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某游泳场结露问题的综合治理设计

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1. 项目概况


本游泳场为一室内游泳场的改建工程,总建筑面积约为1200m2,其中池厅面积约为1050m2,层高4.5m,主体框架施工已完成,共有两个游泳训练池,其池水设计温度为31℃,总池水面积约为590m2。


该室内泳池主要解决冬夏季通风以及冬季屋顶及墙体结露的问题。夏季通风主要采用排风机及可开启外窗排风相结合;冬季采用排风机强排风,同时采用全新风系统向泳池屋顶及玻璃幕墙送热风,防止内墙温度过低而导致结露。更衣室及大厅单独设置一套空调多联机系统。


2. 设计思路


2.1 结露现象的原因及危害


结露问题主要发生在冬季或霉雨季节,室内游泳馆由于室内空气相对湿度过高,空气含湿量大,水蒸气分压力大,露点温度较高,当建筑物室内表面(包括屋顶、天棚,内墙、其它结构面及地面等)的温度低于室内空气的露点温度时,就会在其表面产生水蒸气凝结而形成水珠。结露会引起严重的后果。①结露会影响建筑物的美观。②结露会加速建筑材料的破坏,使装饰材料发霉、变质,加速金属物品的锈蚀老化,对建筑物的使用功能影响很大。所以必须要采取措施,避免结露现象的发生。


2.2  影响结露的主要因素


2.2.1 相对湿度


对于本工程来说,矿泉泳场池水温度为31 33℃,比一般泳池设计池水温度高4℃左右,当水温较高时,特别是当池水温度高于室内空气温度时,水面向空气侧的散湿量要大大高于水温较低时的散湿量。散湿量大,必然会导致室内的相对湿度偏高。


相对湿度是导致游泳馆结露的一个重要因素,相对湿度高,水蒸气的分压力就大,露点温度就较高,在没有其他空调及通风设施条件下,室内墙壁及屋顶温度就会低于露点温度,且温差较大,必然造成结露。解决这一问题的办法有增加室内采暖措施,向内壁及屋顶送热风以及用一定厚度的保温材料对内围护结构进行保温。


2.2.2 通风量


通风量主要是指排风量,理论上说,排风量应该等于向室内提供的新风量,即用含湿量较小的室外新风来降低房间内的相对湿度。但是,当排风量较大时,要求空调的负荷也应该较大,如果空调的负荷不足,势必会造成室内温度较;反过来说,当排风量较小时,新风量也就较小,就不能有效的降低室内的相对湿度,也会引起房间内的结露。所以说,有效的控制室内的排风量可以控制室内所需要的热负荷,进而在防止房间结露的前提下可以降低日常运行的费用。本工程所在地为广州,室外温度达到室外设计温度5~C的时间比较少,所以在室外温度略高的时候,设计的排风机可以部分开。


2.2.3 热负荷


房间结露的原因是由于壁面温度低于露点温度,所以通过增加空调负荷以及使用其他形式的加热方式,并且与降低相对湿度,增大通风量等措施相结合,可以提高室内温度,进而提高内壁温度,达到防止结露的目的。


3. 防结露综合措施


3.1 强排风


强排风主要目的是降低室内湿度以及污染物浓度。由于室内温度偏低,池水温度和室内温度相差大,池水的散湿量也远大于室内温度高时的散热量。


3.1.1 排风量的确定


室内设计温度13~C,相对湿度70%。广州冬季空调室外计算温度5℃,相对湿度70%。


(1) 排湿所需送风量


散湿量G=0.02(P Pi)=O.02x(33.65—7.35)=0.526kg/(h·m2水池面)


通风量L=1000xG/(d 一dJ=1000xO.526x590/(19.9—6.07)=22439m3/h


(2) 满足室内人员所必须的新鲜空气量


取50mf(h·人),2.24m2池面/人,590/2.24=263人, 取300人,则:新风量L=50x300=15000m3/h


(3) 排除有害气体所需送风量


取4次/Il换气次数,则L=4x1050x4.5=18900m3/h。排风机的通风量按排除室内散湿量、人员所需新风量及排除污染物浓度的最大值选取。经综合考虑,本设计选取风量为20000ma/h。


