1.1 选题背景
根据对平原县中学的实地调研，在每年的 5-7 月和 10-12 月份，由于教室内没有空调，教室内部的通风状况较差且闷热，教室内部的舒适度满足不了学生的需要，在高中教学楼中人员密集程度高，学生在通风不良的教室内，由于缺乏良好的室内通风，教室内空气中污染物的浓度升高，对学生的健康产生不利影响，其次，由于教室内人员密度大，导致室内的空气湿度和二氧化碳的浓度含量偏高，在这样的教室内，学习精力合效率难以集中和保证，对学生的学习产生不利影响。此外，学生在课下的室外活动较多，主要集中在教学楼室外庭院、走廊、操场、底层架空空间等场所。因此，良好的室内外风环境，对师生室外活动是非常有利的。
1.2 课题目的及意义
本题的主要研究目的在于，在以设计为手段，达到改善校园场地的室外风环境以及单体教学楼室内风环境，研究在校园的规划设计时，通过采用设计手段，改善教学楼室内外的通风，为师生创造一个更加健康、舒适的室内外环境，进而达到节约能源的目的。平原县位于寒冷地区，具有夏天热，冬天冷的特点。同时由于校园建设经济成本的制约，校园内的建筑普遍缺乏空调设施，教学楼的通风设计不足，再加上学校的人员密度大，学生多，创造良好的教室室内风环境显得更为重要。良好的室内风环境不仅可以带走室内多余的尘埃和污染物，降低二氧化碳的浓度，同时也可以为学生提供充足的室内新风，满足室内的新风需求，保证学生高效的学习效率。室内通风还可以带走室内对于的热量和水分，改善室内的舒适度，为师生提供健康的室内环境。因此，在设计的初期阶段就应该注重场地的通风设计，通过采用设计策略和手法，尽可能的利用自然通风，既可以起到改善室内舒适度的作用，也可以实现建筑节约能源的目的。
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第二章通风设计的理论方法综述
2.1 通风模式的综述
根据风的形成原理，在建筑设计中预留风道，风吹过风道时，在通道中形成负压区，为周边空气的运动提供动力，管式建筑基于这个方式来营造良好的室内风环境的。在建筑中预留风道时，首先要明确通风方向，其次在某个方向上设计封闭空间，剩余的方向做开敞设计，这种组织通风的方法适用于大进深的建筑空间中（如中庭和天井）。建筑内的空气与周围环境的热交换不同，导致不同部位的空气存在温度差，形成了空气的流动，也就形成了风，这也就是常说的热压通风。热压通风受进出风口的高度差和室内外的温度差值的影响。在现实的的建筑通风中，往往是风压和热压综合作用的结果，两者是相互作用、相互影响的，只是提供的动力有强弱之分。对于进深小的建筑，风压作用更明显，对于进深较大的建筑则热压的作用更加明显。由于受到室外天气、建筑造型以及建筑周边场地的影响，风压和热压的共同作用是比较复杂的，不是简单的1+1 的关系。但利用两者进行通风时需要注意，避免两者的相互起反作用，降低通风的效果。
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2.2 自然通风的被动节能设计策略
自然通风的被动节能策略有两层含义：一是通过合理科学的建筑设计，合理的建筑布局、门窗洞口的位置以及建筑构件的设计等，最大限度的利用风压或者热压进行建筑的自然通风；二是通过采用被动式设计手法对空气进行预处理，然后实现营造建筑室内舒适度的目的。如利用水体蒸发吸热、土壤恒温、空气吸热升温的特点来改善室内舒适度。这种节能设计策略可以起到减少空调依赖和改善部分地区教室供冷不足的现状。自然通风的被动节能策略主要是强调对清洁能源的利用和建筑自身的重视，在通风时改善室内空气品质，同时也可以改善室内的热环境。诱导型自然通风依据通风动力来源的不同分为风压和热压诱导通风两种。相同情况下，风压诱导通风在通风有效性上要好，但其受室外天气的影响较大，通风效果难以控制，需要辅助热压通风。利用风压诱导通风最简单直接的方式就是穿堂风的设计，而对于进深较大的建筑则需要结合内部横向贯穿体来获得穿堂风。根据文丘里效应，当气流的通道变窄时，流经其中的气流会产生加速，气体的压力变小，形成负压区，促进风的流动。利用这一原理，在设计建筑的内部腔体时，可以采用变截面的方式来加强通风，济南交通学院图书馆中庭的设计就是借鉴这一原理设计的。当建筑内的房间采用单侧通风时，房间内设置两个窗户及以上，只要窗户之间存在一定的距离，就比较容易获得风压，促进房间的通风。当建筑内的房间设置单个窗口时，采用平开窗或者结合导风板的设计可以促进房间的自然通风。热压诱导通风是利用不同部位的空气间存在压差，在建筑一定位置设置开口，开口处与建筑内的空气存在温差，从而实现建筑内的通风。高大的空间或者竖向的腔体是高度差，形成烟囱效应促进建筑的通风，而通过加热排风口出的空气温度，利用两者之间的温度差，也可以促进建筑的通风。
