体育馆比赛大厅非等温工况气流组织实测研究

Full-scale measurement and study of non-isothermal air flow pattern in a gymnasium

席座位处风速实测值，最高1.2 m/s，最低0.5 m/s，。可以看出：观众席风速普遍高于比赛场地，平均风速为0.79 m/s，但对于观众席来说，特别是考虑到因观众看激烈比赛而情绪高涨时，这种风速是完全可以接受的。

图9 观众席风速

观众席风速最大点出现在第2，3号测点，风速分别达到了1.2m/s和1.13 m/s。由图2可知，这两点位于南看台前排，基本上处于比赛场地射流送风区域和观众席旋流风口上送区域的交界处，其气流流形较为复杂，因而风速偏高的可能性较大。

在实际有观众观看比赛的情况下，会产生相当大的人员发热量，在大空间建筑中，热空气上升会造成上下温度判别增大、上部温度升高；在体育馆建筑中，则会产生后排观众席温度高于前排的情况，使得后排观众席热环境较差。设计者为了抵消这种温度梯度带来的负面结果，按照相反的梯度进行观众席设计温度的取值，后排设计温度稍低而前排稍高，以此改善后排观众的热舒适环境。

在本次测试中，还对南侧看台前后排观众席平均温度的温度梯度进行了比较。由于测试是在空场的情况下进行的，看台上的负荷同有人员是热产生的部分。结果显示，从第二排观众席座位处至最后一排（第18排），其温度值依次减小，温度差为1.15℃，垂直温度梯度达到-0.18℃/m(如图10所示)。对观众席采用不同的设计温度参数，这是一个非常有意义的尝试，值得在体育馆空调设计中参考。

图10 南看台观众席平均温度

4．2 非工作区

4．2．1 比赛场地上空

对比赛场地上空平均温度的温度梯度的比较见图11。由图11可知，其温度梯度随高度的增加呈增大的趋势。距地8～12m内的垂直温度梯度为0.04℃/m，而距地14～16m内的垂直温度梯度达到0.62℃/m。由测得的场地距地2m处的平均温度25.1℃，可以计算出比赛场地内总的垂直温度梯度为0.20℃/m，由于测试条件与实际较为接近，因而这是一个基本上能够代表实际情况的数值。

图11 比赛场地上空平均温度

4．2．2 观众席上空

南侧看台观众席上空平均温度的温度梯度如图12，13所示。由于现场条件所限，只对测点1，2，3，4，5进行了垂直温度梯度的测量（见图12），其中测点1至4位于观众席前部，比垂直温度梯度特点比较接近于比赛场地上空的情况。

图12 观众席上空侧点1～4平均温度

图13 观众席上空侧点5平均温度

图13为测点5的温度垂直分布情况，可以看出，其垂直温度上升趋势并不明显，且其温度梯度也较小，为0.13℃/m。由于观众席采用风口上送风形式，风口位于标高12m处，明显看出，11m处测点温度值最低，为25.2℃。采用上送风形式破坏了这种温度梯度的形成，在风口位置与观众席较近的情况下，其空调效果是比较好的。

5 结论

本馆采用观众席与比赛场地分区进行空调的形式，比赛场地采用喷口侧送（在进行乒乓球等小球比赛时切换至旋流风口侧送），观众席为旋流风口加散流器上送，回风为场地四周及观众席集中回风。从测试结果来看，所有区域的温度是比较令人满意的。场地内温度均匀一致，但风速偏高。

本次测试中有关比赛场地的情况与实际比赛情况比较一致，测试数据基本上能够反映在同等工况下的气流特性。在体育馆类大空间建筑中，其垂直温度梯度随高度的增加而呈增在的趋势，在距场地地面16m以下的空间内，比赛场地内的平均垂直温度梯度为0.20℃/m。

本馆采用分区空调的方式，可以灵活地满足比赛场地和观众席的不同需要。

在观众席采用上送风方式，对观众席前后排分别使用没的送风参数，使后排观众席的设计温度比前排稍低。这种设计方法，可以抵消一部分因热空气上升使后排观众席温度升高的不利影响。设计温度的垂直梯度-0.18℃/m可以作为参考，其效果的大小还有待于在有观众的情况下做进一步的实测研究，但其设计思想无疑值得今后在同类空调设计中借鉴。在东侧看台上部观众席实测温度较高，热环境较差。这是因为该区与比赛场地合并在一起进行空调，使得该区域形成气流组织死角，得热较难排除。这种气流组织死角通常热湿环境较差，是在设计中需要避免出现的。

需要指出的是，该馆在进行小球比赛时，将喷口送风切换为旋流风口送风，以满足比赛对风速的严格要求。而这种小风速情况下温度场及速度场分布，对今后的设计与研究工作将更有参考意义。但由于现场运行的条件所限，尚未进行旋流风口送风工况下的测试，这项工作还有待于今后进行。

参考文献

1 曹越，体育馆空调制冷设计中的一些问题，暖通空调，1991，21（5）。