3.1.2 风机选型及布置


由于泳池所排出的空气中含有矿物质、氯气等,同时相对湿度比较高,风管比较容易被腐蚀,所以本设计选用轴流风机直接安装在外墙上进行强排风。根据风量20000m3/h选取六台轴流风机,每台风量为3367m3/h,全压240Pa,噪音70dB,功率0.37kW,具体参数及尺寸详咨询厂家。当室外温度没有达到室外设计温度时,风机可采用部分开启的方式运行,可以节约运行成本。


3.2 沿屋顶及玻璃幕墙送热风


送热风的主要通是热的干燥的空气层,送热风处相对湿度低,内表面温度高,可以防止发生结露。同时由于室内空气含有矿物质、氯气等,相对湿度比较高,容易腐蚀设备,所以本设计采用全新风形式而不采用室内回风。


受到现有机房条件的限制,本设计选用分体管路式空调机型式,可直接将室外机置于室内,不需要额外的机房。本工程结露薄弱部位主要有屋顶及玻璃幕墙,因此在玻璃幕墙部位,设置1台10P分体管路式空调机,一部分热风送至玻璃幕墙繁殖结露,另一部分向下送至人员活动区域,防止温度过低产生冷感;在泳池上部屋顶,采用4台10P分体管路式空调机,向屋顶平面送热风。


3.3 系统管路设计


矿泉泳池的屋顶结构特殊,每隔3.7m有一条1.4m的梁,相当于屋顶被隔成多个小范围空间,如果要达到全面的向屋顶送热风,且风管只能走梁间空间的情况下,非常耗费材料不经济,而且效果难以保证且极其影响美观。


游泳室内的空气中含有矿物质、氯气等,同时相对湿度比较高,一般风管比较容易被腐蚀,必须采取保温及防腐措施。


基于以上分析及综合调查研究,本设计推荐使用布袋风管系统,在其他泳池也有使用先例。布袋风管系统是一种由纤维织物制成的集送风管道、风阀、静压箱、保温材料、风口等功能为一体的末端送风系统。纤维具有优异的抗氯气等化学物质的腐蚀性能,游泳池的化学物质不会对法瑞布袋风管造成任何影响,不需要防止金属材料腐蚀的保护层。


通过设计,在玻璃幕墙设置一根406mm直径的布袋风管,向玻璃幕墙及下部人员活动区送风;在水池上方设置3根356mm的布袋风管,向屋顶送风。采用排孔出风,整体送风均匀,送风精准。


布袋风管系统还具有易于安装、易拆洗、重量轻、工期短、环保节能等优点。布袋风管使用实例见图1-3.


图1:杭州广播中心游泳馆


图2:宜昌均瑶游泳馆


图3:哈尔滨鑫玛热电游泳馆


4. 补充说明


4.1 室内设计参数


为保证人员在出水后和入水前的舒适性,根据国际泳池设计标准规定,池厅空气温度应高于池水温度1-2℃,相对湿度一般为50-70%,但不超过75%,风速控制在0.2m/s左右。对于本工程来说,由于是矿泉泳池,赤水温度高达32℃,则室内空气温度取34℃为宜,这样热负荷值非常大,由于甲方的主要要求是防结露,因此本次设计未考虑人体的舒适度要求,对室内温度不保证达到舒适度要求。


4.2  防结露


建筑围护结构材料的选定也会影响到室内结露成都,一般泳馆等易于结露的建筑会选取传热系数相对较小的围护结构材料。由于本工程设计初期未能与建筑专业确定围护结构材料的选取,现已建成,围护结构已确定,如果传热系数大,例如单层的玻璃外墙,冬季与室内传递大量的热,内壁温度会降低,这对围护结构防结露是不利的,因此建议可采取围护结构保温措施,加大传热系数,同时起到保温盒隔汽的效果。


5. 结论


(1)泳池水温高,散湿量大,相对湿度较大是影响本泳池结露的主要因素。


(2)采取了强排风方式降低室内湿度及污染物浓度;沿屋顶及玻璃幕墙送热风,使内表面温度高,防止发生结露。



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