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1、1 室内游泳馆围护结构防结露设计探讨中建国际（深圳）设计顾问有限公司李红梅提要： 概略介绍游泳馆建筑设计中应注意的防结露措施，着重讲述应对建筑形式多样性采用空调防结露的方式方法及设计计算有关问题。关键词： 室内游泳馆防结露相对湿度近年来， 生活质量的提高带来了人民群众生活方式的改变，健康生活新理念的形成，使体育锻炼成为生活中不可缺少的重要组成部分，对于体育设施的数量、质量都有了越来越高的要求。2008 年奥运会和 2011 年大运会的即将召开进一步推动了全民健身的热潮，令中国进入一个以筹办体育赛事为主要内容和特色的发展机遇期。各奥运场馆的建设工作如火如荼，社会各界对于体育场馆、体育娱乐设施的设
2、计和建设工作的关注也随着奥运场馆的建设工作深入而迅速升温。奥运精神所倡导的可持续发展战略也令传统的体育设施建设理念有了巨大的发展与突破。这在目前国内相继兴建了许多大型室内游泳馆反映更为明显。在更环保、更高效、多功能等新要求下，体育建筑的建设融合各个行业的专业技术，对体育建筑内的设备配套也提出了更高的要求。一、游泳馆室内环境特点与防结露的关系1.游泳馆室内始终处于高温高湿的环境下。从图 1 可以看出游泳馆的室内热湿环境。A点为普通舒适性空调的室内设计参数，B点为游泳馆空调空内设计参数。普通舒适性空调的室内对含湿量为12g/kg 左右，而游泳馆的室内对含湿量则处于16g/kg 以上。同时水池和池边
3、有大量的水蒸汽蒸发到空气中，带入大量的余热余湿，致使排除余热余湿的空气量比普通的舒适性空调大、能耗高。为了防止结露现象的发生，对围护结构提出了更高的要求。图 1 2.游泳池无论采用何种水处理方式，都含有氯的成分。氯气随水蒸汽的蒸发散发到室内，当超过一定浓度时， 对人体有害。 氯气与水蒸汽结合形成酸性气体，结露后将对馆内的金属构件产生严重的腐蚀。2 3.从节约照明用电量的角度考虑，同时满足建筑所体现的与自然相结合的要求，越来越多的游泳馆采用大面积的玻璃窗，甚至是全玻璃结构。综合以上三点， 目前的游泳馆设计中对围护结构防结露提出了更高的要求。这也是暖通空调设计在游泳馆的设计中最值得注意和重视的关键
4、点。二、对建筑热工的设计要求：游泳馆无论冬夏季都处在高温高湿的环境中，而我国大部分地区冬季比较寒冷，很容易产生结露甚至冻冰问题。 这不但影响围护结构保温性能，还影响主体结构的力学性能。同时高温高湿环境容易滋生霉菌，严重影响室内卫生条件和美观。由此可见建筑热工的重要性。围护结构的热工设计基本原则要求如下：1. 保温层应有一定厚度。2. 保温层布置在靠近室内一侧。3. 保温材料选择水蒸汽渗透阻小、不吸水或憎水性强的材料。如聚苯板、玻璃棉板材。4. 设置隔汽层于室内侧，隔汽层材料水蒸汽渗透阻越大越好。围护结构的设计要特别注意吊顶与外窗部分。无论采用现浇混凝土吊顶还是保温吸声材料吊顶，吊顶都不计入围护
5、结构的防结露范畴。外窗即使采用传热系数再小的玻璃，也无法避免结露。要采取防护措施，同时设置必要的排水设施，帮助垂直的凝结水顺利排走。随着建筑形式多样化、艺术性不断提升，新建游泳馆中越来越多采用新的围护结构形式，在防结露的设计中把握住防结露基本原则：“保证围护结构的内表面温度高于室内露点温度12”，再采取相应的措施。三、游泳馆防结露设计计算：1.本文使用的一些符号说明：G蒸发量 kg/h RH 相对湿度 % Tn室内干球温度TL室内露点温度Tw冬季空调室外设计温度Twn围护结构内表面温度 内表面传热系数W/m2* 密度 kg/m3V风速 m/s U传热系数 W/m2*K材料传热系数 W/m2*
6、G通风量 m3/h 2.计算参数的选取：3 1)换热系数内表面换热系数i及内表面换热组Ri值适用季节表面特征iw/m2. R im2. /w冬季和夏季墙面、表面平整或有肋状突出物的顶棚当n/s 0.3 时8.7 0.11 有肋状突出物的顶棚当n/s0.3时7.6 0.13 注：表中n 为肋高， s 为肋间净距2)室内空气计算参数池区空气调节室内计算参数参数冬季夏季温度 ti （）28 28 观众区风速（V）（ m/s）V0. 50 V0. 50 相对湿度i （% ）6070 6070 3)室外空气计算参数： 按 JGJ35-87 建筑气象参数标准查取 参数该城市或地区温 度 te（）冬季计算温
7、度最冷月月平均温度夏季计算温度最热月 14 时平均温度湿 度e（% ）冬季计算湿度最冷月月平均湿度夏季计算湿度最热月 14 时平均湿度3.校核围护结构防结露性能过程如下：为防止结露，围护结构内表面温度取比相应露点温度高1，露点温度可由室内温度和室内相对湿度确定 ,再根据围护结构内表面温度可按下面公式计算出防结露所需之U值: U(TnTw)= (TnTwn) （公式 1）Tn室内温度Tw冬季空调室外设计温度, Twn围护结构内表面温度 内表面传热系数，根据 U值，可相应计算出围护结构材料传热系数K。（一般般玻璃材料样本中的热工性能参数给出的传热系统K即为 U）。由围护结构的热工性能计算出其传热系
