娱乐性游泳馆暖通空调节能设计探讨
摘要：介绍娱乐性游泳馆的特点，室内游泳馆普遍存在的诸多问题及解决问题的方案，除湿热泵能源再生系统在室内游泳馆应用的优越性，对室内游泳馆土建设计的建议。
关键词
娱乐性游泳馆 露点温度 除湿热泵能源再生系统
1引言
根据使用功能的不同，游泳馆可分为比赛、训练、娱乐和治疗四类。近几年来，随着国民经济的蓬勃发展，人民生活水平的日益提高，全国各地陆续兴建了许多供人们休闲、娱乐的娱乐性游泳馆。这些游泳馆的建成，对推动全民健身运动的开展，丰富人们的业余文化生活起到了积极的作用。尽管如此，娱乐性游泳馆无论是在数量上还是功能上，还远远不能满足人们的需求，从目前发展趋势上看，必将会有更多的娱乐性游泳馆落成。因此，为更好执行国家节能环保，对目前建成的游泳馆的建设成功经验和失败教训进行总结，针对节能设计中的一些问题进行深入的探讨，无疑是非常重要的。
2娱乐性游泳馆的特点
2.1由于娱乐性游泳馆主要以娱乐为主，一般不用于正规比赛，因此不设观众席，仅有池厅部分，且在整个池厅中，水面所占的比例很大，因此，湿负荷相对较大。
2.2由于娱乐性游泳馆内的游泳者一般为非专业运动员,其中可能还会有老人和儿童,因此池水设计温度比比赛池高.由于室内设计温度是根据池水温度确定的,因此室内设计温度相应较高。
2.3娱乐性游泳馆一般都不是的，而是康乐或宾馆饭店建筑的一部分。目前，池水大多数采用氯化物消毒。因此池厅空气中含有氯。如果送排风设计不好，室内形成正压，潮湿含氯的空气会挤入相邻的房间，从而影响房间的空气质量，时间长了，还会对室内物品产生严重的腐蚀。
2.4为了使人们不受季节的影响去享受戏水的乐趣，娱乐性游泳馆多数建在室内，且随着人民生活水平的提高对这种室内游泳馆的要求越来越高。确保此类游泳馆的水质及空气质量就显得至关重要。
3室内游泳馆普遍存在的几个问题
3.1贯彻执行暖通设计规范、标准方面存在的问题：
参考《采暖通风与空气调节设计规范》规定，冬天的室内空气温度计算的参数不应该低于25℃。但从市场实际考察来看，各地区的执行标准大相径庭。同时，在室内游泳馆实际建设中还普遍存在供暖管道铺设的坡度大小、水箱设备和冷热水系统的连接问题、通风与空调系统的防火阀安装设置等诸多地方不符合规范要求；
3.2在游泳馆工程设计中存在的问题：
经实地考察发现，在游泳室供暖系统的设计方面，也可能会存在一些不合理的地方，譬如：
1、有的供暖系统在分环路上并未设置阀门，给该系统的运行调节、维护管理带来不便。
2、有的安装供水及回水干管的高处也没有设排气装置，一旦在此集气，会很难排除，影响系统使用；
3、还有的供暖系统被设计成双侧连接，两边的热负荷散热器配置数量相差悬殊，而两边的散热器支管却使用用相同管径，这样导致两边的水能量不平衡，难以按预先设计的流量进行配给。
3.3游泳室排风系统设计方案不合理的问题：
有的设计选用在屋顶安装风机来排风，却在施工中将排风机安装在了外墙上，看上去显得不协调。还有的工程会采用吊顶的方式安装排风扇，以便达到美观的效果，但殊不知这样的设计会导致需要排除的风需经过十多米长的风管排除到泳室外，风管的断面较小，阻力大，从而导致排风效果更差。
3.4健康的问题：
大部分室内游泳馆池水经过加氯进行消毒处理，由于泳池外漏表面积较大，池水蒸发量较多，会使室内空气含有大量的氯氨/三卤甲烷，同时在潮湿的空气中会存在大量病菌和细菌，还有其他可能会降低空气质量的有害元素，这样会倒是人体不舒适感加重，特别是当相对湿度较高(大于65%)时，对人体健康的影响较大，甚至严重危害人的健康！
3.5能耗的问题：
运行成本高。泳池水处理和泳池恒温恒湿能耗过高。国外资料显示，游泳池内90%以上的能量损失是由于蒸发造成的，这部分能量大部分以水汽（潜热）的形式存在泳池空气中，如采用传统的通风除湿，一般要求排风量为每小时3倍的泳池室内容积，这在冬季会造成泳池室内的热量大量损失，在夏季则会造成泳池室内的冷量大量损失。为了补充游泳池损失的能量，需耗费大量的能源。
3.6腐蚀的问题：
