大连某体育馆中附属游泳馆已投入使用10余年，由于使用率较高、缺乏系统的维护保养工作，近年来，游泳馆出现外围护结构结露腐蚀、机电设备老化失效、室内温湿度参数不达标等问题。本文作者受委托对该项目进行改造设计，改造既要解决目前暴露出来的相关问题，同时也要结合近年来的新技术进行一定的升级设计，以满足节能环保的设计理念。

泳池的设计特点与一般民用建筑区别较大，其主要特点如下：建筑热工性能不仅要考虑节能的要求，也应结合室内高温、高湿的特点做好防结露及相邻房间的防潮设计；游泳馆内人员对舒适度要求较高，同时，泳池是一个巨大的散湿场，暖通空调系统的选择及温湿度控制尤为重要；泳池循环水的水质与人员健康息息相关，处理工艺及设备的卫生要求高。本文结合以上几方面内容对本项目的改造设计进行分析。

1围护结构改造分析

很多暖通设计人员认为围护结构属于建筑专业的设计范畴，对其热工性能重视不够。游泳馆不同于其他建筑，由于室内空气的水蒸气分压力较高，为防止冬季或过渡季围护结构结露，必须使内表面温度高于室内空气露点温度1~2℃。因此，除了要满足节能计算要求外，要特别对游泳馆围护结构内表面的露点温度进行校核。以本项目为例，大连地区冬季供暖室外设计温度为-9.8℃[1],泳池室内设计参数：空气干球温度ta=28℃,相对湿度φ=70%,露点温度tl=21.8℃[2]。按规范[3]为保证室内围护结构不结露，其内表面设计温度按高于露点温度2℃计算(即为23.2℃)，则围护结构的最小传热阻R=0.m2·K/W,对于大多数保温墙体可以满足设计要求。而对于外窗，目前，大连地区常用的玻璃形式为Low-E中空玻璃，其传热系数1.5W/m2·K≤K2.0W/m2·K,无法满足不结露的设计要求，则需要采取其他措施来避免外窗结露的现象。

改善围护结构性能的几点措施：(1)本工程外墙为幕墙体系，非透明部分主要采用石材幕墙和铝板幕墙，内衬mm厚保温岩棉，外墙提高保温性能，增加防潮隔汽膜，经计算，其传热系数K=0.55W/m2·K,能够满足节能及防结露的设计要求。外窗玻璃则采用Low-E中空断桥铝玻璃，K=1.8W/m2·K,需由暖通专业采用相应措施提高玻璃的内表面温度；(2)外围护结构玻璃幕墙下方增设mm高窗台，将窗墙比从改造前的0.75减少至0.5,减少了冬季的传导热负荷；(3)本项目另外比较突出的问题是与游泳馆一墙之隔的球类训练馆的间隔墙出现透水返潮现象。由于隔离球类馆和游泳馆的防水已经老化，墙体内水气不能及时排出。设计时可重新做一道防水层，防水层在游泳馆的一侧，防水材料为防水透气膜，在球类训练馆一侧做一道50mm厚聚氨酯防火保温板，两侧各做一道轻钢龙骨隔墙，墙体上部与钢架相接处作密封胶处理，墙体外1m范围内的钢结构做保温处理，用聚氨酯发泡保温，外喷防火涂料。

2暖通空调系统改造分析

2.1冷热源方案分析

原设计方案整个体育馆采用集中冷站，单台主机的冷量远大于泳馆的降温除湿负荷，冷水机组一般较少开启，业主采用间歇运行的工作模式，冷水温度不稳定时会导致除湿效果不理想。泳馆部分采用全空气空调系统、定新风量系统，难以满足复杂的气候变化条件。为提高泳池空调控温、控湿的精确性及启停运行的灵活性，设计采用自带独立压缩机及冷凝器的泳池用除湿热泵空调系统，可给游泳的运营管理带来更大的便利性。该系统的工作原理采用直膨式压缩机，室内的高温高湿空气通过蒸发器进行除湿降温，冷凝方式则结合热泵的工作原理，可将压缩机做功的能量和冷凝热进行回收。冷凝回收热一部分用于空调送风二次加热，控制空调的送风温度，部分热量通过换热器对泳池循环热水进行热量补充，多余的热量通过室外风冷冷凝器排放。

2.2热湿负荷分析及空气处理过程

表1中，游泳馆散湿量采用ASHRAE[4]及文献[2]推荐的计算公式，冷热负荷及热湿比按规范[5,6]中的计算公式，室外天气及泳池设定参数详见上述第1节中大连地区参数。游泳馆散湿量采用ASHRAE[4]及相关文献[2]推荐的计算公式计算。冷热负荷及热湿比按文献[5-6]中的计算公式计算。

