8月15日,刚刚经过小雨洗礼的北京,透亮而明净。在京西老山,远远望去,湛蓝的天空下“停”着一架“飞碟”,凌驾于南北贯穿的群芳平台之上,气势恢宏,在阳光的照射下熠熠生辉???这里就是2008年北京奥运会的自行车比赛馆。这个主体为圆形、直径124米、建筑面积约34000平方米的场馆,如今已经成为亚洲最大的室内自行车比赛馆。而就在这一天,“飞碟”也即将迎来它的第一批“客人”???室内自行车比赛的运动员们。如此特别的专业比赛场馆,在暖通空调设计中又有哪些技术亮点?笔者采访了该项目暖通专业负责人苏兆英。
方案充分考虑赛后实际运营
苏兆英介绍说,根据“绿色奥运”的指导思想,《奥运场馆设计大纲》提出了尽量采用水源热泵制冷制热系统、地源热泵制冷制热系统、冷热电联供系统等方案要求。但是,设计师通过与甲方沟通,认为由于体育馆功能的限制,作为大型赛事的比赛馆及训练场所,一年中全部开放使用的时间大概为20周,并且集中在410月。上述方案虽然更为环保,但是初投资高,此后的运行维护费用也很高,使用时间短,因此并不适合。最后,设计师确定采用电制冷加集中热源换热的冷热源方案。
自行车比赛馆的功能复杂,各功能区的作息时间均不相同。为了实现各区域的分时控制和自动调节,空调冷(热)水系统分为相对应的支路,管道系统、控制系统都非常复杂。主场馆的空调系统如果不运行,其它空调系统的负荷较小,大约只占空调系统总负荷的15%~25%。考虑到以上因素,设计师将空调系统分为三部分进行设计。
自行车比赛馆中的主场馆主要作为大型赛事的比赛馆及训练场所,一年中有20周左右的使用时间。赛后作为全民健身场所,可以进行乒乓球、羽毛球、网球等运动或大型文娱活动等。因此,主场馆采用全空气集中空调系统,便于对室内温度和湿度进行集中控制,并且在内场设置地板辐射采暖作为值班采暖和空调系统冬季运行的辅助采暖。此外,设计师还选择了显热型新风换气机,为配合室内装修设计,选用卧式安装风管型室内机。
对于甲方自用的办公用房,设计师采用半集中空调系统、风机盘管加新风的形式,设置集中制冷站、换热站制备冷热水供空调系统使用。这样,一个系统承担主场馆,一个系统承担办公管理用房,相应的空调控制系统也趋于简单。最终,设计师选择的是四面出风型天花嵌入式室内机。
该场馆还有许多辅助服务用房。比赛期间,这里进驻的机构众多,作息时间难以统一。在奥运会比赛结束后,这些辅助性用房将被改造为公寓和办公室、餐厅、网吧等运营场所。这就要求辅助服务用房的空调系统尽可能独立设置,同时可以集中控制,既方便使用,又方便管理,运行费用也较低。因此,设计师考虑采用一拖多智能空调系统,供夏季和过渡季节使用;设置集中采暖系统,降低采暖期运行成本。他们采用的是全热型新风换气机,新风负荷小。由于这些房间其本上采用大开间,功能分区采用活动隔断区分,因此采用了单向出风型或四面出风型天花嵌入式室内机。
由于室内环境标准要求较高,设计师对空调系统的其它方面,包括室内噪声、空调室外机COP值、一拖多智能空调系统使用的环保型冷媒、电磁辐射等均提出了较为严格的控制指标和门槛,并结合以上因素,最终确定采用数码涡旋压缩机一拖多智能空调系统,以满足工程的各项设计要求。
风速满足比赛要求
由于主场馆空调为大空间空调设计,因此,设计师采用分层空调形式,分为观众席和赛道、内场两个区。一部分是在22.8米高度上沿外围以电动球形喷口向中央送风。这部分送风可以覆盖整个观众席和赛道,采用座椅下的回风形式。由于自行车比赛的特殊性,设计师在计算过程中,要考虑赛道边沿的风速上限不超过0.3米。另一部分则利用赛道与内场高差直接送风至内场,并利用进入内场的楼梯作为回风口。
设计无忘节能减排
尽管此工程在设计时,《公共建筑节能设计标准》还没有颁布实施,然而,苏兆英等设计师在确定方案的过程中,也尽量考虑了建筑的节能减排问题,同国策相契合。它的节能设计已成为设计方案中的“非常亮点”。
苏兆英说,在场馆气流组织形式方面,由于考虑到临时观众席和人员流动性大的影响,把夏季空调室内温度设定为28℃,相比于26℃的室内设计温度,可以降低空调冷负荷的16%;空调系统采用全空气变风量系统,使系统风量可以在70%~100%之间运行;空调系统采用变新风量系统,在过渡季节可以采用全新风量运行模式,主场馆屋面的自然排烟窗可作为全新风运行时的排风使用;主要出入口设置大门空气幕。
按照赛后场馆运营的实际情况考虑设计方案,苏兆英认为,运动员在平时训练时只开启内场的空调系统,就可以足够保证活动场地的温度及舒适度。而内场设低温地板辐射采暖系统,既可以作为值班采暖,又作为冬季空调系统运行的辅助措施。这些细节操作,都为建筑的节能减排作了不小“贡献”。
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