新浪博客

气膜建筑-气膜足球馆能耗分析

2021-08-25 16:22阅读:
由于我国气膜建筑研究起步很晚,目前所有的生产厂家提供的相关的数据和能耗差异非常大,我想一方面由于使用设备的原因、还有使用膜材质量,最终有可能与制造单位的设计和加工,以及加工有关。

让我记忆深刻的是,某次进入某厂家的气膜馆的经历。此馆膜材外表应该为白页已成为黑土色,外表膜面不知是加工的原因还是安装的原因,轴线明显成为S形,而且外部部分应该鼓胀的圆形,竟然明显显示出凹凸不平来。
进入内部后,一股恶心的气味从建筑内部补面而来;门负重很重,估计力气小点的男生打开平开的气密门也会非常艰难。由于内部使用的内衫是蓝色的,整体非常的暗淡,而且由于保温棉安装的不到位,从室内处向棚顶上看,竟然斑斑点点非常难看。
我想如果气膜建筑都是这个样子的,就太不能让人接受了,人在一个污浊散发恶臭的空间里打球,那可不是锻炼身体,而是损害身体,此气膜建筑的种种弊端我不想赘述,以免影响大家对气膜建筑结构的误解。

非常高兴的是,接下来参观的几个气膜建筑,就大不一样,空气清新、棚顶光亮整个造形也赏心悦目。

基于此种经历,我觉得我非常有义务将正规的、真正的气膜建筑(气承式膜结构建筑)一点一点的介绍给大家,还气膜建筑的本来面目。

一、气膜馆的面积设定

一个标准足球场的尺寸:105m x 68m

另外需要配置一个区域作为:辅助区域
此区域可以作为球员练习和热身的场所,这一区域也是助理裁判活动和跑动的区域,还是球童、医务人员、安全人员和媒体人员的活动区域。建议这个区域离边线至少应在8.5米,离两边底线10米。因此一个标准的气膜式足球馆的尺寸最少应为125m x 85m,如果需配置一定数量的观众的话,还需要设置大约500人的观众席,这样气膜足球馆的面积设置为125m x 90m最好。

二、气膜馆的接待人数设定

气膜足球馆设计时,完美的通风和适宜的室内温度调节是必须考虑的。没有他们, 运动员受到伤害概率会很高,健康会有风险。气膜馆内要获得良好的室内空气品质,设计师需要了解很多基本因素。比如,接待人员的数量,气膜馆的具体尺寸,和建筑类型。气膜足球馆如果只是用于一般性的训练使用,意味着将有大约100人的接待能力;但如果按正式比赛球馆设计,如果两支球队及其观众加起来,球馆最少需要容纳700人。
气膜体育馆是一个公共建筑,所以应提供高质量的室内空气。因此,有必要计算可容纳的最大容纳人数,此文案例中,将以设置500人观众的座位和50名服务人员和不超过100人的运动员进行设计。也就是说气膜足球馆可容纳的人员总数为650。通风能力要能够满足室内最大数量人员所需的新风,还要计算室内人员空气流量变化和热传导。

室内条件设定

气膜馆室内温度控制在18-26摄氏度,相对湿度40 - 70%。风速不应超过0.24 m / s,换气率为2(dm3 / s)/ m2
以下为美国采暖、制冷与空调工程师学会所规定的体育馆标准浮动范围。
总结不同国家的标准要求,并将这些不同的参数要求进行融合,将为气膜体育馆设计提供是更好的设计参数,并尽量制订出气膜体育馆适当标准来满足不同国家的需求。
最终,我个人觉得冬季时段,温度设定为摄氏18度以上;在夏天的时间段设定为21 摄氏度较为适当;相对湿度是40 - 50%;空气速度不应超过0,24 m / s
四、能源消费影响因素
能量的计量单位是以焦耳(J)或千瓦时来计。然而,谈论为整个建筑物的能耗,单位通常是MWh。有两个热力学定律。第一定律,无论是能源还是物质不可消失(能量守恒定律)。热力学第二定律提出了能量转换的规则。
我们可以决定什么类型的能源是可以用于气膜结构的。有很多类型的能源,例如可再生能源、水能、太阳能和地热能。
所有的时间能量在一个建筑必须平衡。有进口和出口流动的能源是图2所示。整体建筑所需的能耗必须统计出来,基于这些热量计算收益和热损失。

4.1 围护结构

气膜馆的一个重要部分的节能策略是围护结构。在气膜结构中的热损失发生的大多数通过围护结构传导出去的。如外层膜材和地板。热损失通过地板流失的量很大。这些损失由于气膜馆下面的混凝土结构有很高的u值。一般而言,这些
结构可以进行保温处理,但它需要特定的材料和额外增加成本。然而,它应该是做节能处理。计算热失时,需要考虑气膜结构的地板通用制做方法和不同类型的锚固方法。
气承式膜结构主要有三个不同类型的周围做法。

