王一维 高艳菊
清华大学建筑设计研究院有限公司， 北京 100084
摘 要：本文以寒冷地区张家口的国家跳台滑雪中心为例，基于特殊山地环境生态敏感、建筑造型复杂、无市政热力、无供暖用燃气等设计难点，提出了特定采暖时段下滑雪中心的多种采暖形式，并达到了降低建筑能耗的目的，为高山滑雪馆工程的供暖设计提供实例参考。
关键词：滑雪中心；供暖形式；设计分析
1 工程概况
（1）工程名称：张家口奥林匹克体育公园国家跳台滑雪中心。（2）建设地点：位于河北省张家口市崇礼区古杨树区域，张家口奥林匹克体育公园西部，距离南部的公园入口距离约700米。（3）建筑面积：总建筑面积25484.64㎡，其中顶峰俱乐部11620.5㎡，滑道区936.8㎡，看台区12927.34㎡。（4）建筑组成：跳台滑雪中心由顶峰俱乐部、看台区组成。顶峰俱乐部由运动员出发大厅、贵宾接待厅、顶层展厅、相应设备及附属功能用房等组成。看台区由室外活动看台、室外固定看台、室内场馆管理竞赛办公、转播服务办公、仪式办公、奥运大家庭、安保中心及办公、兴奋剂检测中心、医疗中心、运动员训练室、贵宾接待室、器械储藏室、相应设备及附属用房等组成。(5）防火类别：顶峰俱乐部属于一类高层建筑，耐火等级为一级；滑道区为室外构筑物；看台区为多层体育场建筑，耐火等级为二级。（6）建筑层数和高度：1）顶峰俱乐部主要使用楼层分5个标高层。自北侧底部广场至顶部会议厅层为5层，高度49.0m；自西侧平台入口广场至顶部会议厅层为上部2层下部3层，上部高度27.5m；西侧平台下方架空层有辅助出入口直达贵宾接待大厅，自此标高至顶部会议厅层为上部3层下部2层，上部高度38.3m。2）南侧看台建筑层数为三层，其中一层有夹层，建筑高度为21.06m，北侧看台建筑层数为三层，其中一层和二层有夹层，建筑高度为19.10m，赛时看台最高点标高19.91m。
2 室内外设计参数
2.1 室外设计参数
2.1.1 冬季采暖计算干球温度
A、张家口市气象局2018年3月30日提供古杨树赛区气象资料如下：
B、古杨树赛区2017年11月6日至2018年2月12日逐时测量气温数据，比赛时间段19点至23点最低温度-28.5℃。注：2022年冬奥会比赛时间2月4到20日，2月4日为立春节气，六九第一天。综合A、B两项数据及冬奥会比赛时间，取采暖计算干球温度-27℃。
2.1.2 夏季空调计算干球温度
崇礼气象局提供数据：古杨树赛区干球温度25℃左右，除人员密集场所外不需要空调。
2.2 室内设计参数
3 供暖系统
3.1 供暖热负荷
当室外计算温度为-27℃时，顶峰俱乐部热负荷为676.17kW，热指标为102W/㎡；看台区热负荷为600kW,热指标为77W/㎡。当室外计算温度为-20℃时，顶峰俱乐部热负荷为564.42kW，热指标为85W/㎡；看台区热负荷为497.72kW,热指标为63W/㎡。
3.2 供暖热源
3.2.1 气候条件、能源现状
比赛场室外气温低，时有低于-20℃的天气；热源现状：无市政热力、无供暖用燃气；能源政策：鼓励采用可再生能源（寒冷地区地源热泵冬夏严重不平衡，不适合；适合用空气源热泵）；电力供应：电力供应充足、张家口市政府鼓励用电供暖。
3.2.2 空气源热泵使用条件
室外温度高于-20℃，空气源热泵供暖时主流品牌设备启动和运行正常、性能系数对节能有利、室外机与热负荷匹配在合理范围内，采用空气源热泵供暖比较合理；室外温度低于-20℃，空气源热泵供暖时主流品牌设备性能系数对节能没有太大优势、室外机与热负荷匹配不在合理范围内，不适合采用空气源热泵供暖。空气源热泵采用多联式空调（热泵）机组（采用直接蒸发式，冷剂作热媒，无冻结危险）。
3.2.3 供暖、加湿热源
室外温度高于-20℃，采用多联式空调机组作为热风供暖热源；室外温度低于-20℃，采用加热电缆作为地面辐射供暖热源，多联机停运。电散热器作为永久建筑的新风机房和卫生间、临时建筑供暖热源。电加热器作为新风热源，电热蒸汽作为加湿热源。
3.3 供暖形式
供暖非尖峰时段采用多联式空调（热泵）机组加新风(＞-20℃)；供暖尖峰时段采用加热电缆地面辐射供暖加新风(≤-20℃)。
3.4 多联式空调（热泵）机组热风供暖
永久建筑房间（变配电室、新风机房、卫生间除外）采用多联式空调（热泵）机组在供暖非尖峰时段热风供暖；临时建筑不设多联式空调（热泵）机组热风供暖。
3.5 加热电缆地面辐射供暖
永久建筑房间（变配电室、消防安防控制室、弱电机房、通讯机房、新风机房、卫生间除外）设加热电缆地面辐射供暖尖峰时段供暖。
3.6 电散热器供暖
永久建筑的消防安防控制室、弱电机房、通讯机房、新风机房、卫生间及有水房间和临时建筑供暖采用电散热器。临时建筑预留电散热器电气条件。
4 空调系统
4.1 空调冷源
根据气候条件、能源政策、能源条件等综合考虑，空调冷源与供暖热源共用多联式空调（热泵）机组，冬季供暖、夏季空调（需要时开启）。
4.2 空调方式
永久建筑房间（变配电室、新风机房、卫生间以及看台区除外）采用多联式空调（热泵）机组加新风；永久建筑房间的变配电室、新风机房、卫生间及临时建筑不设空调，有必要设空调的临时建筑房间以及弱电机房预留分体空调条件。
5 新风系统
永久建筑（变配电室、新风机房、卫生间除外）设新风，新风机房分层数设置，新风机设排风余热回收。室外气温低导致余热回收引起新风结露结冰时先预热新风到-10℃，余热回收后再加热。冬季新风预热、加热采用电能，其余季节不作冷却处理。赛会期间采用电热蒸汽加湿器加湿，并设专用的软水系统。新风系统的电加热器与送风机联锁，并设无风断电、超温断电保护装置。
结束语：
(1）从技术经济两方面综合分析，选用室外温度-20℃作为采暖尖峰时刻，划分采暖形式。室外温度高于-20℃，为供暖非尖峰时段，采用多联式空调（热泵）机组加新风的采暖形式；室外温度低于-20℃，为供暖尖峰时段，采用加热电缆地面辐射供暖加新风的采暖形式。（2）为降低建筑能耗，达到节能减排的目的，多联式空调（热泵）机组同时作为空调冷源与采暖热源。
参考文献：
[1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2] 《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.
[3] 《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)(2018年版)[S].北京:中国计划出版社,2018.
[4] 《多联式空调系统工程技术规程》JGJ174-2010 [S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[5] 《北京2022年冬奥会和冬残奥会场馆与基础设施可持续性指南》.