8、数要求不大于所求出的K 即满足不结露的要求。4 4.防结露措施的设置：当校核计算结果不满足防结露要求，需对围护结构进行调整或采取相应的防护措施。现在国内防结露设计主要采取三种方式：1)加强围护结构保温性能，建筑热工处理好，确保了室内主体结构和主围护结构不结露，为空调通风与采暖系统间歇运行或停止运行提供了可能性，为整个建筑的节能运行提供了良好的条件。2)提高围护结构内表面温度的办法，即送热风或采用红外辐射。目前多采用送热风的方法。3)可以从另一个角度来解决这个问题，即降低室内露点温度的办法。由于室内温度选择范围较小，这里把室内温度设为28( 比池水温度高2) ，而改变室内相对湿度。相对湿度降低室
9、内露点温度也降低， 结露可能性减少。但相对湿度降低的同时，池水蒸发量将大大增加，使得除湿风量与池水加热量都增加，也就越耗能。5.在采取送热风的防结露方式时，计算加热量与确定送热风的参数应按以下方法进行计算。1)送风温度的确定：由室内温度和相对湿度在焓湿图中可查得室内的露点温度TL，围护结构的内表面温度Twn=TL +1 ，用已知围护结构的传热系数U，根据公式1 可以计算出保证不结露的室内温度Tn，此温度为送热风的最低送风温度。Tn= ( Twn - U Tw )/ (- U ) （公式 2）2)所需的加热量为: Q= U*F* T （公式 3）F 围护结构表面积m2 T需加热室内空气的温差。公
10、式2 与室内设计干球温度的温度差。3)送热风的风量为：G=3600*Q/( * i) （公式 4） 空气密度，取值1.2kg/m3 i 需加热室内空气的焓差5 四、深圳市某游泳馆防结露设计实例：图 2 图 2 为深圳市某游泳馆的建筑室内效果图，可以看出该游泳馆的屋面与立面围护结构都为玻璃幕墙，围护结构热工性能计算及能耗分析, 围护结构形式如下: 1）透明的门厅立面和屋顶天窗应满足：传热系数K5.0W/(m2K) ，遮阳系数SC 0.50 ；2）浅绿色的门厅立面和屋面应满足：热系数 K 3.0W/(m2K) ，综合遮阳系数SC0.45 ；3）内墙采用200mm蒸压加气混凝土砌块（传热系数K1.0
11、5W/m2K）；4）浅绿色立面和屋面与玻璃纤维张拉膜内遮阳之间必须形成通风层，通风层应有进风口和出风口，并保证夏季410 月通风换气次数达到4.0 次/ 小时，冬季113 月关闭进出风口。6 防结露计算如下表：（选择四个相对湿度参数作比较）室内干球28.00 28.00 28.00 28.00 室内相对湿度RH% 50.00 60.00 65.00 70.00 室内露点温度16.60 19.50 20.80 22.00 内表面温度Twn （玻璃传热系数3.0W/m2. ）20.41 20.41 20.41 20.41 内表面温度Twn （玻璃传热系数5.0W/m2. ）15.36 15.36
12、15.36 15.36 保证内表面不结露室内温度（传热系数3.0W/m2. ）23.71 28.13 30.12 31.95 保证内表面不结露室内温度（传热系数5.0W/m2. ）33.28 40.09 43.15 45.97 非透明部分k=3.0 加热量 (kW) 不需6.99 112.35 209.61 透明部分k=5.0 加热量 (kW) 141.92 325.34 407.57 483.47 池面蒸发量G(kg/h) 311.09 218.97 172.89 126.81 从上表可以看出相同干球温度、不同相对湿度下的结露情况。相对湿度的降低带来的池面蒸发量的增加是比较显著的，对节能是不
13、利的。一般相对湿度控制在65% 以上是比较合理的。计算结果为两种玻璃内表面温度分别为15.36 和 20.41 ，都低于室内露点温度20.8 ( 室内温度按28， 65% 相对湿度 ) ，即冬季都会出现结露现象。相应计算出各部分围护结构的加热量和送风温度。本工程计算出冬季屋面需送热风的热量为515.85kW 左右。透明部分选14 台 6000 风量吊顶风机，风机送风温度为43。非透明部分选28 台 6000 风量吊顶风机，风机送风温度为31。风机结合建筑结构形式布置在玻璃纤维张拉膜上的通风夹层内。参考文献：【 1】魏文宇、丁高、张力游泳馆空调设计【M 】北京：机械工业出版福，2004 【 2】陆耀庆游泳馆空调设计【M 】北京：中国建筑工业出版社，1994 李红梅，女， 1978 年 2 月，暖通工程师，地址：深圳福田区福华一路卓越大厦5 楼邮编： 518048，联系电话： 13510086468，传真： (0755)33336098 ，E-mail ：
