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冰雪场馆体育建筑机电设计分享

点击蓝字 关注我们 为促进冰雪运动繁荣健康发展,满足群众多样化体育文化需求,提高体育公共产品和服务供给的质量和效率,国家体育总局等相关部门联合印发了《冰雪运动发展规划(2016—2…

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为促进冰雪运动繁荣健康发展,满足群众多样化体育文化需求,提高体育公共产品和服务供给的质量和效率,国家体育总局等相关部门联合印发了《冰雪运动发展规划(2016—2025年)》,在国家及地方政策的指引下,冰雪市场得到全面而快速的发展,公司有幸参与其中六个冰雪场馆的建筑设计。

黄冈罗马春天奥特莱斯&滑雪运动MALL项目

甘露山文旅城设计项目(融创冰雪世界项目)

肇庆万达国家度假区山地室内滑雪场项目

广西大容山国家森林公园容县高山大垌风景区建设工程

莆田冰雪小镇体育休闲4A景区旅游项目工程总承包(EPC)

咸宁际华园(一期)项目设计总承包工程设计

第一机电院冰雪体育建筑设计团队

暖通:刘华斌 、彭亮、陈强、林艳艳、宋光前、刘思伦、 王哲、尹银涛

电气:冯星明、李亮、王云鹏、曾诚、王彦、钱邦伦、陈威武、刘自伟、张海斌、彭杨

给排水:秦晓梅、余蔓蓉、游相军、危忠、吴江涛、胡颖慧、李冬梅、付彩韦、刘翰林

滑雪场馆的设计与其他公建项目设计有很大的区别,机电设计具有很强的专业性,部门通过以上六个冰雪场馆的机电设计,设计团队对冰雪体育建筑的设计有了较深的体会及研究。下面是彭亮(暖通)王彦(电气)游相军(给排水)的技术分享。

 滑雪馆简介

滑雪馆按照功能一般分为:戏雪区、滑雪区、服务区、商业区,如下图所示。

 滑雪馆功能分区

滑雪馆根据运动技能一般分为:高级滑道、中级滑道、初级滑道,如下图所示。

滑雪馆赛道分区


暖通专业设计特点

1、低温造雪设计

滑雪馆暖通设计最核心内容为低温造雪设计,包括低温冷源设计和人工造雪设计两部分。

(1)低温冷源系统为:液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质放热,冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化,达到循环制冷的目的。

与常规制冷系统不同,冰雪场项目需要将载冷剂处理到-20℃。通常采用R507、氨(R717)作为制冷工质,采用乙二醇或CO2载冷。低温制冷能源消耗极大,需要进行全年能耗分析来确定最合适的制冷方案。

不同制冷工质全年能耗分析

不同载冷剂系统全年能耗分析

(2)人工造雪是将水注入一个专用喷嘴或喷枪,在那里接触到高压空气,高压空气将水流分割成微小的粒子并喷入寒冷的外部空气中,在落到地面以前这些小水滴凝固成冰晶,也就是人们看到的雪花。

造雪机

2、节能设计

(1)采用节能环保型设备,如对于独立于雪区的更衣租赁、零售等房间,采用屋顶式空调机,它是一种空气——空气整装式空调机组,所有部件,如压缩机、冷凝器、蒸发器、初中效空气过滤器、加热器、加湿器、送风机、控制部分及其它部件均组合在一个箱体内(整体式),或组合在二个箱体内(分体式),只需通过风管将处理好的冷(热)空气输送到所需的场地或房间内即可。该空调机组无需水源、水泵、冷却塔等冷却水循环系统,不需要冷冻水循环系统与末端设备,机组本身也不需要机房,既降低工程投资和运行费用,又节省土地资源。