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第三章山东平原县第七中学绿色教学楼项目背景
3.1 研究对象的限定.........15
3.2 山东平原县通风潜力与气候设计策略分析..........15
3.2.1 山东平原县地理、气候环境........15
3.2.2 山东平原县自然通风潜力分析....16
3.2.3 山东平原县气候设计策略分析....17
3.3 山东平原县第七中学的项目概况........17
3.3.3 山东平原县第七中学绿色教学楼设计方案介绍............19
3.4 平原县其他中学现状调研与分析........21
3.4.1.校园整体规划布局分析.......21
3.4.2.教学楼单体分析..........21
3.4.3.教学楼绿色技术分析...........22
3.5 拟解决关键技术问题..........23
3.6 本章小结............23
第四章平原县第七中学场地风环境设计研究
4.1 平原县第七中学场地风环境设计与优化策略......25
4.2 平原县第七中学场地夏季风环境设计与优化......26
4.3 平原县第七中学场地冬季风环境设计优化..........32
4.4 本章小结............35
第五章平原第七中学绿色教学楼通风技术设计研究
5.1 平原县第七中学绿色教学楼通风设计与改造
良好的室内舒适度是多种因素的综合作用，其中室内风速是影响室内舒适度的重要因素之一。在大量实验的基础上，丹麦学者 FANGE 教授于上世纪的 60年代提出了室内热舒适度的评判指标 PMV-PPD，同时被国际标准化组织（ISO）认证为国际标准，根据评判指标 PMV-PPD，室内的热舒适度主要指标包括辐射温度、温度、相对湿度、气流速度、人体新陈代谢以及衣服热阻等。针对不同的指标，国际化标准组织给出了不同的舒适范围，对于室内风速的舒适度范围为0m/s-1.0m/s。但此数值所包含的范围太大，针对这个情况，研究人员通过大量的实验表明，随着温度的增加，人体感知风速的最低值不断增大，在 15-18℃的范围时，最低值为 0.2m/s，30℃时，最低值为 0.6m/s。室内理想风速是在 1m/s 以下，当室内风速大于 1.5m/s 时，气流会把纸张吹起，进而影响室内的工作，这种情况下就需要对室内的风速进行一定的控制。不同风速对人体作业的影响见表5.1。所以在教学楼的通风设计中尽可能让室内的风速处在舒适范围内。
结论
本文以山东平原县第七中学绿色教学楼的通风技术研究为研究对象，通过对优秀校园通风技术应用的分析，总结出当前学校建筑通风的现状和特点。针对通风问题进行理论分析，并通过对几个校园通风技术案例的进行细致的分析，根据实地调查和理论调研分析找到现阶段在教学楼在通风方面存在的不足之处，并针对所提出的问题提出改进措施，同时结合模拟软件进行验证，为以后山东地区教学楼的设计提供一定的借鉴，对以后校园建筑中通风技术的研究起到一定的推动作用。通过本文的研究探索形成了在高中校园建筑的通风设计中形成了以下的初步流程：
1.在进行方案设计之前，首先要对方案所在地的气候环境进行分析研究，找出适合该区域的气候设计策略，初步拟定方案中可能用到的被动式通风设计策略，即风压、热压的选择及相应的措施。
2.在了解建筑所在地的气候环境之后，对场地进行规划设计，尽可能的让建筑在夏季朝向迎风面开口，冬季避免冷风的不利影响。在校园中学建筑中，采用行列式的布局方式时，为了改善场地的整体风环境，可以考虑将位于校园迎风向的建筑底层进行架空设计，架空的高度可以结合建筑的面积、使用人群和规范要求来确定。架空的位置首先要设于有围合或三面围合的庭院（开口处非朝向迎风面）远离迎风面的位置。同时结合场地的植物配置，在冬季迎风向设置常绿的针叶林以及植物的高低搭配，冬季起到降低风速和阻挡寒风的作用。最终方案的确定则可以考虑结合模拟软件辅助的方式确定。确保场地风环境处于理想的室外范围内。
3.在完成场地的整体风环境设计后，对场地内的单体建筑通风设计，尽量采用自然通风的方式来实现，当自然通风无法实现时，在结合辅助措施来实现室内通风。明确建筑前后立面的风压差值，根据风压差值确定建筑的通风策略。在单廊式的教学楼设计中，采用北侧封闭走廊，窗户选用平开窗，当窗户底部设置不可开启窗扇时，可以考虑结合外侧通风百叶内侧采用推拉窗的形式，促进室内的通风。当室外风压不足以满足室内的通风要求时，需要结合采用辅助措施来促进室内的通风，辅助排风措施可以选用太阳能烟囱、双层玻璃幕墙、特朗勃墙体三种模式，辅助措施的选定需要综合考虑建筑造型、立面效果、经济投入等因素，具体设计尺寸则需要考虑建筑室内的换气次数、新风量、室内空气龄等多种因素经过计算或计算机辅助模拟来确定。建筑室内的送风方式可以选用置换式通风的方式，送风口和排风口的面积也是需根据具体的室内新风量要求经计算确定；建筑的
