【摘要】本文主要論述了西安奧體中心體育場(chǎng)的空調(diào)系統(tǒng)除了滿足賽時(shí)需求外，還得滿足體育場(chǎng)賽后利用的要求，并論述了因賽后為商業(yè)和辦公利用而對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的形式、防凍、熱計(jì)量、新風(fēng)熱回收、餐飲的新風(fēng)預(yù)冷和預(yù)熱、冬季草皮加熱系統(tǒng)等多方面需求的影響。

【關(guān)鍵詞】賽后利用；變流量調(diào)節(jié)；冬季防凍；新風(fēng)預(yù)冷預(yù)熱；草皮加熱

和其它重大賽事場(chǎng)館，如奧運(yùn)場(chǎng)館、往屆的全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)場(chǎng)館一樣，西安奧體中心體育場(chǎng)同樣需考慮賽后場(chǎng)館的充分、有效的利用，使比賽與練習(xí)，專業(yè)與業(yè)余，體育與文娛緊密結(jié)合，將“運(yùn)動(dòng)-公園-休閑-旅游-商業(yè)-辦公”融為一體 [1]。而為場(chǎng)館服務(wù)的空調(diào)采暖系統(tǒng)，需要同時(shí)考慮賽時(shí)和賽后應(yīng)場(chǎng)館房間功能不同導(dǎo)致的采暖空調(diào)的需求不一致。這就要求我們從前期規(guī)劃階段到后期的施工及運(yùn)行，對(duì)于采暖空調(diào)系統(tǒng)，既要考慮到賽時(shí)房間空調(diào)的需要，又要滿足賽后場(chǎng)館利用的空調(diào)需求。

1、西安奧體中心主體育場(chǎng)項(xiàng)目介紹

1.1 西安奧體中心主體育場(chǎng)項(xiàng)目概況

西安奧體中心體育場(chǎng)作為2021年第14屆全國(guó)運(yùn)會(huì)會(huì)主會(huì)場(chǎng)，為甲級(jí)大型體育建筑，建筑面積132916㎡，建筑高度58.3 米（鋼結(jié)構(gòu)上弦中心線）體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)罩棚外輪廓呈橢圓形；混凝土主體結(jié)構(gòu)屋面高度：23.98米。建筑層數(shù)：地上五層，坐席數(shù)60033座。

1.2 賽后改造介紹

西安奧體主體育場(chǎng)賽后的場(chǎng)館利用主要為改造成出租型的商業(yè)和辦公。

對(duì)于西安奧體中心主體育場(chǎng)，經(jīng)和承建方溝通確認(rèn)，賽后改造為商業(yè)主要為一層外圈輔助房間，賽后改造為辦公的區(qū)域主要為四層包間層，具體詳見圖1所示。

圖中，粗實(shí)線所圈區(qū)域?yàn)橘惡筮M(jìn)行商業(yè)改造區(qū)域。

對(duì)于一層商業(yè)，西安奧體主體育場(chǎng)根據(jù)體育場(chǎng)內(nèi)外環(huán)形通道的原型，因勢(shì)利導(dǎo)，改造為內(nèi)外環(huán)形的通道，形成具有商業(yè)氛圍商業(yè)街，這樣即保留了體育賽時(shí)的體育文化因素，又形成了賽后商業(yè)的整潔，便于賽后商業(yè)操作。

對(duì)于四層辦公，整個(gè)包間層考慮賽后改造為辦公，進(jìn)行辦公出租。

圖1 一層賽后改造示意圖

1.3 空調(diào)系統(tǒng)介紹

整個(gè)體育場(chǎng)空調(diào)賽時(shí)冷負(fù)荷為8369KW，熱負(fù)荷為6350KW，采暖負(fù)荷為480KW；賽后一層商業(yè)和四層辦公總冷負(fù)荷為4650KW，熱負(fù)荷為3580KW，采暖負(fù)荷為250KW。即賽后空調(diào)、采暖的冷熱負(fù)荷值約占賽時(shí)的一半左右。

本項(xiàng)目設(shè)置常規(guī)電制冷機(jī)組夏季供冷，機(jī)組容量及配置數(shù)量考慮設(shè)備運(yùn)行的靈活性，不同時(shí)段以及賽時(shí)和賽后利用的末端需求，大小機(jī)組搭配，選取3臺(tái)700RT離心式冷水機(jī)組+1臺(tái)350RT螺桿式冷水機(jī)組。冷卻塔及相應(yīng)的循環(huán)水泵與冷水機(jī)組均一對(duì)一匹配設(shè)置。制冷機(jī)組制冷供回水溫度為7/12℃。