表1游泳馆热湿负荷计算列表

分析表1的计算数据，冬季设计热负荷中的其他耗热量Qd1主要是指围护结构的传热负荷，这部分负荷由地板辐射系统和散热器系统承担，潜热的热量Qd2是由池水散湿量W1蒸发所得，而池边散湿量W2与人员散湿量W3是将空气的显热转化为潜热，故不计入热负荷。因此，泳池空调系统冬季处理过程的热湿比为εd=Qd2/W=。对于夏季设计工况，其他得热量Qx1为围护结构、人员、灯光、设备等冷负荷，潜热的热量Qx2与上述冬季分析工况是一致的。因此，空调系统夏季处理过程的热湿比为εx=(Qx1+Qx2)/W=。

其中，下标d为冬季设计工况；

下标x为夏季设计工况。

冬季除湿热泵[7]的处理过程如图1:Tn为室内回风状态点，回风进入机组后，由排风机排出一定比例空气，剩余空气(Tn)经蒸发器冷却除湿，处理至机器露点状态To(干球温度19.3℃,相对湿度90%)，蒸发回收热量和压缩机做功通过冷凝器对低温低湿的空气进行再热，处理过程为等湿加热至Th1,该状态点空气与一定比例的室外新风Tw1混合，混合点TS1在冬季处理过程的等εd线，且TS1的状态点的含湿量小于TS0,可以满足室内除湿的设计要求。

夏季除湿热泵[7]的处理过程如图2:Tn为室内回风状态点，回风进入机组后，由排风机排出一定比例空气，剩余空气(Tn)经蒸发器冷却除湿，处理至机器露点状态To(干球温度19.3℃,相对湿度90%)。该状态点空气与一定比例室外新风TW1进行混合，混合点TS1在夏季处理过程的等εx线上，且TS1的状态点的含湿量小于TS0,可以满足泳池除湿的设计要求。同时，需要注意送风状态点TS1应高于室内空气的露点温度，避免出现送风气流“起雾”。在夏季设计工况下，除湿回收的热量以及压缩机做功将优先用于池水换热器进行热量补充。

图1冬季除湿热泵系统空气处理过程图2夏季除湿热泵系统空气处理过程

2.3其他末端设备改造

场馆现有中央空调全空气系统气流组织为上供上回的方式，风口也是普通的百叶风口。由于场馆空间最高点为14m,冬季热风受热压影响难以贴附玻璃幕墙送至底部，导致结露现象明显。本次改造，将空调回风口调整至靠近泳池地面的侧墙处，泳池内空气气流组织变为上送下回，空调送风口配置可调节角度的喷口，有效将空调送风送至围护结构玻璃幕墙处，提高围护结构特别是玻璃幕墙的内表面温度，减轻结露现象。场馆周边地面原设计为地板辐射供暖系统，由于辐射区域较小，地热系统的供热量仅能满足值班负荷。改造后，沿幕墙周边的mm高窗台设置一套散热器供暖系统，可以满足泳池内的显热负荷。

3泳池循环水系统改造分析

改造前水循环处理系统采用逆流式循环过滤方式：全部循环水量由设在溢流沟内的回水口进入均衡水箱，池水处理系统经过一系列净化过程(如加药、过滤、消毒、pH调节等)和加热后经池底给水口再送回池内继续使用。其存在的主要问题是砂缸年久失修，内外均严重锈蚀，造成水质浊度增加，感官指标下降；消毒系统仅采用次氯酸消毒，由于氯消毒的长效性，会对长时间游泳者皮肤及呼吸系统造成一定影响，若换水量不足，水中电解质浓度增加，也会造成水质超标。

改造的主要方向是提高泳池水处理系统的节能性及卫生品质。由于泳池池体及机房限制，游泳池过滤方式仍采用逆流式循环过滤方式，布水系统及溢流系统不变。供水泵由原来的4用1备改为2用1备，提高水泵效率，降低能耗；过滤系统更换新砂缸，增加臭氧-活性炭工艺进一步去除杂质；臭氧消毒有广谱、效率高、无二次污染等特点，由于有臭氧的加入，可减小氯的投加量，降低氯对游泳者的不利影响。改造后的系统流程详见图3。

图3改造后泳池水循环处理过程

4结论

针对游泳馆项目的设计特点，合理选择建筑材料及机电设备。既要保证室内人员舒适度，又要控制室内的相对湿度，避免围护结构结露，提高泳池的卫生品质，延长建筑物的使用寿命。

本文摘抄与中国知网

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