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【摘要】本文主要论述了西安奥体中心体育场的空调系统除了满足赛时需求外，还得满足体育场赛后利用的要求，并论述了因赛后为商业和办公利用而对空调系统的形式、防冻、热计量、新风热回收、餐饮的新风预冷和预热、冬季草皮加热系统等多方面需求的影响。
【关键词】赛后利用；变流量调节；冬季防冻；新风预冷预热；草皮加热
和其它重大赛事场馆，如奥运场馆、往届的全国运动会场馆一样，西安奥体中心体育场同样需考虑赛后场馆的充分、有效的利用，使比赛与练习，专业与业余，体育与文娱紧密结合，将“运动-公园-休闲-旅游-商业-办公”融为一体 [1]。而为场馆服务的空调采暖系统，需要同时考虑赛时和赛后应场馆房间功能不同导致的采暖空调的需求不一致。这就要求我们从前期规划阶段到后期的施工及运行，对于采暖空调系统，既要考虑到赛时房间空调的需要，又要满足赛后场馆利用的空调需求。
1、西安奥体中心主体育场项目介绍
1.1 西安奥体中心主体育场项目概况
西安奥体中心体育场作为2021年第14届全国运会会主会场，为甲级大型体育建筑，建筑面积132916㎡，建筑高度58.3 米（钢结构上弦中心线）体育场钢结构罩棚外轮廓呈椭圆形；混凝土主体结构屋面高度：23.98米。建筑层数：地上五层，坐席数60033座。
1.2 赛后改造介绍
西安奥体主体育场赛后的场馆利用主要为改造成出租型的商业和办公。
对于西安奥体中心主体育场，经和承建方沟通确认，赛后改造为商业主要为一层外圈辅助房间，赛后改造为办公的区域主要为四层包间层，具体详见图1所示。
图中，粗实线所圈区域为赛后进行商业改造区域。
对于一层商业，西安奥体主体育场根据体育场内外环形通道的原型，因势利导，改造为内外环形的通道，形成具有商业氛围商业街，这样即保留了体育赛时的体育文化因素，又形成了赛后商业的整洁，便于赛后商业操作。
对于四层办公，整个包间层考虑赛后改造为办公，进行办公出租。
图1 一层赛后改造示意图
1.3 空调系统介绍
整个体育场空调赛时冷负荷为8369KW，热负荷为6350KW，采暖负荷为480KW；赛后一层商业和四层办公总冷负荷为4650KW，热负荷为3580KW，采暖负荷为250KW。即赛后空调、采暖的冷热负荷值约占赛时的一半左右。
本项目设置常规电制冷机组夏季供冷，机组容量及配置数量考虑设备运行的灵活性，不同时段以及赛时和赛后利用的末端需求，大小机组搭配，选取3台700RT离心式冷水机组+1台350RT螺杆式冷水机组。冷却塔及相应的循环水泵与冷水机组均一对一匹配设置。制冷机组制冷供回水温度为7/12℃。
考虑到整个体育场空调半径较大，空调环路较长，冷冻水系统为二次泵循环系统，一次泵为定流量，二次泵为变流量，根据系统的供回水压差控制二级泵转速和运行台数，控制调节循环水量适应空调负荷的变化[2]。
2、赛后利用对空调系统的要求
以下为笔者总结的西安奥体中心的体育场赛后利用对空调系统的要求表现在以下几个方面：
2.1 赛后商业对末端空调形式选取的需求。
国内体育场赛后改造大多存在空调室外机多而散乱的情况，且空调冷凝水大多为无组织排放，这样不但降低了赛后商业的整体美观，同时无形中降低体育场赛后的商业文化品值。导致室外机组偏多的因素主要有两个：因素一、对于暖通专业同行来说，均明白，赛后出租型的商业均适合使用分体空调系统，这样做系统简单，又便于赛后的个体商铺的改造，使用方便；因素二、为满足赛时功能，赛时的弱电机房如：消防控制室、数据处理机房、计时计分处理机房、通讯机房、安保监控机房、UPS机房均为24小时运行机房，它们在体育场中布置分散，一般均设置为变冷媒流量的分体空调，需要考虑室外机位。
西安奥体主体育场赛后的场馆利用主要为改造成出租型的商业和办公。鉴于以往体育场赛后商业改造的多而散乱的情况，西安奥体中心承建方要求杜绝这种散乱而多的室外机现象，保持体育场的赛时和赛后的整体美观，提高赛后利用的文化品值。最终西安奥体中心的商业和办公赛后改造区域要求仍使用集中的风机盘管+新风的空调系统，便于赛后的运营管理和提高赛后利用的文化品值。