考慮到整個(gè)體育場(chǎng)空調(diào)半徑較大，空調(diào)環(huán)路較長(zhǎng)，冷凍水系統(tǒng)為二次泵循環(huán)系統(tǒng)，一次泵為定流量，二次泵為變流量，根據(jù)系統(tǒng)的供回水壓差控制二級(jí)泵轉(zhuǎn)速和運(yùn)行臺(tái)數(shù)，控制調(diào)節(jié)循環(huán)水量適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化[2]。

2、賽后利用對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求

以下為筆者總結(jié)的西安奧體中心的體育場(chǎng)賽后利用對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 賽后商業(yè)對(duì)末端空調(diào)形式選取的需求。

國(guó)內(nèi)體育場(chǎng)賽后改造大多存在空調(diào)室外機(jī)多而散亂的情況，且空調(diào)冷凝水大多為無(wú)組織排放，這樣不但降低了賽后商業(yè)的整體美觀，同時(shí)無(wú)形中降低體育場(chǎng)賽后的商業(yè)文化品值。導(dǎo)致室外機(jī)組偏多的因素主要有兩個(gè)：因素一、對(duì)于暖通專業(yè)同行來說，均明白，賽后出租型的商業(yè)均適合使用分體空調(diào)系統(tǒng)，這樣做系統(tǒng)簡(jiǎn)單，又便于賽后的個(gè)體商鋪的改造，使用方便；因素二、為滿足賽時(shí)功能，賽時(shí)的弱電機(jī)房如：消防控制室、數(shù)據(jù)處理機(jī)房、計(jì)時(shí)計(jì)分處理機(jī)房、通訊機(jī)房、安保監(jiān)控機(jī)房、UPS機(jī)房均為24小時(shí)運(yùn)行機(jī)房，它們?cè)隗w育場(chǎng)中布置分散，一般均設(shè)置為變冷媒流量的分體空調(diào)，需要考慮室外機(jī)位。

西安奧體主體育場(chǎng)賽后的場(chǎng)館利用主要為改造成出租型的商業(yè)和辦公。鑒于以往體育場(chǎng)賽后商業(yè)改造的多而散亂的情況，西安奧體中心承建方要求杜絕這種散亂而多的室外機(jī)現(xiàn)象，保持體育場(chǎng)的賽時(shí)和賽后的整體美觀，提高賽后利用的文化品值。最終西安奧體中心的商業(yè)和辦公賽后改造區(qū)域要求仍使用集中的風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，便于賽后的運(yùn)營(yíng)管理和提高賽后利用的文化品值。

2.2 賽后利用對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)變流量調(diào)節(jié)的需求。

對(duì)于出租型的商業(yè)，各商業(yè)體的各業(yè)態(tài)的不同，如餐飲、商鋪，對(duì)負(fù)荷的需求的時(shí)間和大小均不相同，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)空調(diào)水系統(tǒng)在賽后一直處于變負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，所以，應(yīng)賽后空調(diào)負(fù)荷多變性的要求，將空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)置為變流量調(diào)節(jié)，以適應(yīng)賽后不同負(fù)荷狀況的需求，達(dá)到節(jié)能控制，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的目的[2]。

2.3賽后空調(diào)小負(fù)荷需求時(shí)，對(duì)設(shè)置小型冷水機(jī)組和小型循環(huán)水泵的需求。

變流量空調(diào)水系統(tǒng)存在當(dāng)水泵低頻運(yùn)行時(shí)（一般水泵頻率低于30HZ），水泵的轉(zhuǎn)速和流量、楊程的性能曲線會(huì)失調(diào)。為了解決這種問題，通常做法是在供回水管上設(shè)置旁通管，旁通掉部分流量達(dá)到提供末端用戶小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的需求。這樣做的弊病就是存在水泵的大馬拉小車運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重浪費(fèi)能源，加大了小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用。

本項(xiàng)目考慮到空調(diào)小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的幾種情況：1.考慮到賽后出租的情況有可能不是很理想，同時(shí)使用的商鋪數(shù)量或者辦公的面積較??；2.或者考慮到賽后辦公的加班情況。這兩種小負(fù)荷運(yùn)行的情況，均需要空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置旁通管，旁通掉部分流量達(dá)到提供末端用戶小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的需求。

為解決這種賽后長(zhǎng)期的小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的弊病，根據(jù)賽后能出現(xiàn)的小負(fù)荷運(yùn)行情況，設(shè)置小型冷水機(jī)組和小型的冷凍水循環(huán)水泵。本項(xiàng)目小型的350RT的螺桿機(jī)組可根據(jù)末端負(fù)荷需求進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，滿足末端小負(fù)荷的需要，只需增設(shè)小型的二級(jí)冷凍水的循環(huán)泵；在系統(tǒng)低于設(shè)定的負(fù)荷值時(shí)，大流量的變頻水泵停止運(yùn)行，小流量備用水泵開啟，這樣既節(jié)能，又節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。

