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體育館、禮堂類(lèi)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(diǎn),輔助房間面積占整個(gè)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(jìn)行暖通空調系統設計時(shí)應充分考慮以上特點(diǎn)。
一.冷熱負荷特點(diǎn)
由于大空間建筑的空調負荷有效區域所占的空間占整個(gè)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(gè)明顯的周邊負荷區。由于容納的觀(guān)眾多,新鮮空氣量和送風(fēng)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,新風(fēng)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(jìn)行計算。在計算時(shí),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(wèn)題。暖通設計規范(GBJ19—87)規定,對層高大于4m的生產(chǎn)廠(chǎng)房,應分區選定室內計算溫度,即計算地面耗熱量時(shí),采用工作區溫度;計算屋面時(shí),采用屋頂下溫度;計算墻、窗、門(mén)耗熱量時(shí)采用室內平均溫度。大空間民用建筑可以參照生產(chǎn)廠(chǎng)房的計算方法。
二.冷熱源方案
在確定冷熱源方案時(shí)應結合當地資源的特點(diǎn),從經(jīng)濟性、安全性等方面進(jìn)行論證。
對于規模較小的建筑,由于受建筑面積的限制,無(wú)設備用房的位置時(shí),宜采用風(fēng)冷式冷水機組或風(fēng)冷熱泵式冷(熱)水機組。規模較大的項目,宜采用水冷機組。由于此類(lèi)建筑均屬于人員短期密集,輔助房間(如辦公、對外營(yíng)業(yè)場(chǎng)所等)面積占整個(gè)建筑面積的比例很小,人員負荷、燈光負荷、新風(fēng)負荷占空調冷負荷的大部分,而且該部分負荷變化大,在選擇機組臺數時(shí),應考慮以下幾點(diǎn)因素,使得機組的臺數應能滿(mǎn)足負荷的變化要求:不舉辦活動(dòng)時(shí),只有對外營(yíng)業(yè)場(chǎng)所以及少量的辦公等輔助用房需要供冷或供熱;人員數量變化大,新風(fēng)負荷變化大。
三.系統設計
1.體育館、禮堂等屬于人員密集、設備散熱量大的場(chǎng)所,過(guò)渡季節仍然需要空調降溫。因此采用全空氣低速風(fēng)道雙風(fēng)機系統較為合理。室外進(jìn)入的新風(fēng)和部分回風(fēng)混合后,經(jīng)過(guò)濾、冷卻或加熱處理后送人比賽大廳??照{機組新風(fēng)口、回風(fēng)口、排風(fēng)口分別配帶電動(dòng)風(fēng)閥,根據室外新風(fēng)焓值,調節3個(gè)閥門(mén)的開(kāi)度,實(shí)現過(guò)渡季節全新風(fēng)運行,以達到節能和改善室內空氣通風(fēng)空調系統區域,便于系統調節以及能量控制。輔助房間如貴賓室、休息廳、工作人員用房、服務(wù)用房采用風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統為宜。
2.一般來(lái)說(shuō),大空間建筑物的使用率不高,閑置時(shí)間較長(cháng)。在采暖地區,為節能和便于管理,應采用空調送熱風(fēng)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(kāi)展或舉辦活動(dòng)期間,由空調系統補充不足的熱量。
3.大空間建筑物多數為輕型結構,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(wèn)題。從節能和滿(mǎn)足衛生要求的角度,暖通專(zhuān)業(yè)給建筑師提出圍護結構的最經(jīng)濟傳熱阻。同時(shí),設計熱風(fēng)幕系統,自上而下或自下而上對玻璃幕墻表面進(jìn)行加熱。
4.氣流組織的選擇應根據建筑物的類(lèi)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(diǎn)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(fēng)或場(chǎng)地下回風(fēng)、頂部排風(fēng);禮堂的氣流組織一般為噴口或旋流風(fēng)口或散流器頂送、場(chǎng)地下回風(fēng)、舞臺上空排風(fēng)。
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(jīng)濟為原則。機房作為空間系統的核心部分,其位置的選擇、面積的大小直接影響到系統的合理性以及使用效果。每個(gè)空調機房的所承擔的空調系統的面積不宜過(guò)大,宜控制在500m2以?xún)?,這樣可以避免系統風(fēng)量過(guò)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(dòng)、噪聲要求高的房間,便于送、回風(fēng)管、進(jìn)、排風(fēng)口的布置。同時(shí)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(fēng)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(huì )給施工安裝、運行管理帶來(lái)諸多不便。
四.噪聲與振動(dòng)
禮堂的噪聲振動(dòng)要求很高,而現代多功能體育館除進(jìn)行體育比賽、訓練外,非賽時(shí)可作為群眾健身的場(chǎng)地,也可舉行大型群眾集會(huì )、文藝演出等活動(dòng),噪聲振動(dòng)的控制與禮堂同樣重要。因此,通風(fēng)空調系統的設計應慎重考慮消聲減噪、減振問(wèn)題。風(fēng)機、空調機組、冷水機組、水泵是噪聲源與振動(dòng)源。設計中,應注意以下幾個(gè)問(wèn)題:盡量讓設備用品質(zhì)的目的。面積大的場(chǎng)館應劃分多個(gè)房遠離噪聲要求高的房間;選擇質(zhì)量好噪聲低的空調設備、消聲效果好的消聲設備,同時(shí)消聲設備的風(fēng)速不宜太高,否則不但起不到消聲作用,反而因風(fēng)速過(guò)高,產(chǎn)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(fēng)機的風(fēng)壓應經(jīng)過(guò)計算后確定,要控制風(fēng)管、風(fēng)口的風(fēng)速,避免風(fēng)口風(fēng)速過(guò)高而產(chǎn)生二次噪聲。
五.各專(zhuān)業(yè)工種之間的配合
1.暖通專(zhuān)業(yè)與建筑專(zhuān)業(yè)的配合。一個(gè)好的建筑設計應該是各個(gè)專(zhuān)業(yè)完美的結合,如果建筑師僅考慮本專(zhuān)業(yè)的內容,而對其他配套專(zhuān)業(yè)不熟悉或不重視,忽視了專(zhuān)業(yè)的合理性,最終會(huì )影響實(shí)際的使用效果。建筑師在考慮方案時(shí)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(shí)應考慮散熱器布置困難的因素。暖通工程師在布置進(jìn)、排風(fēng)百葉時(shí),應與建筑專(zhuān)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(zhuān)業(yè)與結構專(zhuān)業(yè)的配合。應根據建筑形體、結構形式等實(shí)際情況并綜合考慮各種氣流組織形式的優(yōu)缺點(diǎn)選擇一種最可行的方式。在初步設計階段,結構專(zhuān)業(yè)應及時(shí)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(zhuān)業(yè)規劃主要管道(包括風(fēng)管、水管、電氣橋架等)的走向,為建筑專(zhuān)業(yè)確定層高提供參數。如這項工作拖延到施工圖階段進(jìn)行則會(huì )十分被動(dòng)。
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