室內(nèi)人工冰場(chǎng)的使用要求及設(shè)計(jì)條件

一、概述

人工冰場(chǎng)出現(xiàn)于1878年。上世紀(jì)60年代末北京建成我國(guó)第一座人工冰場(chǎng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和2008年北京奧運(yùn)會(huì)到來(lái)，人工冰場(chǎng)將得大的發(fā)展。

二、人工冰場(chǎng)的使用要求及設(shè)計(jì)條件

⒈冰場(chǎng)尺寸

比賽用人工冰場(chǎng)的尺寸和面積由體育競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)確定。娛樂(lè)性冰場(chǎng)的尺寸可任意確定。

	冰球場(chǎng)	速滑場(chǎng)	溜石冰場(chǎng)	娛樂(lè)性冰場(chǎng)
冰場(chǎng)尺寸	30×60	70×182	4.24×41.82	任意
冰場(chǎng)面積	1830	5599	177.32	任意

⒉冰面溫度

表1-1是不同冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目冰面溫度的推薦值。

運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目	冰球	花樣滑冰	大眾滑冰	速滑	溜石
冰面溫度(℃)	-3 ~ -5	-3	-2	-2 ~ -3	-2

⒊冰面風(fēng)速

冰面風(fēng)速直接影響冰場(chǎng)負(fù)荷大小。表8-1-2給出了不同冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目冰面風(fēng)速的推薦值，可供參考。

運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目	冰球	速度滑冰	花樣滑冰	娛樂(lè)性
風(fēng)速(m/s)	1.0	1.5	0.7	1.0

⒋冰層厚度

比賽、訓(xùn)練性冰場(chǎng)，冰面厚度一般取30~40mm。娛樂(lè)性冰場(chǎng)冰面厚度一般取50mm。間接供冷的人工冰場(chǎng)，冰層最好不超過(guò)40mm。

⒌娛樂(lè)性的冰場(chǎng)的滑冰人數(shù)

一般按每個(gè)滑冰者占1.5~2.8m冰面來(lái)估計(jì)人數(shù)。進(jìn)行花樣滑冰時(shí)，每個(gè)滑冰者將需要直徑為4.9m的場(chǎng)地。

⒍室內(nèi)冰場(chǎng)館內(nèi)溫度

一般夏季室內(nèi)溫度取24~28℃，相對(duì)濕度不宜過(guò)高。冬季一般取16℃。

⒎載冷劑供回水溫差

載冷劑供、回水溫度可取為-10℃和-9℃，在負(fù)荷增加時(shí)，可取為-13℃和

-11℃。載冷劑供回水溫差控制在1~2℃為宜。

室內(nèi)人工冰場(chǎng)負(fù)荷計(jì)算

人工冰場(chǎng)負(fù)荷分為初凍負(fù)荷和維持負(fù)荷。一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)確定。負(fù)荷計(jì)算方法有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法、圖表法、分項(xiàng)計(jì)算法等。

一、工冰場(chǎng)負(fù)荷概算指標(biāo)

⒈ASHRAE指標(biāo)?？蓞⒖紩?shū)上的表2-1。

⒉室外冰場(chǎng)負(fù)荷指標(biāo)。列在書(shū)上的表2-2中。

⒊國(guó)內(nèi)外已建冰場(chǎng)指標(biāo)。列于書(shū)上的表2-5中。

重慶XX真冰滑冰場(chǎng)的冰場(chǎng)面積376m²，維持負(fù)荷207.3KW，單位面積維持負(fù)荷551.3W/m²。初凍負(fù)荷約為340KW，單位面積初凍負(fù)荷約為900W/m²。

二、圖表法

三、分項(xiàng)計(jì)算

⒈對(duì)流放熱負(fù)荷qc

q_c=α_c(t_a- t_i ) (w/m²) (2-1)

式中：

t_a —空氣溫度，℃，室外冰場(chǎng)，安全點(diǎn)可取冰場(chǎng)使用期間最高月的平均干球溫度；

t_i —冰面溫度，℃

α_c—冰面與空氣間的對(duì)流換熱系數(shù)，它與風(fēng)速有關(guān)，可按書(shū)上的表2-4的推薦值查取，或按下式計(jì)算：

α_c=2.583v 0.871 (W/ m.℃) (2-2)