4.1.1 外膜

气膜建筑的整体形状可能略有不同,而且锚固方式也不同,比如不做任何处理的地面和专业处理过的基础地面。通常的气膜馆的形状是半圆柱形,气膜建筑的外壳可以是单层、双层、三层膜构成,采用哪种方式根据保温隔热的要求而订。
首先,单层膜制造的气膜建筑没有任何保温隔热材料和任何声音屏蔽作用,只能用于夏季。通常这种结构重量最轻,造价最便宜。因为热量散失很大,冬天一般不会供暖。
第二种,双层膜结构的气膜建筑是目前最常用的形式,广泛的应用于各种体育馆。对于没有极端天气的国家和地区,这种建筑形式有相当的热阻值和耐久性,可以配置制冷和暖气系统,意味着可以作为永久性建筑长期使用。
这种类型的围护结构有很多优点。这种结构有很小u;它意味着,与单层膜结构相比。保温隔热能力很强,能量损失非常的小。但是与三层膜结构相比,其两层膜结合部位导热性能就成为其薄弱的地方了。
对于建设既能优化能源使用,又能满足舒适性的要求都在低能源现代建筑来说,采用智能化、集成方法设计加热和冷却系统,建设零能耗的建筑。气膜建筑系统正是这种要求的集中体现。气膜建筑是节能性最好的建筑之一。加装上空调和暖气之后,其只需要工作很短的时间就可达到长期的温度需求。它可以为业主节省很多使用费用。
气膜建筑的内部压力取决于气膜建筑围护结构的膜材重量以及建筑外部的风荷载和雪荷载。例如:根据俄罗斯建筑序号CH497-77的要求,单层气膜建筑的内部压力为大于150Pa。当然内部压力大小与气膜建筑的尺寸大小也有很大的关系。也与气膜建筑的漏气量有关。

4.1.2 基础

气膜建筑的另一个优点,就是与其他建筑形式相比其所需基础非常的小。也就是说其基础的建设成本远低于传统建筑。在气膜建筑内部,处于微正压状态。基础包括两部分锚固基础和压载物。
锚固基础,是钢筋水泥结构浇筑的圈梁结构,另一部分是浇注于其中的螺栓,数量依气膜建筑的尺寸来定。
角钢或拉环将膜材固定在锚接梁上。水袋或是沙袋或其他物质也可代替水泥结构而成为压仓物作为配重使用。
只是使用起来有一些缺点。比如,漏气量会比水泥结构的大很多,对能源的浪费较大。只能用于临时的建筑。
4.2 通风
通风系统给气膜建筑内部提供可接受的室内空气质量和防止危害健康或造成其他污染。然而,对气膜建筑来说,通风系统不仅解决室内环境问题。在气膜建筑内部通风系统还用于冬季供暖和夏天制冷。更重要的是,通风系统是气膜建筑稳定性的重要保证。气膜结构外壳是基于内外压力差才实现的,特制的风机向气膜建筑内部充气是维持内外压力差的主要工具。

4.2.1 加热系统

加热线圈或是火焰加热是非常常用的几种供暖方式。因为电价贵的原因,电加热供暖方式用的非常少。市政热水或天燃气,或乙醇供暖形式比较容易实现。也不会发生膜材热融的危险。使用市政热水供暖,水温需要一定的温度系数,热交换要求和流速。
由于膜材的耐温范围为-30+70度,因而如通风口采用膜材包裹时,其出水或出气温度应该低于60度。否则膜材有可能发生变形或焊缝开裂现象。
加热装置,建议使用热效率高的集成加热单元。这套装置是由冷凝不锈钢锅炉结合预混气体燃烧器。这种做法可以理解为:“气体燃烧, 产生水蒸气。传统的加热器热量会通过烟囱散失一部分。而集成锅炉废气热量也被利用,转化为热能,使热率最大化。混合空气和燃气燃烧器在特殊气密室混合,确保了最大的天然气效率。燃烧器充分调节、通过敏感探头控制出口空气温度。单位运行40%的工作时间,保持在40°恒定的出口温度,应用低分层技术,实现最终要求。整体能源蓄热与加热装置节省45 - 50%的热能。“/ 10 /
设备与风机连接,将热空气直接吹进气膜建筑内部。特殊的风柜是用来防止热空气内分布不均匀,并提供再流通和空气循环功能。

4.2.2 空气再循环系统

进行空气循环的空气量占总空气量的80%,也就意味着保持循环系统的高效非常重要。风机的主要作用就是保证空气的循环和保持气膜建筑的压力。
选择适用的风机对气膜结构建筑来说非常重要,需要着重考虑两方面的因素。风机效率是首先要考虑的。风机有可能需要每天24小时运行。因此,其能量消耗会非常的大。所以风机效率对于能源节省非常重要。一台高效风机有可能一年节省80MWH。(Mwh是兆(106)瓦时的意思,指的是耗电量。KWh则是千瓦时的缩写,也就是我们平常说的1千瓦时就是一度电。如果一度电一元钱,一年节省80000元)。
第二个考虑因素是风机的噪音。通常,噪声小的风机能效高。一般风机的循环风压不能超过600-700Pa。风速流量应该在5.5-11m

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享