室内游泳池由于池水表面蒸发容易使室内充满潮湿含氯的空气，当潮湿含氯的空气遇到较冷的物体就会凝结出冷凝水，冷凝水一方面会造成雾气，影响室内游泳者观看室外环境，另一方面由于室内泳池的冷凝水含有大量的氯，将会腐蚀建筑物，严重的时候会造成房屋垮塌等危险！
3.7观感的问题：
游泳池室内空气相对湿度过高，在冬季室内外温差较大时，易形成凝结水（结露），观感差。
4针对以上普遍存在的问题，提出以下系统解决方案：
4.1建筑和设备安装方面的设计不适当的解决对策：
对现已实行的国家设计规范和标准学习不够，不能够切实贯彻执行，因此应加强相关人员对现行的设计规范、标准等知识的学习，提高其贯彻执行设计规范的自觉性。同时设计人员在设计过程中缺乏对多个方案的技术和经济比较，根据以往经验设计，从而导致随意性较大。在此建议设计人员应参考建筑方案的设计方式，进行多方案的比较，作出较为合理的设计。
4.2能耗过高的解决对策:
加热设备采用除湿热泵能源再生系统，把蒸发到空气中的暖湿气体通过风管引入到除湿热泵中加以回收利用,再将经过处理的干热空气通过风管输送到泳池室内。这样,一方面通过热泵内部的蒸发器,使暖湿气体中冷凝出冷凝水,既干燥空气达到除湿的效果又可以回收蒸发掉的水分至泳池,减少泳池补充水；另一方面可将在蒸发器中回收到的热量,通过压缩机作功再经过回热冷凝器给空气回热,亦可经过池水冷凝器给池水加温,在夏季时,还可通过户外冷凝器将热量排到户外,从而给室内制冷。相比而言,除湿热泵系统排风量为传统通风除湿排风量的30%左右,国外的实际运行经验显示,采用除湿热泵能源再生系统只相当于传统通风除湿系统耗能的1/2左右！
4.3潮湿的含氯空气对结构、装修腐蚀的解决对策：
除湿热泵能源再生系统通过主机和合理的系统设计，可以确保室内空间的
恒温、恒湿和泳池恒温，确保空气质量，避免凝结水的产生。
①.设备通过全自动微电脑控制，采用一种称作露点温度控制的新的先进的控制技术进行工作。这种控制法比传统的相对湿度控制更为精确。除湿系统的主要目的就是使游泳池区的水分保持在不对建筑造成破坏的湿度。相对湿度是含水率的一种度量，也就是给定干球温度下空气中所含水份与该给定干球温度下空气所能容纳最大水份量之间的的百分比。暖空气比冷空气可含有更多的水份，因此，在空气实际含水量不发生任何变化的情况下，相对湿度读数是随着干球温度的升高而降低的.热泵自带的控制系统采用露点控制来操纵设备并使水分含量低于设定值。空间的干球温度和相对湿度决定了露点温度。通过改变空间温度和空间相对湿度设定值，就可改变露点设定值。当空间露点温度比空间露点温度设定值升高1/2℉时，控制器就起动压缩机进行除湿。当空间露点温度降得低于空间露点温度设定值1/2℉时，控制器就关闭压缩机。
②.机组本身防腐蚀:它通过以下措施，确保机组本身不被含氯空气的腐蚀，包括：
a.热泵的压缩机、池水加热器和电气控制系统等重要部件布置在与泳池回风隔绝的房间内,将压缩机与主机的风系立，确保设备的心脏-----压缩机不被含氯的空气腐蚀；
b.蒸发器和空气回热冷凝器采用铜管铝鳍并喷涂特殊的防腐材料（或采用铜管铜鳍），确保不被腐蚀；
c.热泵的外壳及结构也采用了特殊的防腐喷涂处理等措施,设备上管道通过的孔洞亦是先开孔,再将设备整体喷涂,以避免先喷涂后开孔所带来的开孔面喷涂层的破坏。
③.为了避免泳池空间的含氯空气对邻近房间的影响，我们的系统设计，采用负压设计，将排风量控制在超过新风量的10%左右，确保新鲜空气可以透过门窗和微细的缝隙进入泳池空间，而泳池空间的空气不会扩散至其它房间。
4.4凝结水（结露）现象的对策：
防冷凝结露的温度传感器可避免室内玻璃窗和外墙的内表面冷凝水结露现象产生(须在建筑物作了有效的保温措施的情况下).确保室内不会因为露点温度过高而导致结构腐蚀和装修破坏.其原理是当室内防冷凝结露最不利点处的温度因室外气温下降而过低时,该处所装的防结露温度传感器会将此冷表面温度反馈到热泵控制系统,使之自动重新设置室内相对湿度,以使该处温度始终高于调节后的结露点,从而防止出现冷凝结露。同时建议改造溢水槽，将回风沟和建筑设计中的溢水槽加以综合利用，使回风气流抑止住水面气流的可能上升性。还可以在设计天窗时设置引流槽或采用带保温层的阳光板，来防止室内外的温差过大而可能产生结露。同时还可通过将屋面设计成金属屋面，进而再提高金属屋面板的保温性能，以降低屋面系统的传热量，最大程度地减少结露的可能。