式中：v —風(fēng)速， （m/s）

室內(nèi)人工冰場(chǎng)的場(chǎng)地構(gòu)造及場(chǎng)地排管

一、場(chǎng)地構(gòu)造

場(chǎng)地構(gòu)造應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

⒈能承受冰面的負(fù)載；

⒉能解決場(chǎng)地由于溫度變化所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力；

⒊盡量減少冷損失；

⒋場(chǎng)地要有良好的排水；

⒌滿(mǎn)足場(chǎng)地的使用要求。

基層部分構(gòu)造分別具有防水、滑動(dòng)、保溫和導(dǎo)水的功能。面層的功能是滿(mǎn)足場(chǎng)地使用要求。

⒈鋼筋混凝土面層。見(jiàn)上圖。

⒉充砂面層。見(jiàn)中圖。

⒊裸管面層。見(jiàn)下圖。

⒋重慶XX真冰滑冰場(chǎng)場(chǎng)地構(gòu)造作法。見(jiàn)圖。

場(chǎng)地構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下述幾個(gè)問(wèn)題：

⒈面層厚度混凝土面層推薦厚度為140~150mm，管頂混凝土厚度為20~40mm；

　砂質(zhì)面層，推薦厚度為32~45mm，管頂砂厚為0~25mm。

⒉砂質(zhì)面層的砂子應(yīng)采用不含垃圾或者粘土的優(yōu)質(zhì)河砂。

⒊滑動(dòng)層

　滑動(dòng)層的作用是當(dāng)面層熱膨脹冷收縮時(shí)，相對(duì)于基層中的保溫層能有一個(gè)微小的滑動(dòng)，以避免損壞隔汽防潮層和保溫層。

　常用的兩種做法是采用干砂層或滑動(dòng)塊。

⒋保溫層的合理厚度

　加氣混凝土 580mm

　軟 木 200mm 聚苯乙烯泡沫塑料 80mm

　聚氨脂泡沫塑料 150mm 水泥珍珠巖 320mm

　瀝青珍珠巖 160mm

⒌場(chǎng)地防凍脹問(wèn)題

　措施：①場(chǎng)地加熱。②架空式場(chǎng)地。

二、場(chǎng)地排管

⒈場(chǎng)地排管的布置方式

⑴排管沿冰場(chǎng)長(zhǎng)度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管同側(cè)布置。

⑵排管沿冰場(chǎng)長(zhǎng)度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管異側(cè)布置。

⑶排管沿冰場(chǎng)長(zhǎng)度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管中間布置。

⑷排管沿冰場(chǎng)寬度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管布置在同側(cè)。

⑸排管沿冰場(chǎng)寬度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管布置在異側(cè)。

⒉排管的管徑與管中心距

⑴美國(guó)ASHRAE手冊(cè)[11]建議：小冰場(chǎng)，DN20；大冰場(chǎng)，DN25，間距88.9mm(或DN32，間距≯101.6mm)

⑵日本冰場(chǎng)排管管徑與間距見(jiàn)表3-2。

⑶原蘇聯(lián)建議：管徑25~57mm，間距90~110mm。

⑷英國(guó)建議：直接供冷，管徑13mm，間距300mm；間接供冷，鋼管徑30mm，間距100mm；塑料管徑26~28mm，間距70~100mm。

⑸國(guó)內(nèi)已建冰場(chǎng)排管管徑與間距見(jiàn)表3-3。

⑹哈建大的場(chǎng)地排管最佳間距研究成果見(jiàn)表3-4。

場(chǎng)地排管采用外徑為的無(wú)縫鋼管占多數(shù)，且間接供冷的排管中心間距小于直接供冷。重慶XX真冰滑冰場(chǎng)的排管為φ38X3，管間距為85mm。