2.4預(yù)留賽后新風(fēng)機(jī)房的增容電量和增容面積的需求。

考慮到賽時(shí)的辦公用房賽后改成商業(yè)，應(yīng)規(guī)范要求，辦公和商業(yè)的人員新風(fēng)量的不同，辦公的新風(fēng)需求比商業(yè)的新風(fēng)需求要小，故需要考慮賽后改為商業(yè)時(shí)，因新風(fēng)量的加大，需要預(yù)留賽后改造新風(fēng)的電量以及新風(fēng)機(jī)房賽后改造對(duì)機(jī)房面積需求增大的預(yù)留的要求；

2.5賽后分戶計(jì)量的需求。

考慮到賽后的商業(yè)運(yùn)營(yíng)和出租的辦公的使用，空調(diào)系統(tǒng)需進(jìn)行計(jì)量?？照{(diào)末端的水系統(tǒng)在施工圖設(shè)計(jì)階段必須考慮賽后的計(jì)量的問題，需考慮設(shè)置計(jì)量的表箱位置或者設(shè)置計(jì)量間。

2.6考慮賽后冬季防凍的需求。

對(duì)于空調(diào)水系統(tǒng)的，因賽后不常用區(qū)域，在北方地區(qū)的體育場(chǎng)需考慮防凍的問題，建議賽后不常用區(qū)域進(jìn)行和賽后常用區(qū)域水系統(tǒng)分別設(shè)置，這樣賽后需防凍的不常用區(qū)域可以考慮將空調(diào)水系統(tǒng)的水進(jìn)行放空。當(dāng)然，對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)的冬季防凍，主要是消防的水系統(tǒng)的防凍，可以考慮進(jìn)行電伴熱，或者散熱器采暖進(jìn)行防凍；對(duì)于氣候相對(duì)溫和的寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)，可以考慮風(fēng)機(jī)盤管的防凍，即對(duì)風(fēng)盤的面板設(shè)定好的運(yùn)行溫度，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，風(fēng)盤啟動(dòng)，進(jìn)行防凍供暖[3]。

2.7賽后餐飲的新風(fēng)的預(yù)冷、預(yù)熱處理的需求。

對(duì)于賽后需改造為餐飲的區(qū)域，需考慮廚房的通風(fēng)排油煙的系統(tǒng)外，還需考慮到廚房的補(bǔ)風(fēng)的新風(fēng)的夏季預(yù)冷和冬季預(yù)熱處理，這個(gè)負(fù)荷和賽后餐飲的規(guī)模相關(guān)，規(guī)模越大，則負(fù)荷越大。則對(duì)于冷水機(jī)組的選取和板換以及鍋爐的選型，或者市政熱源的需求有很大的不同。

2.8賽后新風(fēng)熱回收的需求。

對(duì)于賽后長(zhǎng)期運(yùn)行的商業(yè)或者辦公區(qū)域，考慮到規(guī)范的要求和經(jīng)濟(jì)效益的分析需求，需對(duì)新風(fēng)進(jìn)行全熱回收，熱回收效率滿足規(guī)范要求[4]；

2.9賽后草皮加熱系統(tǒng)的需求。

西安奧體中心主體育場(chǎng)需考慮冬季舉辦足球比賽的需求，必須考慮到足球比賽在冬季時(shí)草皮的常綠問題，這就需要對(duì)冬季的草皮進(jìn)行加熱。目前，西安奧體中心項(xiàng)目考慮使用低溫?zé)崴M(jìn)行草皮加熱，熱源為鍋爐供熱，再經(jīng)過板換機(jī)組換熱成低溫水之后，再對(duì)草皮進(jìn)行加熱。從前期項(xiàng)目的立項(xiàng)到施工圖階段需考慮預(yù)留草皮加熱的所有的熱源及土建條件，后期由專業(yè)的草皮加熱廠家進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

結(jié)論：

西安奧體中心主體育場(chǎng)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)形式、變流量調(diào)節(jié)、新風(fēng)處理、計(jì)量、草皮加熱等各方面充分結(jié)合賽時(shí)和賽后的需求，達(dá)到賽后及節(jié)能環(huán)保，又經(jīng)濟(jì)的空調(diào)運(yùn)行要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]高巖浩.北京工業(yè)大學(xué).體育場(chǎng)館賽后利用研究.

[2]孫一堅(jiān).湖南大學(xué).空調(diào)水系統(tǒng)變流量節(jié)能控制.暖通空調(diào)HV&AC 2001年第31卷第6期.

[3]周武成.悉地國(guó)際設(shè)計(jì)顧問有限公司.西安奧體中心主體育場(chǎng)冬季防凍設(shè)計(jì).

作者簡(jiǎn)介：

周武成，悉地國(guó)際設(shè)計(jì)顧問有限公司，北京。