屋顶式空调机

(2)因地制宜,积极探索新的节能措施。以福建莆田冰雪小镇室内滑雪馆、大道速滑馆为例,根据莆田LNG(液化天然气)产业特点,通过建设LNG接收站配套设施,将零下161.5℃的LNG冷源换冷至零下20℃至30℃,用于冰雪场馆制冷,大大减少了常规用海水换冷导致海水降温对海洋生态环境造成的危害,同时也创新了LNG冷源在冰雪场馆制冷新领域的应用。


3、雪场CFD模拟

在设计对冷气流动、温度敏感的滑雪馆时,利用CFD软件,结合参数化建模技术,用可视化的数字技术模拟场馆内冷气流动、冰雪温控来监控能耗,最大限度节能。我们能够在设计阶段对室内热环境参数的分布进行全面的分析,进而能够探究不同工况条件的设定对于室内气流组织的影响,确定最为合理的设计方案。

截面速度场分布


电气专业设计特点

1、变电所及柴油发电机

(1) 变电所:一般来说,工艺用电(制冷机房内制冷主机、马道飘雪机、马道冷风机、马道除湿机等)与非工艺用电(雪区照明、普通电力、配套用房照明和电力)分开设置变压器,方便运营管理、维护检修、成本核算等;大型滑雪馆变电所应分段设置,对滑雪馆分段供电,以满足位于负荷中心及低压供电距离的要求。

(2)柴油电机:与其它类型项目相比,柴油电机除满足规范规定的供电范围外,还应满足工艺专业对保障电源容量的需求,如制冷机组、蒸发冷、各循环泵、雪场冷风机设备等。

电气机房设置位置示意图

2、照明设计

(1)灯具的选择:1)室内区域光源灯具应考虑视觉效果良好,布局合理,照度适宜,亮度明晰,色彩突出,变换得当。2)冷区内照明灯具选用发热量低、节能、安全、耐用、在低温环境下能正常使用的高效光源及高效灯具。3)冷区内的照明灯具应选用外壳防护等级为IP55级并带有保护罩的防潮型灯具。

(2)冷区灯具的安装:1)冷区灯具结合顶部冷库保温板和造雪设备用顶部马道的设置,将灯具在滑雪馆顶部冷库保温板、设备马道下部装饰板嵌入式安装,以达到最好的照明使用效果,且便于后期照明灯具设备的维护保养。2)灯具安装套管穿保温板,保温板上下两侧采用发泡聚氨酯进行封口,并采用发泡聚氨酯进行填缝。

灯具布置平面图

照明计算模型


给排水专业设计特点

1、室内消火栓及喷淋

因滑雪区、戏雪区一般有500mm厚冰雪层覆盖,室内温度-5°C,湿度较大,发生火灾的几率极小,且管网平时处于充水状态下,阀门、喷头和管网容易结冰,发生火灾时,基本无法正常联动开启;并且管道在穿越保温层等处时,可能导致室内与室外形成“冷桥”现象,造成能源浪费,运行成本增加,故室内滑雪馆滑雪区、戏雪区通常不设置室内消火栓和自动喷水灭火系统。但戏雪区考虑到节假日设置展板、圣诞树等可燃物,也可在戏雪区四周设置干式消火栓系统,但干式消火栓立管布置在保温空腔内,防止管道冻裂,系统示意如下:

干式消火栓系统

2、工艺排水设计

滑雪区及戏雪区雪道底部、魔毯底部、戏雪区工艺及场地需要排水,排水水封不小于100mm, 为避免出现冷桥现象,雪区排水管均要求保温设计。

第一机电院将在公司专业化战略引领下,继续以冰雪建筑的机电设计为载体,深耕细耘、开拓进取,为环保、高效、智能的冰雪场馆体育建筑提供更优的设计,助力公司的转型升级。

END


2021年第9期  总第20期

微 信

策 划  |  第一机电院

文 字  |  彭亮    王彦    游相军   

编 辑  |  谭林征

校 对  |  吕孝亮   许玲  

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QQ群:428106788

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作者: lichunguang

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