【鸟巢】国家体育场暖通空调设计.doc

绍了国家体育场的暖通空调设计原则及空调冷热源、风系统、水系统、防排烟系统的设计。 　　1、建筑概况 　　国家体育场(北向剖面示意图见图1)为2008年第29届奥林匹克运动会的主体育场,地下3层,地上7层。地下层除了停车场之外,还有媒体用房、赛事管理用房、运动员及随队官员用房、体育场运营管理用房、餐饮用房等,赛后还将增加大面积的附属商业区域。地上1,2,5,6层除了核心筒周围的附属商业用房及2层的贵宾休息厅以及5,6层的赛后宾馆用房外,都是大面积的开敞集散大厅。地上3,4层为封闭空间,四周由玻璃幕墙与外界隔开,3层为餐厅,4层为包厢(赛后部分包厢将改为宾馆客房)。空调区域绝大部分集中在地下层及地上3,4层,2层贵宾休息厅,以及分散在各个楼层的核心筒周围的附属商业用房。 　　2、设计原则 　　1)以“绿色奥运、科技奥运”为主导设计思想,按照国际业余田径协会联合会、国际足球联合会的规定,满足运动员对比赛和训练的要求,满足奥运会开/闭幕式的要求。　　2)为运动员、观众和工作人员提供舒适的室内空气环境,为各种工艺技术用房提供能保证其正常工作所需的室内空气环境。　　3)暖通空调系统的设计既要满足奥运会期间的使用要求,又要兼顾奥运会后的商业运营要求,为商业运营创造(预留)较为理想的条件。　　4)为充分体现“绿色奥运”的设计理念,在能源利用,建筑热工、室内环境设计等方面采用合理的新技术、新设备,为可持续发展提供条件。　　3、冷热源的选择与设计　　3.1供暖、空调热源　　该工程供暖、空调一次热源采用城市热力管网提供的高温热水,在建筑0层东、西两侧各设置1个换热间,在每个换热间内分别设置供暖换热系统及空调换热系统。供暖系统设计总热负荷为1350kW,每个换热间设置2台换热器;空调系统设计总热负荷为18866kW,每个换热间设置3台换热器。供暖空调一次热源热水供、回水温度按120℃/70℃设计,供暖系统热水供、回水温度为80℃/60℃,空调系统热水供、回水温度为60℃/50℃。供暖、空调热水系统均采用闭式气压罐定压,供暖、空调热源分别接入0层环形通道上空的供暖管网及空调环形管网,为供暖、空调系统提供热源。体育场换热系统图见图2。 ? 　　3.2空调主导冷源　　设计原则是既要满足奥运会赛时的总冷图3国家体育场制冷系统图(赛时)负荷要求,又要兼顾赛后商业运营的要求。按照奥运会赛时负荷要求设置双工况冷水主机组,赛后改造时增加蓄冰系统,不增设主机,只增设蓄冰设备及溶液泵,降低赛后改造难度。　　该工程奥运会赛时空调总冷负荷为14533kW(4133rt)。根据体育场建筑的特性和为了满足国家体育场的整体景观要求,在距体育场东侧20～30m处的地下设置2个制冷机房,在制冷机房上部设置冷却塔。为满足奥运会赛时的需要,每个机房设计2台双工况电制冷冷水机组,每台机组制冷量为3258kW(927rt)(空调工况),2个机房总装机容量为13032kW(3708rt)。　　体育场冷负荷在赛时易出现瞬时高峰,且多出现在峰电时段,而其他时段负荷较为平稳,夜间谷电时冷负荷非常小的负荷特点非常适合使用冰蓄冷系统。同时,按照业主要求,目前的设计按照奥运会赛时的要求进行,赛后再进行改造。经过对奥运会赛时负荷的计算和赛后负荷的估算可知二者相差约为26%,因此考虑采用冰蓄冷方案,按赛时负荷配备制冷机,赛后增加的冷负荷依靠冰蓄冷系统解决,考虑到赛后体育场内宾馆及配套房间的空调要求,设置了一套基载主机(地源热泵系统)并联运行。这样赛时电制冷机组可满足整个体育场的冷负荷要求,赛后不需增加制冷机设备,而仅增加冰蓄冷设备就可满足赛后冷负荷增加的要求。制冷机房内为赛后增加蓄冰装置预留了位置。赛后机房内增设溶液泵,赛时使用的冷水泵赛后采用变频控制技术,变流量运行,以节省能耗。冷水供回水温度赛时、赛后均为5℃/13℃,冷却水供回水温度为32℃/37℃。国家体育场的制冷系统图见图3,4。 　　3.3地源热泵空调冷热源　　为了配合空调主导冷源的设计及满足赛时部分负荷的调节特性要求,考虑到体育场场地面积较大,地下有较充足的可埋管空间,能充分利用可再生能源,在设计中选用了地源热泵空调系统。设计总装机制冷量为1500kW,制冷工况冷水设计供、回水温度为5℃/13℃,制热工况热水设计供、回水温度为55℃/50℃。地源热泵空调冷热源接入0层空调环形管网。为避免地下换热器对足球场草坪产生影响,要求换热器在草坪下的埋深在5m以上。国家体育场地源热泵系统图见图5。 　　4、空调水系统　　4.1空调水系统设计　　奥运会赛时空调系统集中使用,空调负荷波动较小,故空调水系统采用一次泵系统。水系统采用压差旁通控制,变流量运行。由于制冷机房为2个,0层及以上层空调区域的负荷不均衡,故在0层环形通道上空设计一个环