泳池除濕恒溫?zé)岜媒鉀Q方案泳池除濕恒溫?zé)岜媒鉀Q方案夕陽(yáng)王子0引言(本方案由phnix設(shè)計(jì)，未經(jīng)同意，禁止轉(zhuǎn)載)0.1結(jié)露現(xiàn)象的原因及危害室內(nèi)游泳館結(jié)露問(wèn)題是普遍存在的問(wèn)題，結(jié)露問(wèn)題主要發(fā)生在冬季或霉雨季節(jié)，當(dāng)建筑物室內(nèi)表面（包括屋頂、天棚，內(nèi)墻、其它結(jié)構(gòu)面及地面等）的溫度低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)在其表面產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)而形成水珠。結(jié)露會(huì)引起嚴(yán)重的后果。首先，結(jié)露會(huì)影響建筑物的美觀。其次，結(jié)露會(huì)加速建筑材料的破壞，使裝飾材料發(fā)霉、變質(zhì)，加速金屬物品的銹蝕老化，對(duì)建筑物的使用功能影響很大。因此必須要采取措施，避免結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。0.2影響結(jié)露的主要因素產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象的表面原因是由于內(nèi)壁溫度低于露點(diǎn)溫度，以致墻體內(nèi)壁、窗內(nèi)表面等產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,而其本質(zhì)影響因素主要有以下幾點(diǎn)：（1）相對(duì)濕度相對(duì)濕度是導(dǎo)致游泳館結(jié)露的一個(gè)重要因素，相對(duì)濕度高，水蒸氣的分壓力就大，露點(diǎn)溫度就較高，就會(huì)使得室內(nèi)溫度與露點(diǎn)溫度之間的溫差較小，這樣如果在相同的空調(diào)熱負(fù)荷下，為了防止內(nèi)壁結(jié)露就要增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層的厚度，大大提高了施工的造價(jià)，因此在設(shè)計(jì)中一般要求相對(duì)濕度要低于75%，而對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，由于是改造項(xiàng)目，受原設(shè)計(jì)的制約，室內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的設(shè)計(jì)要求，但也要控制不大于85%。（2）通風(fēng)量通風(fēng)量主要是指排風(fēng)量，理論上說(shuō)，排風(fēng)量應(yīng)該等于向室內(nèi)提供的新風(fēng)量，即用含濕量較小的室外新風(fēng)來(lái)降低房間內(nèi)的相對(duì)濕度?？墒?，當(dāng)排風(fēng)量較大時(shí)，要求空調(diào)的負(fù)荷也應(yīng)該較大，如果空調(diào)的負(fù)荷不足，勢(shì)必會(huì)造成室內(nèi)溫度較低；反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)排風(fēng)量較小時(shí)，新風(fēng)量也就較小，就不能有效的降低室內(nèi)的相對(duì)濕度，也會(huì)引起房間內(nèi)的結(jié)露。因此說(shuō)，有效的控制室內(nèi)的排風(fēng)量能夠控制室內(nèi)所需要的熱負(fù)荷，進(jìn)而在防止房間結(jié)露的前提下能夠降低日常運(yùn)行的費(fèi)用。(3)熱負(fù)荷由于房間結(jié)露的原因是由于壁面溫度低于露點(diǎn)溫度，因此經(jīng)過(guò)增加空調(diào)負(fù)荷以及其使用她形式的加熱方式，而且與降低相對(duì)濕度，增大通風(fēng)量等措施相結(jié)合，能夠提高室內(nèi)溫度，進(jìn)而提高內(nèi)壁溫度，達(dá)到防止結(jié)露的目的。