年，属于多层公共建筑。总用地面积 204,150.81m2，总建筑面积 51,796.06m2。 体育馆内部功能配置以比赛馆、训练馆为主、次核心功能区，比赛馆位于建筑东侧，主要由比赛场地及看台区组成。可布置篮球、排球、手球、（搭台）体操、室内 5 人制足球、羽毛球、乒乓球等各项正式比赛场地。看台区共设坐席 9729 座，其中普通坐席：固定 5493 座，活动 3306 座；贵宾坐席 215 座；记者席赛时在主席台两侧观众席临时搭建台桌；无障碍专用坐席 22 座，包厢区座席 930 座。树上鸟教育暖通设计在线教学杜老师。 训练馆位于建筑西侧，内设四块标准篮球训练场地，可兼做排球、羽毛球、乒乓球、体操等项目的训练、热身场地，赛时与比赛场通过专用通道直接连通，平时通过南侧的全民健身出入口作为对公众开放的休闲活动场，还可在承接大型会展活动时作为展厅使用。训练场南北两侧设 3 层夹层作为办公室、活动室、设备间、库房等附属用房。 根据建筑功能暖通空调专业主要设计有冷热源系统、供暖系统、空调系统、机械通风系统及防排 二、室内空调设计参数详见图1。 三、冷热源系统在本工程一层东侧设制冷机房、锅炉房一座，为体育馆提供空调冷、热源及供暖、生活热水热源。给排水专业生活热水热负荷为 680kW，供暖、空调负荷详见表 2、 3。根据冷热负荷计算，对锅炉房、制冷机房进行选型配置。 由于比赛时是全部空调系统开启，而平时根据运行方式只局部开启空调系统。为兼顾比赛与平时兼顾，达到节约能源，考虑空调冷负荷的变化，配用两大一小冷水机组，可根据不同冷负荷调整冷水机组的开启数量。制冷机房设置两台水冷离心式冷水机组和一台螺杆式冷水机组，离心式冷水机组单台制冷量为 2040kW，螺杆式冷水机组冷水机组制冷量为 1054kW。冷水参数为 7/12℃，冷却水参数为30/35℃，冷却塔位于制冷机房东北侧室外绿化带内。 冬季除体育用品商店和卫生间等局部仅设计供暖系统，其余房间均设有空调系统。比赛馆和训练馆设计散热器供暖作为值班供暖，比赛馆二层环廊冬季设地板辐射供暖作为值班供暖。考虑空调、供暖及生活热水的使用时间及系统分区，对锅炉设置进行分系统及分回路设置。锅炉房设置两台 2.1MW单回路天然气真空热水锅炉，为体育馆空调系统提供热源，热媒温度为 60/45℃ 低温热水。 设置两台1.4MW 双回路天然气真空热水锅炉，一个回路为散热器供暖系统、地板辐射供暖系统提供热源，一个回路为生活热水系统提供热源。散热器供暖系统由锅炉直接供给，热媒温度为 75/50℃ 低温热水。地板辐射供暖系统由锅炉供给 75/50℃ 低温热水并经板式换热机组换热后供给，二次水热媒温度为50/40℃ 低温热水。生活热水系统由锅炉直接供给5/50℃ 低温热水后经给排水专业换热后供给。 四、空调系统（1）空调风系统设计 1）比赛馆空调分为固定座椅部分、活动座椅和场地部分两大空调系统。固定座椅部分采用固定座椅下部设旋流风口下送风，集中上侧回风。考虑座椅送风温差不能太大，一般为 2~4℃。采用带热回收功能的二次回风全空气空调系统，降低送风温差。活动座椅及场地部分气流组织为可调节角度的球形喷口上送风，集中下回风，采用带热回收功能的一次回风全空气空调系统。空调机组均采用转轮式热回收空调机组，有效回收排风中的能量。过渡季转轮停转，采用全新风运行方式，以有效利用室外空气中的能量。 2）训练馆采用带热回收功能的一次回风全空气空调系统。空调机组采用转轮式热回收空调机组，有效回收排风中的能量。过渡季转轮停转，采用全新风运行方式，以有效利用室外空气中的能量。室内气流组织形式为：可调节角度的球形喷口上侧送风，集中下回风。 3）二层休息厅（环廊）采用新风 + 风机盘管系统，新风机组采用单风机组合式空调机组，气流组织形式为：鼓形风口侧送风，格栅风口回风。 4）在 13.5m 标高休息厅采用吊顶式空调机组，其中两台送新风，其余为回风型，气流组织方式为旋流风口上送风、格栅风口上回风。 5）其他区域：一层餐厅设计风机盘管 + 新风系统，采用吊顶式热回收空调机组送新风并对排风进行热回收，气流组织为双层格栅风口上送风，单层格栅风口上排风。一层厨房设计全新风系统，采用吊顶式新风机组送风，双层格栅风口上送风。 运动员用房、新闻媒体用房、赛事管理用房、贵宾用房、管理办公用房等均采用风机盘管 + 新风系统，新风由设于各区域的新风机组接出。三层包厢由于与场馆相通，仅设计风机盘管系统，新风由比赛馆直接供给。 （2）空调水系统 空调水系统采用两管制一次泵变流量闭式机械循环系统，冷热两用。空调水系统干管与立管分支处回水管道上设静态水力平衡阀进行水力平衡；新风机组、组合式空气处理机组入口回水管道上设动态平衡电动调节阀配合自控调节水量；风机盘管入口回水管道上设电动两通阀配合自控调节水量。 