而在风系统的设计上,为防止结露,送风口的布置应以干热空气吹外墙或玻璃。
4.5过渡季室外空气含湿量的确定
游泳馆夏季可以打开窗户进行自然通风,因此,通风空调的重点在冬季和过渡季。游泳馆的湿负荷基本上是全年不变的,而室外含湿量是变化的。冬季的室外含湿量较小,吸湿能力较强,如果按冬季室外含湿量确定通风量,到了过渡季,随着室外含湿量的增大,送风量将无法满足排除余湿的要求。我国暖通空调规范没有规定,设计手册和技术措施中也未提及。为了更好地解决这个难题,笔者进行气候统计分析设计。该方法利用电子计算机，将气象部门已将气象数据录入计算机,形成了数据文件,在加以计算，用概率统计的方法解决问题。缺点是需要的气象数据比较多。
5对室内游泳馆土建设计的建议:
5.1建筑防腐设计的建议:
游泳区土建外墙可以采用防腐涂料，内墙一般使用防腐油漆或保温类瓷砖等。明（暗）装管道、设备和容器有保温和防露要求的应涂刷两边防锈漆。同时内外墙都须做防水和隔汽层,以避免泳池湿汽渗透到墙体内,碰到外墙冷表面冷凝成水,对建筑产生腐蚀。外墙的防水层会因直接受到外界的气候影响，所以在选材时应选用耐老化的材料。泳池的防水层既要防止水渗漏，还必须防止地下水渗入泳池内。同时游泳馆侧墙还应设置散热器，地面上设置地热层，两者当作馆内辅助供暖。
5.2建筑和设备保温设计的建议:
建筑门窗的玻璃采用中空玻璃.窗框要有隔热措施,做好密封工作，一般使用耐腐蚀的硅胶做密封材料，以避免窗框的金属材料连接室内和室外,产生冷桥现象,使室内的窗框表面过冷,易结露。管道保温，应粘贴紧密，表面平整，圆弧均匀、无环形断裂。或是在混凝土外墙上植入2mm的钢筋或安装保温板（注意防火性能）及绑扎钢板网等工作，如此可具有整体建筑设计的合理性，不仅如此还具有安全可靠、强度高、生产成本低、抗裂性高、节能效果好等好处，同时在作建筑和设备保温时一定注意保温层的厚度应符合设计要求。还有游泳馆内的管道保温应在水压试验合格后进行。
5.3冬夏运行及建筑通风的设计建议:
建议于泳池四周可多设窗,大多数情况下，自然通风系统中以窗户来充当风口，窗户的数量、面积大小、设计的形式及安装位置都会影响到泳室内的通风效
率、冷热舒适度和气流组织等。窗户的通风系数会随着室内外温差、窗口面积及窗户类型的变化而变化。经研究表明，对于单侧的通风、热压驱动的通风或贯流通风来说，泳室内最好选择低悬和侧悬式相结合的窗户。这样在夏天炎热时可不开除湿热泵恒湿恒温系统,不用制冷,采用开窗通风除湿,使室内外产生对流,以降低运行费用。在春秋季节还可以利用室外的低湿度的新鲜空气来调节泳室内的湿度，也可以降低运行成本。
为保证泳池室内空气流通,无湿汽聚集,泳池室内不做吊顶。
6 结束语
由于娱乐性游泳馆具有与一般建筑不同的特点，在其空调、通风设计中，要针对其特点，采用与常规设计有所不同的设计方法。通过除湿热泵能源再生系统可使室内恒温泳池达到恒湿、恒温、节能、节水、环保的效果，同时大大延长建筑物的使用寿命。
参考文献：
北京市建筑设计研究院情报所.译.《室内游泳池的采暖与通风》.1986
电子工业部第十设计研究院情报所.《空气调节设计手册》第二版.北京:中国建筑工业出版社.1995
邹月琴.贺倚华.《体育建筑空调设计》北京:中国建筑工业出版社.1991
北京有色冶金设计研究总院采暖《通风和空气调节设计规范》（GB50019-2003）.北京：中国计划规范出版社.2004.
中国气象局气象信息中心气象资料室,清华大学建筑技术科学系.中国建筑热环境分析专用气象数据库.北京:中国建筑工业出版社,2005
张铁辉,曹越.山东烟台南山暖通空调设计.暖通空调,2003,33(2):7981
电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册.第2版.北京:中国建筑工业出版社,1995
么枕生,丁裕国.气候统计.修订版.北京:气象出版社,1990