1工程概況及室內(nèi)參數(shù)1.1工程概況該游泳館總建筑面積384m2，共有3面外墻，外墻為240mm磚墻，外墻總面積364m2；外窗為單框雙玻，總面積48m2；屋頂為混凝土外加5cm苯板保溫，屋頂總面積為360m表1圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑熱工特性外墻外窗頂面積（m2）36448360傳熱系數(shù)（W/m2.℃）2.013.260.7174該游泳館空調(diào)系統(tǒng)為全空氣系統(tǒng)，新風(fēng)經(jīng)處理后與回風(fēng)混合，由空調(diào)機(jī)組處理后送入游泳館內(nèi)提供所需的熱量和風(fēng)量。空調(diào)系統(tǒng)總送風(fēng)管尺寸為1000×600mm2，在游泳館內(nèi)距離墻2m處頂部沿墻四周布置有20個(gè)1500×150mm2條縫型送風(fēng)口，回風(fēng)口與送風(fēng)口平行布置，風(fēng)口尺寸1500×150mm2，共15個(gè)?？照{(diào)系統(tǒng)的總送風(fēng)量14400m3/h，為有效的降低室內(nèi)的相對(duì)濕度，控制新風(fēng)量，配合此系統(tǒng)在屋頂安裝了一臺(tái)排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量為2700m1.2冬季原運(yùn)行空調(diào)計(jì)算參數(shù)該室內(nèi)游泳館原運(yùn)行工況下，冬季室內(nèi)溫度21℃，室內(nèi)相對(duì)濕度90%，室外計(jì)算溫度與室外計(jì)算相對(duì)濕度能夠查閱文獻(xiàn)[1]。排風(fēng)量為2700m3表2原運(yùn)行工況下空調(diào)計(jì)算參數(shù)空調(diào)計(jì)算參數(shù)Tn（室內(nèi)溫度）Tw（室外溫度）Φn（室內(nèi)相對(duì)濕度）Φw（室外相對(duì)濕度）Gp（排風(fēng)量)

（m3/h）數(shù)值21-990％60％2700根據(jù)表1、表2所給的建筑熱工特性以及空調(diào)計(jì)算參數(shù)能夠計(jì)算出在原運(yùn)行條件下，經(jīng)過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及排風(fēng)機(jī)由室內(nèi)散失的熱量，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。由表3能夠看出，雖然屋頂與外墻的面積相差不大，可是由于屋頂加了5cm厚的苯板保溫，使得由屋頂散失的熱量要大大低于由外墻散失的熱量。由表3還能夠看出，雖然在冬季只開(kāi)了一臺(tái)屋頂風(fēng)機(jī)，但經(jīng)過(guò)排風(fēng)機(jī)散失的熱量占總散熱量的2/3，因此排風(fēng)負(fù)荷是房間內(nèi)的主要熱負(fù)荷。表3運(yùn)行工況下計(jì)算傳熱量Qwin（經(jīng)過(guò)窗的散熱量kw）Qwall（經(jīng)過(guò)墻體的散熱量kw）Qc（經(jīng)過(guò)屋頂?shù)纳崃縦w）Qp（經(jīng)過(guò)排風(fēng)機(jī)排出的熱量kw）Q（總散熱量kw）4.721.97.862.897.2在表2的室內(nèi)計(jì)算參數(shù)下，查焓濕圖能夠得出游泳館的露點(diǎn)溫度為19.3℃，此時(shí)根據(jù)表3計(jì)算所求出的經(jīng)過(guò)屋頂、窗、墻體的傳熱量能夠計(jì)算得到此時(shí)游泳館內(nèi)的各壁面溫度，計(jì)算結(jié)果如表4。表4游泳館內(nèi)壁面溫度項(xiàng)目Tbc(窗內(nèi)壁溫度)Tbq（墻體內(nèi)壁溫度）Tbd（屋頂內(nèi)壁溫度）Tl（室內(nèi)露點(diǎn)溫度）溫度（℃）9.7814.118.519.3由表4能夠看出Tbc與Tbq、Tbd溫度都低于露點(diǎn)溫度，因此窗、墻以及屋頂都會(huì)結(jié)露，因此必須采取防結(jié)露措施。具體的防止結(jié)露的措施能夠采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)加保溫材料以降低傳熱量，提高內(nèi)壁溫度；增加室內(nèi)供熱量；減小游泳池水的蒸發(fā)量，降低室內(nèi)濕度；增加排風(fēng)量，以含濕量小的新風(fēng)降低室內(nèi)相對(duì)濕度，具體的措施見(jiàn)以下分析。