2.2 赛后利用对空调水系统变流量调节的需求。
对于出租型的商业，各商业体的各业态的不同，如餐饮、商铺，对负荷的需求的时间和大小均不相同，这样会导致整个空调水系统在赛后一直处于变负荷的运行状态，所以，应赛后空调负荷多变性的要求，将空调水系统设置为变流量调节，以适应赛后不同负荷状况的需求，达到节能控制，节省运行费用的目的[2]。
2.3赛后空调小负荷需求时，对设置小型冷水机组和小型循环水泵的需求。
变流量空调水系统存在当水泵低频运行时（一般水泵频率低于30HZ），水泵的转速和流量、杨程的性能曲线会失调。为了解决这种问题，通常做法是在供回水管上设置旁通管，旁通掉部分流量达到提供末端用户小负荷运行时的需求。这样做的弊病就是存在水泵的大马拉小车运行状态，严重浪费能源，加大了小负荷运行时的运行费用。
本项目考虑到空调小负荷运行时可能出现的几种情况：1.考虑到赛后出租的情况有可能不是很理想，同时使用的商铺数量或者办公的面积较小；2.或者考虑到赛后办公的加班情况。这两种小负荷运行的情况，均需要空调系统设置旁通管，旁通掉部分流量达到提供末端用户小负荷运行时的需求。
为解决这种赛后长期的小负荷运行时的弊病，根据赛后能出现的小负荷运行情况，设置小型冷水机组和小型的冷凍水循环水泵。本项目小型的350RT的螺杆机组可根据末端负荷需求进行无极调节，满足末端小负荷的需要，只需增设小型的二级冷冻水的循环泵；在系统低于设定的负荷值时，大流量的变频水泵停止运行，小流量备用水泵开启，这样既节能，又节省了运行费用。 2.4预留赛后新风机房的增容电量和增容面积的需求。
考虑到赛时的办公用房赛后改成商业，应规范要求，办公和商业的人员新风量的不同，办公的新风需求比商业的新风需求要小，故需要考虑赛后改为商业时，因新风量的加大，需要预留赛后改造新风的电量以及新风机房赛后改造对机房面积需求增大的預留的要求；
2.5赛后分户计量的需求。
考虑到赛后的商业运营和出租的办公的使用，空调系统需进行计量。空调末端的水系统在施工图设计阶段必须考虑赛后的计量的问题，需考虑设置计量的表箱位置或者设置计量间。
2.6考虑赛后冬季防冻的需求。
对于空调水系统的，因赛后不常用区域，在北方地区的体育场需考虑防冻的问题，建议赛后不常用区域进行和赛后常用区域水系统分别设置，这样赛后需防冻的不常用区域可以考虑将空调水系统的水进行放空。当然，对于严寒地区的冬季防冻，主要是消防的水系统的防冻，可以考虑进行电伴热，或者散热器采暖进行防冻；对于气候相对温和的寒冷地区和夏热冬冷地区，可以考虑风机盘管的防冻，即对风盘的面板设定好的运行温度，当温度低于设定值时，风盘启动，进行防冻供暖[3]。
2.7赛后餐饮的新风的预冷、预热处理的需求。
对于赛后需改造为餐饮的区域，需考虑厨房的通风排油烟的系统外，还需考虑到厨房的补风的新风的夏季预冷和冬季预热处理，这个负荷和赛后餐饮的规模相关，规模越大，则负荷越大。则对于冷水机组的选取和板换以及锅炉的选型，或者市政热源的需求有很大的不同。
2.8赛后新风热回收的需求。
对于赛后长期运行的商业或者办公区域，考虑到规范的要求和经济效益的分析需求，需对新风进行全热回收，热回收效率满足规范要求[4]；
2.9赛后草皮加热系统的需求。
西安奥体中心主体育场需考虑冬季举办足球比赛的需求，必须考虑到足球比赛在冬季时草皮的常绿问题，这就需要对冬季的草皮进行加热。目前，西安奥体中心项目考虑使用低温热水进行草皮加热，热源为锅炉供热，再经过板换机组换热成低温水之后，再对草皮进行加热。从前期项目的立项到施工图阶段需考虑预留草皮加热的所有的热源及土建条件，后期由专业的草皮加热厂家进行深化设计。
结论：
西安奥体中心主体育场的空调系统设计，从系统形式、变流量调节、新风处理、计量、草皮加热等各方面充分结合赛时和赛后的需求，达到赛后及节能环保，又经济的空调运行要求。
参考文献：
[1]高岩浩.北京工业大学.体育场馆赛后利用研究.
[2]孙一坚.湖南大学.空调水系统变流量节能控制.暖通空调HV&AC 2001年第31卷第6期.
