摘 要：随着人类对自然环境造成的破坏，生态环境日趋恶化，在未来的建筑设计中，遵循“保护环境、保护生态、节约能源、节省资源，减少污染”的生态原则是必然趋势。以“绿色”和生态为宗旨的设计必将成为21世纪建筑设计者所要追求的设计目标之一。所谓“生态建筑”，是为了解决现代建筑给人类带来的环境问题和社会问题应运而生的一种可持续发展的建筑形式。

2.1    室内设计参数：

2.2     负荷计算分析

行夏季热环境控制的时间定在5月22日～7月10日。

图2-1 北大附小典型房间基础室温曲线

冬季模拟时间：与集中供暖时间相同：11月15日～3月11日。

2.3夏季运行模式的确定

就主教学楼而言，虽然有不同使用功能、不同建筑位置的房间，但经过模拟发现，所有房间的负荷变化规律是一致的。
供冷期间，房间逐时负荷从0～43W/m2之间不等，而冷负荷大于25W/m2的时间只占整个供冷时间的22％。如采用固定的控制模式，在78％的时间内都会出现严重的能源浪费。将负荷分为三个比较典型的负荷段：负荷大于25 W/m2的占22％、负荷在10W/m2～25W/m2之间的占36％、负荷小于10W/m2的占42％。与负荷相对应，风机选用三档变速风机。采用人工控制的方法，根据当日气象预报数据或实际需要，选择相匹配的档位风机送风。这样一方面对初投资影响不大，另一方面可以大幅度地减少风机能耗。

综上所述，对于主教学楼应采用变速风机＋人工控制的分阶段控制模式。

3.地道通风降温系统及诱导式通风系统：
为了充分利用土壤的蓄热（冷）能力，节省不可再生能源（人工制冷）的消耗，保护生态环境、减少空气污染，本设计力图尽可能地利用可再生的洁净自然能源（风、光、热）。由于夏季制冷能耗大于冬季供暖能耗，故为教室设计了地道通风降温及诱导式通风系统，以满足教室通风换气和降温，达到改善室内热环境及空气品质的要求，并使教室在不开窗时CO2浓度低于1.5‰，这是传统的人工制冷系统（空调器）所不能做到的。为了降低建筑物能耗，对围护结构热工设计进行优化，既建筑专业采取了隔热、保温、遮阳等节能措施。外墙的传热系数达到了0.60W/(㎡.K)。
通过对本建筑物各方面进行的模拟分析，预测本建筑物全年冬季采暖逐时热负荷和夏季空调逐时冷负荷，确定出了合理的环境控制方案；预测室内温度场和气流组织状况；利用地道降温系统全年非稳态程序，根据冷负荷曲线，预测计算地道风提供的冷量和逐时的出口风温，保证地道提供的冷量曲线高于建筑物的负荷曲线。

3.1地道通风降温系统
北大附小教学楼采用地道通风降温系统作为主冷源，根据建筑物逐时动态负荷确定地道几何尺寸，使地道通风能在供冷季提供建筑物所需冷量，维持室内良好的热环境。

3.1.1地道设计方案
根据北京地区土壤温度随深度的变化情况，4m深处土壤温度年波动幅度已经比较小（波幅3℃左右），因而上层预制混凝土埋管中心深度定为4m，使用钢筋混凝土预制管，内径1.2m，水平布置，管道间中心间距2.4m。考虑到地道建成后的维护，方便维修人员的进入，因此选用内径为1.2m的管道。
在模拟计算中，通过优化控制方案，尽量使计算地道冷源系统提供的总冷量曲线接近所有建筑物需要的冷负荷曲线，以求得满足冷量需求的最短地道长度，最大限度地降低初投资。

设计结果如下：

总计需要四根埋管，其中一根埋管供南教学楼，三根埋管供主教学楼，在主教学楼和南教学楼地下层分别设置机房，为主教学楼和南教学楼送风（如图3-1）。 埋管布置方案为上下层各布置两根埋管（如图3-2），地道长度为290米/根。

3.1.2 地道夏季运行模式
如前所述，地道降温系统使用期定为5月21日～7月10日，共51天。每天通风时间按照早9：00～晚17：00考虑。
根据建筑物所需冷负荷及新风量的要求，使用三档变转数风机控制地道内的通风量，实现分阶段控制方案。根据室外的气象参数和地道出口空气温度来确定风机的运行工况。经计算教室的最大冷负荷为200KW，系统总设计风量为89000m3/h，地道送风温度为20℃。地道降温系统选用的风机为三档变转数风机，可满足90%以上时间房间温度控制在29℃以下。

3.1.3 地道冬季运行模式
地道通风系统在冬季作为地道预热系统：一方面将室外的低温空气引入地道，使地道的温度降低以保证地道在夏季的冷却能力；另一方面通过地道预热室外新鲜空气，改善房间的空气质量。4m埋深下土壤温度在11月～2月均高于室外气温，所以在11月～2月可以通过地道通风或敞开地道口进行蓄冷以保证第二年的供冷效果不会降低。

3.1.4 机房布置
机房设于建筑物内的地下室。机房内设置风机，静压箱，消声砌体、初效过滤器等。风机作减震处理。室外空气经过埋管，经风机加压后送至静压箱，然后通过水平送风道送至送风竖井，再送至各房间。

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