2防結(jié)露綜合措施的技術(shù)方案2.1游泳池水溫的控制由于游泳館水面占的比例很大，而室內(nèi)的濕度是影響游泳館結(jié)露的一個(gè)重要因素，因此控制水面溫度進(jìn)而控制由水面向室內(nèi)的散濕量是室內(nèi)防止壁面結(jié)露的一個(gè)必要措施，下面計(jì)算在不同溫度下由水面向空氣側(cè)散發(fā)的水蒸汽量。由蒸發(fā)量公式（公式中各參數(shù)見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]）：（1）在冬季工況下，原運(yùn)行工況下室內(nèi)溫度Tn＝21℃，水溫T水＝29℃，室內(nèi)相對(duì)濕度φn＝90%,由公式（1）計(jì)算可得水面向室內(nèi)的散濕量ω＝43.6kg/h；而如果經(jīng)過(guò)墻體保溫以及提高室內(nèi)熱負(fù)荷等措施將室內(nèi)溫度提高到Tn＝29℃，φn＝85%,同時(shí)降低水溫T水＝27℃，此時(shí)計(jì)算得到水面向室內(nèi)的散濕量ω＝1.5kg/h，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。由此能夠看出，當(dāng)水溫較高時(shí)，特別是當(dāng)池水溫度高于室內(nèi)空氣溫度時(shí)，水面向空氣側(cè)的散濕量要大大高于水溫較低時(shí)的散濕量。散濕量大，必然會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)的相對(duì)濕度偏高，進(jìn)而使得在相同的室內(nèi)溫度下，室內(nèi)的露點(diǎn)溫度要高。因此，在做墻體保溫時(shí)，就需要增加墻體的保溫層厚度，這樣就必然會(huì)提高工程造價(jià)。因此，在原運(yùn)行工況中經(jīng)過(guò)加熱游泳池水溫來(lái)提高室內(nèi)溫度是不可取的。表5不同工況下的游泳池散濕量參數(shù)Tn（℃）φnT水（℃）ω（kg/h）原運(yùn)行工況21902943.6整改后的工況2985271.52.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫為了提高室內(nèi)的溫度，減小室內(nèi)外的傳熱量，提高內(nèi)壁溫度，防止結(jié)露，必須要對(duì)墻體、屋頂、窗等進(jìn)行保溫，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)于墻體與屋頂挑選了2種保溫材料：巖棉與擠塑板。對(duì)于外窗在原有單框雙玻的基礎(chǔ)上，再加一層單框雙玻。室內(nèi)主要設(shè)計(jì)參數(shù)及其要求如表6所示表6冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)工況參數(shù)要求主要參數(shù)Tn（℃）Tw（℃）ΦnTl（℃）數(shù)值29－985%26.32.2.1墻體2.2.1.1擠塑板內(nèi)保溫為了達(dá)到較好的防結(jié)露效果，內(nèi)壁溫度Tb需要大于露點(diǎn)溫度Tl1～2℃（此溫度稱為富余溫度），根據(jù)實(shí)際情況，計(jì)算了富余溫度為0℃、0.5℃、1.0℃、1.5℃、2.0℃五種情況下所需的保溫層厚度，并加以分析，以得出最佳方案。Tb＝Tl，（Tb為內(nèi)壁面溫度，Tl為露點(diǎn)溫度）此種情況是防止內(nèi)壁結(jié)露的最低要求，在此情況下計(jì)算出的保溫層厚度是防止內(nèi)壁結(jié)露的最小要求厚度，如果保溫層厚度低于此值，則內(nèi)壁會(huì)結(jié)露。計(jì)算過(guò)程如下：當(dāng)未保溫時(shí)墻體熱阻R＝0.356m2·K/W,保溫之后R′＝ΔT/[αn·(Tn－Tnb)]＝1.62m2·K/W,因此保溫層厚度δ0＝λ（R′－R）＝表7不同富余溫度下保溫層厚度與傳熱量（擠塑板、外墻）富余溫度Tb＝TlTb－Tl＝0.5℃Tb－Tl＝1℃Tb－Tl＝1.5℃Tb－Tl＝2℃保溫層厚度（cm）3.64.76.49.517.1保溫后傳熱量（kw）8.546.975.383.802.22由圖1及表7能夠看出，富余溫度越大，需要的保溫層厚度就越厚，而且隨著富余溫度的增加，保溫層厚度增加的曲線就越陡。比如當(dāng)Tb－Tl＝0.2℃時(shí)，保溫層厚度需要4cm，而當(dāng)Tb－Tl＝1.8℃時(shí)，保溫層厚度需要13cm?？墒?，富余溫度如果取的過(guò)小，則當(dāng)房間內(nèi)氣溫波動(dòng)時(shí)，會(huì)很容易結(jié)露。因此，合理的選擇富余溫度，對(duì)降低工程造價(jià)、保證游泳館內(nèi)不結(jié)露都是非常重要的。