[3]周武成.悉地国际设计顾问有限公司.西安奥体中心主体育场冬季防冻设计.
作者简介：
周武成，悉地国际设计顾问有限公司，北京。
【关键词】赛后利用；变流量调节；冬季防冻；新风预冷预热；草皮加热
和其它重大赛事场馆，如奥运场馆、往届的全国运动会场馆一样，西安奥体中心体育场同样需考虑赛后场馆的充分、有效的利用，使比赛与练习，专业与业余，体育与文娱紧密结合，将“运动-公园-休闲-旅游-商业-办公”融为一体 [1]。而为场馆服务的空调采暖系统，需要同时考虑赛时和赛后应场馆房间功能不同导致的采暖空调的需求不一致。这就要求我们从前期规划阶段到后期的施工及运行，对于采暖空调系统，既要考虑到赛时房间空调的需要，又要满足赛后场馆利用的空调需求。
1、西安奥体中心主体育场项目介绍
1.1 西安奥体中心主体育场项目概况
西安奥体中心体育场作为2021年第14届全国运会会主会场，为甲级大型体育建筑，建筑面积132916㎡，建筑高度58.3 米（钢结构上弦中心线）体育场钢结构罩棚外轮廓呈椭圆形；混凝土主体结构屋面高度：23.98米。建筑层数：地上五层，坐席数60033座。
1.2 赛后改造介绍
西安奥体主体育场赛后的场馆利用主要为改造成出租型的商业和办公。
对于西安奥体中心主体育场，经和承建方沟通确认，赛后改造为商业主要为一层外圈辅助房间，赛后改造为办公的区域主要为四层包间层，具体详见图1所示。
图中，粗实线所圈区域为赛后进行商业改造区域。
对于一层商业，西安奥体主体育场根据体育场内外环形通道的原型，因势利导，改造为内外环形的通道，形成具有商业氛围商业街，这样即保留了体育赛时的体育文化因素，又形成了赛后商业的整洁，便于赛后商业操作。
对于四层办公，整个包间层考虑赛后改造为办公，进行办公出租。
图1 一层赛后改造示意图
1.3 空调系统介绍
整个体育场空调赛时冷负荷为8369KW，热负荷为6350KW，采暖负荷为480KW；赛后一层商业和四层办公总冷负荷为4650KW，热负荷为3580KW，采暖负荷为250KW。即赛后空调、采暖的冷热负荷值约占赛时的一半左右。
本项目设置常规电制冷机组夏季供冷，机组容量及配置数量考虑设备运行的灵活性，不同时段以及赛时和赛后利用的末端需求，大小机组搭配，选取3台700RT离心式冷水机组+1台350RT螺杆式冷水机组。冷却塔及相应的循环水泵与冷水机组均一对一匹配设置。制冷机组制冷供回水温度为7/12℃。
考虑到整个体育场空调半径较大，空调环路较长，冷冻水系统为二次泵循环系统，一次泵为定流量，二次泵为变流量，根据系统的供回水压差控制二级泵转速和运行台数，控制调节循环水量适应空调负荷的变化[2]。
2、赛后利用对空调系统的要求
以下为笔者总结的西安奥体中心的体育场赛后利用对空调系统的要求表现在以下几个方面：
2.1 赛后商业对末端空调形式选取的需求。
国内体育场赛后改造大多存在空调室外机多而散乱的情况，且空调冷凝水大多为无组织排放，这样不但降低了赛后商业的整体美观，同时无形中降低体育场赛后的商业文化品值。导致室外机组偏多的因素主要有两个：因素一、对于暖通专业同行来说，均明白，赛后出租型的商业均适合使用分体空调系统，这样做系统简单，又便于赛后的个体商铺的改造，使用方便；因素二、为满足赛时功能，赛时的弱电机房如：消防控制室、数据处理机房、计时计分处理机房、通讯机房、安保监控机房、UPS机房均为24小时运行机房，它们在体育场中布置分散，一般均设置为变冷媒流量的分体空调，需要考虑室外机位。
西安奥体主体育场赛后的场馆利用主要为改造成出租型的商业和办公。鉴于以往体育场赛后商业改造的多而散乱的情况，西安奥体中心承建方要求杜绝这种散乱而多的室外机现象，保持体育场的赛时和赛后的整体美观，提高赛后利用的文化品值。最终西安奥体中心的商业和办公赛后改造区域要求仍使用集中的风机盘管+新风的空调系统，便于赛后的运营管理和提高赛后利用的文化品值。
2.2 赛后利用对空调水系统变流量调节的需求。