五、空调风系统设计难点及采取的措施（1）由于建筑布局的局限，比赛馆场地周边为通高环廊，空调机房及通风机房只能设于一层、 6.0m标高层及 23.05m 标高层处，且由于环廊为通高的，管道不能设于环廊中间。基于这些因素，将下送风给固定座椅的送风系统空调机房设于一层，上送风给活动座椅及场地的送风系统空调机房设于 23.05m标高层，给环廊的空调机房设于 6.0m 标高层，减少管道交叉。 （2）活动座椅及场地采用上部送风，由于层高较高，加上送风位置的限制，为了保证送风气流送入人员活动区，尽可能降低送风口高度，同时合理布置各个送风口的风量。经过反复计算，最终确定的送风口高度及风量。夏季完全可以保证送风要求，但是冬季必须辅助供暖设施，故在场地周边设置了散热器辅助供暖设施。 在特殊比赛时（乒乓球、羽毛球），由于风速要求，可预先开启空调系统，使室内参数达到室温要求，比赛时可关闭或调整场地送风风量及风口方向，减少风速对场地气流的影响。 （3）二层休息厅（环廊）由于层高较高，送风管道只能设于环廊内侧，但由于安装空间受限，送风管道只能在四周空调机房附近，周边设置风机盘管。为尽最大可能扩大送风角度，设计选用鼓型风口送风。选型结果：五个风口，间距 3m。两边送风 距 离 较 近（ 约 12m） 选 型 尺 寸：625×150mm；中间三个送风距离较远（最远约 22m）选型尺寸：475×150mm。 六、供暖系统（1）一层周边体育用品商店及卫生间、楼梯间等，未设置空调系统，冬季设置散热器供暖系统，系统采用下供下回式双管系统。 （2）比赛馆、训练馆冬季设置散热器供暖系统辅助供暖，在非使用时间作为值班供暖。采用下供下回式双管系统。 （3）二层休息厅为高大空间，冬季设置低温热水地板辐射供暖系统辅助供暖及在非使用时间作为值班供暖。共用立管采用下供下回式双管系统。 七、自动控制（1）冷水机组控制：冷水机组、冷水泵、冷却水泵设联锁装置，对系统冷量的瞬时值和累积值进行监测，根据系统冷负荷变化，自动或手动控制冷水机组运转台数（包括相应的冷却塔、冷水泵、冷却水泵）。开机顺序：冷却水系统上电动蝶阀，开启冷却塔和冷却水泵，待冷却水水流量开关确认后，开启冷水系统上电动风管蝶阀，开启冷水泵，待冷水水流量开关确认后，启动冷水机组。关机与上述顺序相反。 （2）比赛馆、训练馆空调系统控制：空调系统启动时，先开启新风管上的电动对开多叶调节阀和一、二次回风调节阀至指定位置，再开启送风机。控制系统由温、湿度控制器、装设在回风口的温、湿度传感器及装设在回水管上的比例积分电动二通阀组成。系统运行时，温、湿度控制器把温、湿度传感器所检测的温、湿度与温、湿度控制器设定值相比较，并根据比较结果输出相应的电压信号，以控制电动二通阀的动作，使回风温、湿度保持在所需要的范围。 空调供回水总管之间的连通管上设旁通电动阀及压差控制器，压差控制器对系统的总供水和回水压差进行系统检测，并根据检测结果对电动阀进行调节控制，进而使供水管与回水管实现旁通，以保持所需要的压差值，旁通流量加上负荷侧流量满足冷水机最小流量。 八、节能与环保为减少资源消耗和环境污染，并创造良好的工作生活环境，具有良好的生态环境效益，达到绿色建筑示范项目，在满足功能需要并兼顾平时运行的条件下，力求经济合理、技术先进、安全可靠，在设计中采取了以下节能环保措施： （1）为满足不同负荷的需要，冷水机组选用多台及大小搭配，以满足部分负荷情况下机组高效运行。 （2）空调系统分区设置，可满足不同比赛要求及不同使用季节及使用方式的多变化调节运行，方便控制并节约能源。 （3）全空气空调系统采用变新风比设计，新风管和排风管上装有电动密闭阀，可以根据阀门开度调节新风量。过渡季节，采用全新风运行，在提高室内空气品质的同时降低系统能耗。 （4）比赛馆、训练馆采用热回收组合式空调机组回收排风中的余热，热回收效率大于 60%。送、回（排）风机均采用变频风机，转速范围控制在30~100%，以适应负荷及风量的变化。 （5）比赛馆观众区固定座椅采用座椅送风方式，降低送风温度，提高人员舒适度。 九、结论（1）体育馆空调系统根据比赛、赛后营运的方式以及不同运动的比赛气流速度要求不同，分区、分系统设置，并在不常使用的大空间设置值班供暖设计。 （2）比赛馆空调气流的合理组织是本项目设计的关键，采用座椅送风及二次回风方式（无再热），降低送风温度，减小送风温差，能得到较高空气质量和热舒适性，减少空调能耗。 （3）由于该项目尚未完工，上述暖通空调系统设计的合理性尚待实际运行验证，尤其是高大空间的气流组织问题。笔者将紧密跟踪该项目的施工、调试等，以便及早发现问题加以改进完善，并为以后设计总结经验。 |
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