圖1富余溫度與保溫層厚度的變化曲線(擠塑板，墻體）圖2富余溫度與保溫層厚度的變化曲線(巖棉，墻體)2.2.1.2巖棉外保溫使用巖棉外保溫在不同富余溫度下保溫層厚度與散熱量見(jiàn)表8，富余溫度與保溫層厚度的曲線關(guān)系如圖2所示。由圖1與圖2能夠看出，由于巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)λ＝0.0355W/(m·K)，要大于擠塑板的導(dǎo)熱系數(shù)，因此在相同的富余溫度下巖棉所需的保溫層厚度要厚一些。比如當(dāng)Tb－Tl＝0.5℃時(shí)，巖棉的保溫層厚度需要5.8cm，而在相同的富余溫度下，擠塑板的厚度為4.7cm；當(dāng)Tb－Tl＝2℃時(shí)，巖棉的保溫層厚度需要20.9cm，而在相同的富余溫度下，擠塑板的厚度為17.1cm。表8不同富余溫度下保溫層厚度與傳熱量（巖棉）富余溫度Tb＝TlTb－Tl＝0.5℃Tb－Tl＝1℃Tb－Tl＝1.5℃Tb－Tl＝2℃保溫層厚度（cm）4.55.87.911.720.9保溫后傳熱量（kw）8.546.975.383.802.222.2.2屋頂屋頂?shù)挠?jì)算方法與墻體計(jì)算相似，只是由于原設(shè)計(jì)屋頂外加了5cm的苯板保溫，因此在未加保溫時(shí)，屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)較小，K＝0.7174W/(m2·℃)，因此屋頂需要的保溫層相對(duì)于墻體來(lái)說(shuō)要薄些。為了與墻體保溫相比較，在計(jì)算中也采用富余溫度0～2℃分別加以分析。2.2.2.1擠塑板內(nèi)保溫表9為在不同富余溫度下為了防止屋頂內(nèi)壁結(jié)露所需要的保溫層厚度以及在相應(yīng)的保溫層厚度下的散熱量。富余溫度與保溫層厚度的變化曲線如圖3所示。表9不同富余溫度下保溫層厚度與傳熱量（擠塑板）富余溫度Tb＝TlTb－Tl＝0.5℃Tb－Tl＝1℃Tb－Tl＝1.5℃Tb－Tl＝2℃保溫層厚度（cm）0.71.73.46.514.1保溫后傳熱量（kw）8.546.975.383.802.22

圖3富余溫度與保溫層厚度的變化曲線（擠塑板，屋頂）圖4富余溫度與保溫層厚度的變化曲線（巖棉，屋頂）2.2.2.2巖棉外保溫表10為在不同富余溫度下為了防止屋頂內(nèi)壁結(jié)露所需要的保溫層厚度以及在相應(yīng)的保溫層厚度下的散熱量。富余溫度與保溫層厚度的變化曲線如圖4所示。表10不同富余溫度下保溫層厚度與傳熱量（巖棉）富余溫度Tb＝TlTb－Tl＝0.5℃Tb－Tl＝1℃Tb－Tl＝1.5℃Tb－Tl＝2℃保溫層厚度（cm）0.82.14.28.017.2保溫后傳熱量（kw）8.546.975.383.802.22經(jīng)過(guò)對(duì)屋頂在不同富余溫度下需要的擠塑板、巖棉保溫層厚度以及傳熱量的分析能夠看出，由于屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)較小，因此在相同的富余溫度下，需要的保溫層厚度要比墻體的薄。又由于墻體與屋頂?shù)拿娣e幾乎相等，因此當(dāng)室內(nèi)狀態(tài)到達(dá)平衡時(shí)，經(jīng)過(guò)外墻的散熱量與經(jīng)過(guò)屋頂?shù)纳崃恳不鞠嗟认嗟取?.2.3窗窗的保溫形式是在原雙層玻璃的基礎(chǔ)上再加一層單框雙玻，這樣窗的傳熱系數(shù)K由3.26W/(m2·℃)降為1.75W/(m2·℃)，傳熱系數(shù)降低，就能夠減小經(jīng)過(guò)窗的傳熱量，減小房間熱負(fù)荷。經(jīng)過(guò)窗的傳熱量經(jīng)計(jì)算得到Qc＝3.2KW。