对室内游泳馆冬季防结露设计的分析

1、对室内游泳馆冬季防结露设计的分析         06-12-22 13:41:00     作者：支军 余俊祥    编辑：凌月仙仙简介： 针对室内游泳馆冬季防结露设计的问题，对室内参数的选择以及室内发湿量计算等一些问题进行分析。由于室内温度选择范围较小，本文重点讨论了室内相对湿度变化对防结露设计的影响，认为合适的降低室内相对湿度是可行的。为达到经济运行的目的，建议不同季节采用不同的室内参数。对高大空间的游泳池建议采用CFD模拟以便达

2、到最佳设计之目的。最后对游泳池发湿量计算比较了国内外三个公式，希望得到一个适合于工程使用的计算公式。关键字：室内游泳馆 防结露 相对湿度 发湿量 室内参数     1 简介随着人民生活水平不断提高，国内相继兴建了许多大型室内游泳馆。由于室内游泳馆投资高，运行费用大，室内条件与普通建筑有较大差异，尤其在冬季可能出现围护结构结露问题，本文将针对游泳馆冬季防结露设计中的一些问题进行分析。本文使用的一些符号说明：G蒸发量 kg/h RH 相对湿度 %T温度 密度 kg/m3Pq水蒸汽分压力 Pa V风速 m/sPqb饱合水蒸汽分压力 Pa A泳池面积 m2U传热

3、系数 W/m2 * R热阻 m2 */WK材料传热系数 W/m2 * L通风量 m3/hB大气压 Pa X绝对湿度 kg /kg Cp空气比热 kJ/kg* 内表面传热系数 W/m2 *为便于说明，本文以杭州某在建的室内游泳馆作为例子进行分析，室外参数以杭州地区为准，池水温度暂定为26，游泳馆外型见图1，室内见图2。游泳馆室内面积为3000m2，水池面积为1400m2，包括一个标准泳池和一个浅水区，围护结构以彩钢板和玻璃为主。图1游泳馆外型 图2 游泳馆室内 (注：本课题受到浙江大学建筑设计研究院科研基金资助) 2 室内设计参数的确定对于室内游泳馆空调设计而言，室内参数的确定是最为重要的，只有

4、在确定了室内参数后，才能进行室内负荷，发湿量及通风量的相应计算，而室内参数的选择也会影响到初投资及运行费。表1是体育建筑空调设计给出各国游泳馆采用的设计参数1表1 国别水温（）池厅换气次数（l/h）空气温度（）相对湿度（%RH）空气速度（m/s）国际设计标准规定2628水温+2美国2427水温+250600.12546英国2527水温（至少）+160700.15联邦德国2426水温+（23）750.234法国27水温+1700.140.222m3/h人苏联2425水温+（12）650.2日本2527水温+（1.53）60700.10.214中国2527水温+（12）750.150.324表2给

5、出了国家卫生标准2：表2 项目标准冬季室内气温()高于水温12相对湿度(%)不超过80%风速(m/s)不超过0.5表3列出了体育建筑设计规范中游泳馆设计参数3：表3 房间名夏季冬季最小新风量（m3/h·人）温度（）相对湿度（%）气流速度（m/s）温度（）相对湿度（%）气流速度（m/s）游泳馆观众区262960700.52224600.51520池区262960700.2262860700.2表3与表1、2的最大区别，就是在表1、2中明确了室内温度与池水温度关系，而表3并未强调这一点，同时规范中采用了“宜”字，表明可按当地气象条件和建筑本身特点选择合适室内设计参数。游泳馆室内温度高，发

6、湿量大，如果设计不当冬季会出现围护结构结露现象。由于结露现象会引发许多问题，因此，这里的讨论均以冬季防结露设计为前提。现在国内防结露设计主要采取加强围护结构保温性能和提高围护结构内表面温度的办法（如送热风或热辐射的办法）。笔者认为也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。露点温度可由两个参数确定室内温度和室内相对湿度由于室内温度选择范围较小，为方便记，这里把室内温度设为28(池水温度+2)。而室内相对湿度变化范围较大，本文重点讨论相对湿度的变化对游泳馆空调设计的影响。我们选择三个相对湿度参数作比较：Case1: =70%，Case2: =60%，Case3: =50%。在28

7、时对应的露点温度：Case1:22.0、Case2:19.5、Case3:16.8。为防止结露，围护结构内表面温度取比相应露点温度高11，分别为23.0、20.5、17.8，根据围护结构内表面温度可据公式（1）计算出防结露所需之U值1 :U(TnTw)= (TnTwn) （1）Tn室内温度 Tw室外温度 Twn围护结构内表面温度 内表面传热系数，值的计算有专门论述，为方便计，此取8.7w/m2*根据U值，可相应计算出围护结构材料传热系数K。池面蒸发量按公式(2)计算4：G=（+0.00013V）×(PqbPq)×A×B/B （2）扩散系数，取值0.00017kg/

8、m2*h*PaV池面风速m/sB当地实际大气压Pa排除室内湿负荷所需通风量按公式(3)计算1：L= （3）d室内外含湿量差 kg/kg取值1.2kg/m3三种情况计算结果见表4： 表4 CASE1（70%）CASE2（60%）CASE3（50%）G(kg/h)196300404U( W/m2*)1.362.002.77K(W/m2*)1.712.944.74L(m3/h)133001820032900Q(Kw)*176220385*仅为新风部分加热量，从-4加热到28根据上述K值，分别选取围护材料，彩钢板采用100mm厚保温材料（传热系数：0.37W/m2*），能满足三种情况的要求。玻璃部分C

9、ase1须采用中空LOW-E低幅射玻璃，价格为350元/m2，K=1.34W/m2*，Case2采用中空玻璃315元/m2，K=2.13W/m2*，Case3可采用普通玻璃，K=4.56W/m2*，价格80元/m2，具体造价及运行费见表5：表5 玻璃造价*1设备造价*2运行费*3总价CASE145.5万425002450049.75万CASE240万元550003200045.5万CASE312万800005400020万*1：玻璃是围护结构最薄弱部分(除节点外)，价格差异也较大，为方便计，此处不考虑其余围护结构部分造价差异，仅比较了玻璃部分，价格与热工性能参考了沈阳远大铝业有限公司参数。*2：设备造价部分仅考虑了通风（进排风）部分，其余部分由于变化量较小，也不予考虑。*3：运行费仅指通风部分耗电量及新风加热部分，至于由于蒸发量变化引起补充水及加热部分由于量比较小，亦不考虑。冬季按运行时间3个月，每天8小时计算。由表4可以看出(此表只能示意)，在室内温度不变的情况下，相对湿度取值越高，其运行费会较低，但围护结构材料投资较大，节点处理也较复杂；反之，亦然。室内取不同相对湿度耗能关系可参见图35。图3是国外对一个室内游泳池做的测试，具体条件不明，但基本可以看出不同室内条件下耗能的差异，以及采用了节能技术后节能的比例。 此图与我们的分析结果是一