对于出租型的商业，各商业体的各业态的不同，如餐饮、商铺，对负荷的需求的时间和大小均不相同，这样会导致整个空调水系统在赛后一直处于变负荷的运行状态，所以，应赛后空调负荷多变性的要求，将空调水系统设置为变流量调节，以适应赛后不同负荷状况的需求，达到节能控制，节省运行费用的目的[2]。
2.3赛后空调小负荷需求时，对设置小型冷水机组和小型循环水泵的需求。
变流量空调水系统存在当水泵低频运行时（一般水泵频率低于30HZ），水泵的转速和流量、杨程的性能曲线会失调。为了解决这种问题，通常做法是在供回水管上设置旁通管，旁通掉部分流量达到提供末端用户小负荷运行时的需求。这样做的弊病就是存在水泵的大马拉小车运行状态，严重浪费能源，加大了小负荷运行时的运行费用。
本项目考虑到空调小负荷运行时可能出现的几种情况：1.考虑到赛后出租的情况有可能不是很理想，同时使用的商铺数量或者办公的面积较小；2.或者考虑到赛后办公的加班情况。这两种小负荷运行的情况，均需要空调系统设置旁通管，旁通掉部分流量达到提供末端用户小负荷运行时的需求。
为解决这种赛后长期的小负荷运行时的弊病，根据赛后能出现的小负荷运行情况，设置小型冷水机组和小型的冷凍水循环水泵。本项目小型的350RT的螺杆机组可根据末端负荷需求进行无极调节，满足末端小负荷的需要，只需增设小型的二级冷冻水的循环泵；在系统低于设定的负荷值时，大流量的变频水泵停止运行，小流量备用水泵开启，这样既节能，又节省了运行费用。 2.4预留赛后新风机房的增容电量和增容面积的需求。
考虑到赛时的办公用房赛后改成商业，应规范要求，办公和商业的人员新风量的不同，办公的新风需求比商业的新风需求要小，故需要考虑赛后改为商业时，因新风量的加大，需要预留赛后改造新风的电量以及新风机房赛后改造对机房面积需求增大的預留的要求；
2.5赛后分户计量的需求。
考虑到赛后的商业运营和出租的办公的使用，空调系统需进行计量。空调末端的水系统在施工图设计阶段必须考虑赛后的计量的问题，需考虑设置计量的表箱位置或者设置计量间。
2.6考虑赛后冬季防冻的需求。
对于空调水系统的，因赛后不常用区域，在北方地区的体育场需考虑防冻的问题，建议赛后不常用区域进行和赛后常用区域水系统分别设置，这样赛后需防冻的不常用区域可以考虑将空调水系统的水进行放空。当然，对于严寒地区的冬季防冻，主要是消防的水系统的防冻，可以考虑进行电伴热，或者散热器采暖进行防冻；对于气候相对温和的寒冷地区和夏热冬冷地区，可以考虑风机盘管的防冻，即对风盘的面板设定好的运行温度，当温度低于设定值时，风盘启动，进行防冻供暖[3]。
2.7赛后餐饮的新风的预冷、预热处理的需求。
对于赛后需改造为餐饮的区域，需考虑厨房的通风排油烟的系统外，还需考虑到厨房的补风的新风的夏季预冷和冬季预热处理，这个负荷和赛后餐饮的规模相关，规模越大，则负荷越大。则对于冷水机组的选取和板换以及锅炉的选型，或者市政热源的需求有很大的不同。
2.8赛后新风热回收的需求。
对于赛后长期运行的商业或者办公区域，考虑到规范的要求和经济效益的分析需求，需对新风进行全热回收，热回收效率满足规范要求[4]；
2.9赛后草皮加热系统的需求。
西安奥体中心主体育场需考虑冬季举办足球比赛的需求，必须考虑到足球比赛在冬季时草皮的常绿问题，这就需要对冬季的草皮进行加热。目前，西安奥体中心项目考虑使用低温热水进行草皮加热，热源为锅炉供热，再经过板换机组换热成低温水之后，再对草皮进行加热。从前期项目的立项到施工图阶段需考虑预留草皮加热的所有的热源及土建条件，后期由专业的草皮加热厂家进行深化设计。
结论：
西安奥体中心主体育场的空调系统设计，从系统形式、变流量调节、新风处理、计量、草皮加热等各方面充分结合赛时和赛后的需求，达到赛后及节能环保，又经济的空调运行要求。
参考文献：
[1]高岩浩.北京工业大学.体育场馆赛后利用研究.
[2]孙一坚.湖南大学.空调水系统变流量节能控制.暖通空调HV&AC 2001年第31卷第6期.
[3]周武成.悉地国际设计顾问有限公司.西安奥体中心主体育场冬季防冻设计.
作者简介：
周武成，悉地国际设计顾问有限公司，北京。