1案例介绍
河源体育馆馆顶为钢架结构，建于2003年，网架下的高度为12.2m,有凸起的观摩廊。观摩廊距下部地下室中的距离为5.3m,比赛大厅的宽度为26m,长度为33m,比赛大厅场地的两侧设置了座椅。在设计空调时，由于空调使用高峰期为8~9月份，体育馆活动量大，现场观众人数多，因此使用单冷空调系统进行制冷。
2不同区域不同的空调系统设置
对于像体育赛事等功能用房中的空调系统而言，间歇性是最明显的特征之一，使用时间长短以及时间段不固定，除了卫生间以及设备用房不设空调外，其他功能场所都设置了空调系统，对于季节性的差异，夏季需要供应冷气，冬季采用了与以往不同的供暖方案和系统设置[1]。另外，其他办公用房的空调系统设置与功能用房不同，在冬季必须设置持续的供热，每个房间都要有一个温度的控制阀门，来调节温度的变化，对于空调系统而言，只有新风运行，这样能够节省一部分能源。其他性质的房间，设置了分区域的供热环路，按照规定进行供暖。1）在南区范围内，对于商业以及餐饮用房来说，必须保证供暖系统的持续运行，同时以空调系统作为辅助。2）对于北区的包房和贵宾房来说，由于房间内装修比较高档，必须采用持续供暖来保证装修不被破坏，同时空调间歇性辅助。3）对于水箱、消防间以及泵房等，需有供暖系统保障最低温度，以免设备冷冻。4）在部分功能用房内设置了集中式空调系统，有一些功能用房使用功能比较固定，例如会议室等，由于使用时间比较短暂，使用次数也较少，所以在这部分功能用房内尽量不设置供暖设备，只需要短暂使用空调即可。5）在部分不常使用的卫生间内，可以使用防冻的措施预防冷冻。
3冷负荷值的影响因子及计算方法
比赛大厅的空调系统设计是整个体育馆空调系统最重要的部分，体育馆具有与其他用房不同的特点，一般来讲，空调系统运行具有间歇性，时间上也比较短，所以设计之初最先考虑的应该是舒适度好、负荷小以及投资小，使用最少的能耗达到最理想的调控。在比赛大厅使用过程中，会聚集大量人员，人体本身的湿、热排放量大，同时空调系统需保证持续的新风运行满足人们的呼吸通畅。比赛大厅空间大，照明设备多，也会散发较多的热量[2]。所以，在对比赛大厅的空调系统进行冷负荷计算时，要充分考虑照明发热、人体散热以及新风要求等特点，根据不同因素综合考虑，进而设置空调系统[2]。一般情况下，冷负荷的计算方法主要是按照小时来进行计算的，可以参照相关的书籍和手册。散湿计算为人均散湿量和人数的乘积将一小时内所有的负荷值相加，就可以得出空调系统的冷负荷值，进而计算空调系统运行1h需要消耗多少能量，同时可知体育馆内运行时间内的能耗，并有效控制。若不设置分段时间控制，可以按照平均负荷值作为体育馆的负荷。一般体育馆可以按照表2来计算冷负荷。
4空调系统的风速控制
根据体育馆不同的环境以及使用功能可以设置不同的空调系统。通常体育馆的建筑面积都在1500m2以内，一般会使用蒸发式作为主要的空调机组。不同的空调机组大小是不一样的，实例中的河源体育馆内所有的空调室机组都设置在屋顶。在体育馆中，空调室有几组设置在室外的辅助用房内，辅助用房在绿化区内，这样可有效减小噪声。在设计时，首先确定机组位置，然后确定风口的位置和大小并设计好初稿，依据系统阻力、风速和管径，选择最适合此位置的机组。同时，必须考虑空调系统的送风速度较低，一般不得大于7m/s，喷口处相对风速比较高，风速不得大于13m/s，风速的位置会产生一定的噪声，必须注意尽量减小噪声。
5不同形式的气流组织以及喷流的形状与风速的关系
在有空调的房间内要注意气流组织的合理性，一般常使用的气流组织主要有3种：上部出风侧面回风，下部出风上部回风以及上部出风下部回风。因为此工程是一个原屋改造工程，以前建成的场馆相对高度没有现在高，地面受到限制，所以不适合使用下部出风，经过对建筑整体的分析，此建筑可以采用几种气流方式综合利用的方式[3]。此建筑物高度是8m，屋顶中部没有适合为分层空调提供附着的部位，所以最佳的气流组织应该采用上部出风，侧面回风的方式。在比赛区和观众席位置采用的是上部送风侧面回风的方式，这样风速一般都会很小，在场内活动感觉很舒适。此建筑物5.5m位置有1个廊道，把出风口设置在廊道下方，上方进行出风，这样设置具有一定的好处，就是上部的热流以及照明产生的热量都会随着出风一起排走，减少了出风口处的负荷，节约了很多能源。比赛区域前部和后部采用不同的气流组织，一般在后部采用喷口对喷的方式，可快速达到理想温度，同时喷口可电动控制风口朝向，可以快速调节温度。在空调出风口处会形成一定形状的喷流，不同形状的喷流产生的风力、风速是不同的，喷流的形状主要与风口位置、形状、建筑物内部布置有关。空调风速越大，那么喷流的形状就会呈细流状，喷射的范围就越大，反之，喷射的速度就越小[4]。在此建筑物中由于喷口位置较低，风速控制在小于0.5m/s范围内，所以可以利用喷口的朝向来控制风速。一般在观众厅会使用上回风和上送风两种散流方式，根据不同的季节进行调整。在过渡季节，尽量室内全部采取新风，排掉全部回风；在非过渡季节，保持最小新风即可。经过实际使用后发现，两种方法配合使用可以大大减少能源的消耗。
6风口的选择与装修的整体协调以及空调系统的减震和消声
空调系统在安装时要充分考虑风口的安装特点，既能够与装修整体风格一致，又不影响使用功能，实例中主要在风口处进行装饰修饰，形成美观装修的同时还具有非常实用的功能[5]。对于空调本身需要考虑消声和减震，所以一般机组都会设置在专门的房间内。在机组内部结构处设计弹簧吊架来减震，在风机和机组的风口处设置消声器以及软连接等。这些设计，可有效地减小空调的震动噪声。
7合理设计消防排烟
对于像体育馆这样的功能用房必须考虑排烟、消防设计，根据相关规范和标准的规定，可以利用体育馆现有的上空窗户，改造为电动窗，总面积不可小于室内面积的2%，一旦发生火灾可以通过电动窗排烟。
综上所述，对于面积在1600m2以下的体育馆，冷热源使用蒸发式空调机组具有良好的经济性，并且可以降低中间冷媒的消耗，施工成本和运行成本低。而对于面积比较大的体育场，需要根据实际情况分层使用空调，按照实际情况选择气流组织，并在确保空调效果的基础上，使用更加适用、经济的送风方式。此外，在设计体育馆防排烟时，除了对机械排烟考虑以外，还可以根据情况使用易熔窗和电动开窗来进行排烟。
作者：王丹 单位：广东呈斯意特建筑设计有限公司