⒊場(chǎng)地排管支座。φ38X3的管材配2m間距的支架比較合適。

⒋場(chǎng)地排管的伸縮問(wèn)題。特別是供、回液管異側(cè)布置，應(yīng)十分注意這一點(diǎn)。

⒌其它注意問(wèn)題。

⑴冰球場(chǎng)界墻處應(yīng)適當(dāng)布置排管。

⑵對(duì)于間接供冷的場(chǎng)地排管，載冷劑流動(dòng)阻力損失應(yīng)控制在41.3~55.2kPa（4.1~5.5mH2O）。載冷劑的流速推薦為0.61~0.91m/s，載冷劑溫差為1~2℃。

（m）(4-1)

式中：

v1、v2—載冷劑溶液膨脹（溫度升高）前后的比容m/kg。乙二醇水溶液的密度可查《冷熱源工程》教材的表2.7，給出了不同濃度的乙二醇水溶液在不同溫度時(shí)的密度，

即比容的倒數(shù)。

MW—閉式系統(tǒng)中載冷劑溶液的容量，kg?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)系統(tǒng)各部位的容量計(jì)算求得，其中低溫鹽水機(jī)組蒸發(fā)器內(nèi)的容量可向生產(chǎn)廠(chǎng)家咨詢(xún)。

⒋制冷劑泵。使用齒輪泵和屏蔽泵。

5.低溫鹽水機(jī)組

一、低溫螺桿式乙醇/鹽水機(jī)組

二、使用條件

⒈冷卻水進(jìn)水溫度：20~32℃；

⒉載冷劑溶液出口溫度：

氯化鈉水溶液適用于0~-15℃；

氯化鈣水溶液適用于0~-35℃；

乙醇，乙二醇水溶液適用于0~-20℃。

⒊載冷劑溶液濃度：

應(yīng)按其凝固點(diǎn)溫度比所要求載冷劑溶液的出口溫度低7~10℃來(lái)確定。

三、型號(hào)、技術(shù)參數(shù)及性能的曲線(xiàn)圖。

四、載冷劑溶液流程

室內(nèi)人工冰場(chǎng)的空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

一、室內(nèi)滑冰場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮解決的特殊問(wèn)題

⒈夏季室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)干球溫度和相對(duì)濕度要適中。

⒉空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)能避免屋頂或頂棚的內(nèi)表面產(chǎn)生凝結(jié)水。

⒊當(dāng)滑冰場(chǎng)兼作其它球類(lèi)比賽時(shí)或訓(xùn)練時(shí)，室內(nèi)滑冰場(chǎng)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及氣流組織等也應(yīng)能滿(mǎn)足其它功能使用的要求。

⒋應(yīng)充分利用室內(nèi)冰場(chǎng)散發(fā)的冷量。

二、空氣調(diào)節(jié)專(zhuān)業(yè)對(duì)土建設(shè)計(jì)的要求

⒈在土建構(gòu)造方面必須具有良好的保溫隔熱措施。

⒉圍護(hù)結(jié)構(gòu)要選擇保溫性能好，吸水率低的保溫材料，而且要注意隔氣層的設(shè)置層次。

⒊從節(jié)能和防止結(jié)露考慮，墻面上的窗戶(hù)應(yīng)采用鋁合金雙層充氣玻璃窗。

三、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的特殊措施

⒈防止屋頂或頂棚結(jié)露

常用的技術(shù)措施：

⑴頂棚的吊頂采用鋁金屬薄板。

⑵提高頂棚或屋頂內(nèi)表面溫度。

⑶室內(nèi)設(shè)置除濕裝置或空調(diào)系統(tǒng)。

⒉消除冰面霧氣

采用以下技術(shù)措施消除冰面霧氣。

首都體育館冰場(chǎng)上的溫度梯度

冰面以上高度（m）	0	0.5	1.8	3.0
空氣溫度（℃）	-4	10	18	22

⑴減少室內(nèi)的濕源。

⑵向冰面送風(fēng)。

⑶室內(nèi)冰場(chǎng)加裝除濕機(jī)或另設(shè)空氣調(diào)節(jié)機(jī)組（帶制冷機(jī)的獨(dú)立式空調(diào)機(jī)組），進(jìn)行除濕，降低室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。

⒊重慶XX真冰滑冰場(chǎng)空調(diào)簡(jiǎn)介

空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為：夏季：26±2℃,冬季10~16℃，濕度盡可能低，過(guò)渡季節(jié)溫度不要求。

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