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體育館、禮堂類高大空間民用建筑具有人員短期密集、跨度大、層高較高(層高≥5m)、空間體積大(體積≥10000)、玻璃幕墻多、使用功能多樣化、對環(huán)境要求高等特點,輔助房間面積占整個建筑面積的比例很小。體育館、禮堂一般為單層建筑,空間網(wǎng)架結構。在進行暖通空調系統(tǒng)設計時應充分考慮以上特點。
一.冷熱負荷特點
由于大空間建筑的空調負荷有效區(qū)域所占的空間占整個空間的比例很低,且大空間的外墻面積與地板面積之比較大,這就造成了外界對室內空間的自然對流影響較大,形成了一個明顯的周邊負荷區(qū)。由于容納的觀眾多,新鮮空氣量和送風量應比一般建筑大,但由于人均體積大,可采用較小的換氣次數(shù),新風量的標準也可適當降低。冬季熱負荷必須按全室采暖方式進行計算。在計算時,應考慮垂直方向溫度梯度的影響。如何確定室內計算溫度是大空間建筑采暖設計中必須注意的問題。暖通設計規(guī)范(GBJ19—87)規(guī)定,對層高大于4m的生產廠房,應分區(qū)選定室內計算溫度,即計算地面耗熱量時,采用工作區(qū)溫度;計算屋面時,采用屋頂下溫度;計算墻、窗、門耗熱量時采用室內平均溫度。大空間民用建筑可以參照生產廠房的計算方法。
二.冷熱源方案
在確定冷熱源方案時應結合當?shù)刭Y源的特點,從經濟性、安全性等方面進行論證。
對于規(guī)模較小的建筑,由于受建筑面積的限制,無設備用房的位置時,宜采用風冷式冷水機組或風冷熱泵式冷(熱)水機組。規(guī)模較大的項目,宜采用水冷機組。由于此類建筑均屬于人員短期密集,輔助房間(如辦公、對外營業(yè)場所等)面積占整個建筑面積的比例很小,人員負荷、燈光負荷、新風負荷占空調冷負荷的大部分,而且該部分負荷變化大,在選擇機組臺數(shù)時,應考慮以下幾點因素,使得機組的臺數(shù)應能滿足負荷的變化要求:不舉辦活動時,只有對外營業(yè)場所以及少量的辦公等輔助用房需要供冷或供熱;人員數(shù)量變化大,新風負荷變化大。
三.系統(tǒng)設計
1.體育館、禮堂等屬于人員密集、設備散熱量大的場所,過渡季節(jié)仍然需要空調降溫。因此采用全空氣低速風道雙風機系統(tǒng)較為合理。室外進入的新風和部分回風混合后,經過濾、冷卻或加熱處理后送人比賽大廳??照{機組新風口、回風口、排風口分別配帶電動風閥,根據(jù)室外新風焓值,調節(jié)3個閥門的開度,實現(xiàn)過渡季節(jié)全新風運行,以達到節(jié)能和改善室內空氣通風空調系統(tǒng)區(qū)域,便于系統(tǒng)調節(jié)以及能量控制。輔助房間如貴賓室、休息廳、工作人員用房、服務用房采用風機盤管加新風系統(tǒng)為宜。
2.一般來說,大空間建筑物的使用率不高,閑置時間較長。在采暖地區(qū),為節(jié)能和便于管理,應采用空調送熱風與散熱器值班采暖相結合的方式。值班采暖溫度按5或10~(2考慮,開展或舉辦活動期間,由空調系統(tǒng)補充不足的熱量。
3.大空間建筑物多數(shù)為輕型結構,外圍護結構多采用玻璃幕墻。因此,要注意維護結構表面結露問題。從節(jié)能和滿足衛(wèi)生要求的角度,暖通專業(yè)給建筑師提出圍護結構的最經濟傳熱阻。同時,設計熱風幕系統(tǒng),自上而下或自下而上對玻璃幕墻表面進行加熱。
4.氣流組織的選擇應根據(jù)建筑物的類型、結構形式。體育館、禮堂屋頂結構形式多為網(wǎng)架或桁架,層高≥10m,體育館屋頂最高點可高達25m。體育館的氣流組織一般為高速射流噴口頂送或側送、座椅下回風或場地下回風、頂部排風;禮堂的氣流組織一般為噴口或旋流風口或散流器頂送、場地下回風、舞臺上空排風。
5.空調機房的布置應以施工安裝、管理維護方便,管道布置合理經濟為原則。機房作為空間系統(tǒng)的核心部分,其位置的選擇、面積的大小直接影響到系統(tǒng)的合理性以及使用效果。每個空調機房的所承擔的空調系統(tǒng)的面積不宜過大,宜控制在500m2以內,這樣可以避免系統(tǒng)風量過大,管道尺寸合理。而且應盡可能靠近空調房間、靠近外墻,遠離振動、噪聲要求高的房間,便于送、回風管、進、排風口的布置。同時應避免布置在建筑物的核心筒內。機房的高度應按空調機組的高度以及風管、水管、電器橋架以及檢修空間決定,一般凈高控制在4—6m,否則會給施工安裝、運行管理帶來諸多不便。
四.噪聲與振動
禮堂的噪聲振動要求很高,而現(xiàn)代多功能體育館除進行體育比賽、訓練外,非賽時可作為群眾健身的場地,也可舉行大型群眾集會、文藝演出等活動,噪聲振動的控制與禮堂同樣重要。因此,通風空調系統(tǒng)的設計應慎重考慮消聲減噪、減振問題。風機、空調機組、冷水機組、水泵是噪聲源與振動源。設計中,應注意以下幾個問題:盡量讓設備用品質的目的。面積大的場館應劃分多個房遠離噪聲要求高的房間;選擇質量好噪聲低的空調設備、消聲效果好的消聲設備,同時消聲設備的風速不宜太高,否則不但起不到消聲作用,反而因風速過高,產生二次噪聲,消聲器應靠近出機房的位置;設減振墊、軟接頭等減振措施;風機的風壓應經過計算后確定,要控制風管、風口的風速,避免風口風速過高而產生二次噪聲。
五.各專業(yè)工種之間的配合
1.暖通專業(yè)與建筑專業(yè)的配合。一個好的建筑設計應該是各個專業(yè)完美的結合,如果建筑師僅考慮本專業(yè)的內容,而對其他配套專業(yè)不熟悉或不重視,忽視了專業(yè)的合理性,最終會影響實際的使用效果。建筑師在考慮方案時應與暖通工程師密切協(xié)調,充分了解空調方案,尤其應重視空調機房的布置;在對玻璃幕墻、落地窗或低窗臺、帶形窗等的設計時應考慮散熱器布置困難的因素。暖通工程師在布置進、排風百葉時,應與建筑專業(yè)緊密協(xié)調,避免百葉窗的不合理設置影響建設立面效果。
2.暖通專業(yè)與結構專業(yè)的配合。應根據(jù)建筑形體、結構形式等實際情況并綜合考慮各種氣流組織形式的優(yōu)缺點選擇一種最可行的方式。在初步設計階段,結構專業(yè)應及時提供看臺梁的平面布置圖以及主要梁的型式,并確定梁高的上限,以便各專業(yè)規(guī)劃主要管道(包括風管、水管、電氣橋架等)的走向,為建筑專業(yè)確定層高提供參數(shù)。如這項工作拖延到施工圖階段進行則會十分被動。
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