1、校园绿色建筑的通风关键技术研究天津大学新校区第一教学楼 刘维 王如愿 天津锐创环保工程有限公司 乐金电子(中国)有限公司 摘 要： 作为天津市第一个绿色示范校园的三星级教学楼建筑, 天津大学新校区第一教学楼在建筑节能、绿色技术应用上进行了积极的探索与尝试。文章以室内自然通风流场不均匀度和换气次数为指标对建筑布局进行了优化设计, 为天津市其他校园建设项目的绿色自然通风技术应用提供参考。关键词： 绿色建筑; 自然通风; 绿色技术; 根据 2013 年全国教育事业发展统计公报, 截止 2013 年底, 全国在校学生计2.5 亿多, 教职工近 1413 万人, 校舍建筑面积总量达 25.5 亿 m,
2、随着绿色建筑的蓬勃发展, 绿色校园的建设也逐渐受到各界关注。天津大学积极推进绿色节能工作开展, 在新校区建设中融入绿色建筑理念, 并将第一教学楼打造成为天津市首个绿色大学建筑。该教学楼在建筑设计过程中, 采用被动技术优先, 主动技术做补充的原则, 因地制宜的采用绿色节能技术。文章重点对天津大学新校区第一教学楼在绿色自然通风设计过程中的关键技术进行阐述。1 基本概况天津大学新校区位于津南区海河教育园内。第一教学楼规划总用地面积 21625m, 总建筑面积 10762.1m。该建筑南北朝向, 南侧为小教室, 层高 4.5m, 共三层, 北侧为大教室, 层高 6.75m, 共二层。2 基于室内通风的
3、建筑布局优化设计项目方案设计初期拟在东西区连接处、东西区内部分别设计一个天井, 使得建筑造型比较简单, 南北两侧的教室均与室外接触, 有利于室内的自然通风 (见图 1 (a) ) 。但考虑到建筑内部设置天井不利于冬季防风保温和夏季防雨, 因此拟将东西区内部天井改为中庭, 既满足了保温防雨的要求, 又可增加室内学生的共享空间 (见图 1 (b) ) 。考虑到教室是学生学习和教师授课的场所, 教室内空气质量的优劣直接影响着学习效率, 为了使教室具有良好的自然通风效果, 方案二将在中庭上空的天窗设置可开启扇。文章对方案一和方案二的室内自然通风状况进行模拟对比, 为选择最佳的设计方案提供指导。2.1
4、室内流场分析教学楼内天井的设置对气流形成聚集作用在此形成高风速区, 使得走廊处风速过高 (平均风速达到 0.8m/s 左右) , 气流不均匀度较大, 引起行人的吹风感。而中庭的设置可以缓解走廊处气流的汇集程度, 流场不均匀度降低, 为建筑内部营造一个舒适的通风环境, 同时走廊处风速也处于舒适水平 (约 0.4m/s) 。有利于教室内热量在中间汇集, 中庭热空气密度小, 上浮形成热羽流, 由此产生稳定压差, 带动室内空气的流动, 利于室内形成稳定的自然通风, 并排出室内余热, 增加了教室的舒适性。2.2 换气次数中庭的设计增加了建筑内通风体积和通风量, 各层换气次数均在 5 次/h 以上, 大大
5、高于换气次数不低于 2 次/h 的要求, 增加了夏季和过渡季节的室内自然通风换气次数, 提升了室内空气品质, 并利于及时带走教室内热量。2.3 小结对教学楼中部设置中庭, 可以缓解走廊处气流的汇集程度, 使室内气流组织更加均匀;有利于夏季和过渡季形成烟囱效应, 排出室内余热, 保证了教室的舒适性。另外, 中庭部位热量的聚集, 有利于冬季室内保温, 减少了教室内部门窗开启带来的热量散失, 避免了教室门开启带来的冷风直射。应对雾霾天气, 增加了教室的内部使用空间, 为学生提供了室内公共活动空间。3 结束语天津大学新校区第一教学楼, 作为天津市首个三星级绿色大学建筑, 秉承以自然为本的理念, 优先采
6、用自然通风、自然采光等被动节能技术;综合考虑教室的声、光、热环境、空气质量设计, 创造舒适、高效、节能的使用空间, 满足人员使用要求。为在校学生在建筑设计理论学习中提供更多可借鉴的技术实践经验, 为绿色建筑体系在校园建筑中的推广提供示范依据。图 1 自然通风优化方案对比 下载原图参考文献12013 年全国教育事业发展统计公报EB/OL. (2014-07-04) .2017-10-04.http:/ 2李安飞.绿色建筑、低碳生态区域的规划与设计以浏阳教师进修学校及附属小学为例J.南方农机, 2017, 48 (8) :177+185. 3龚波, 教学楼风环境和自然通风教室数据模拟研究J.西南交通大学, 2005. 4天津市绿色建筑评价标准S.DB/T29-204-2010. 5天津市公共建筑节能设计标准S.DB29-153-2010.