2.3總負(fù)荷分析及其它相關(guān)措施2.3.1負(fù)荷分析冬季，游泳館內(nèi)的失熱量主要由四部分組成，即經(jīng)過(guò)外墻傳遞的熱量、經(jīng)過(guò)外窗傳遞的熱量、經(jīng)過(guò)屋頂傳遞的熱量以及由屋頂排風(fēng)機(jī)排出的熱量（內(nèi)墻與內(nèi)窗能夠看作是絕熱來(lái)處理）。而游泳館的得熱量現(xiàn)存情況下主要是由全空氣空調(diào)系統(tǒng)以及游泳池散熱量取得。由于排風(fēng)機(jī)排風(fēng)所散失的熱量為Qp＝GρΔi＝82KW。在不同的富余溫度下，游泳館的總散熱量如表11所示。表11不同富余溫度下的總散熱量富余溫度Tb＝TlTb－Tl＝0.5℃Tb－Tl＝1℃Tb－Tl＝1.5℃Tb－Tl＝2℃Q（總負(fù)荷KW）102.399.196.092.889.6由以上計(jì)算能夠看出，游泳館內(nèi)的總負(fù)荷主要取決于排風(fēng)負(fù)荷的大?。ㄕ伎傌?fù)荷的80％以上），因而能夠考慮經(jīng)過(guò)控制排風(fēng)機(jī)的頻率控制游泳館內(nèi)的排風(fēng)量，進(jìn)而能夠控制館內(nèi)的總負(fù)荷，以使館內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.3.2其它相關(guān)措施在冬季，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)能夠提供的總熱負(fù)荷為Q＝GρΔi＝80.4KW。以Tb－Tl＝1℃為例能夠看出此狀態(tài)總散熱量為96KW，空調(diào)能提供的負(fù)荷不能滿足設(shè)計(jì)要求，因此必須在游泳館內(nèi)加采暖裝置。所加采暖負(fù)荷經(jīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安裝等因素最終確定整改方案中采用散熱器沿墻布置，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是能夠使用散熱器首先加熱沿墻體的空氣，這樣就能夠提高內(nèi)壁溫度，有效的防止結(jié)露現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)還考慮采用屋頂風(fēng)機(jī)加變頻措施。由于游泳館內(nèi)的散熱量主要是由于排風(fēng)負(fù)荷引起的，因此排風(fēng)量的大小決定了房間內(nèi)所需負(fù)荷的大小。由于游泳館內(nèi)濕度過(guò)大，需要經(jīng)過(guò)補(bǔ)充大量的新風(fēng)來(lái)降低室內(nèi)濕度，因此排風(fēng)量的選取是非常重要的。游泳館結(jié)露一般發(fā)生在冬季以及霉雨季節(jié)，而在一年中的大部分時(shí)間，是不會(huì)發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象的，特別是如前文所分析當(dāng)采用了圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫以及加裝采暖措施之后，在大部分時(shí)間館內(nèi)是不需要排風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行的，如果對(duì)排風(fēng)機(jī)加裝變頻措施，在夏季、春秋季節(jié)以及冬季部分時(shí)間采用較小排風(fēng)量，能夠有效降低排風(fēng)耗電量，同時(shí)由于排風(fēng)量的減小，能夠大大減小空調(diào)熱負(fù)荷，其節(jié)能潛力巨大。3方案選擇3.1墻體及屋頂保溫就兩種保溫方案而言，在達(dá)到相同保溫效果的條件下，巖棉外保溫材料造價(jià)較低，但其施工費(fèi)用較高，其綜合造價(jià)大致在150～180元/m2（含材料、施工）左右，而且施工時(shí)會(huì)破壞建筑物的外觀；擠塑板內(nèi)保溫施工周期短，施工難度較小，綜合造價(jià)大致在200～220元/m2左右。綜合保溫性能、施工難度、造價(jià)、施工周期及面層處理等各方面因素，最終選用“擠塑板內(nèi)保溫”方案。由前面保溫性能與厚度、室內(nèi)溫度、