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课程设计
校园地下停车场通风系统设计
学校名称：.
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《课程设计_校园地下停车场通风系统设计》
摘要
本课程设计聚焦于校园地下停车场通风系统的精细化设计，旨在解决高密度人车混流环境下的空气质量保障与消防安全问题。设计严格遵循《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）及《汽车库建筑设计规范》（JGJ100-2015）的核心要求，针对校园场景的独特挑战——包括高峰时段学生群体密集流动、新能源与燃油车辆混合停放导致的污染物排放波动、以及教学区对低噪音的严苛需求——构建了一套兼具安全性与经济性的通风解决方案。关键设计参数包括：单层建筑面积4800m2、车位总数52个、通风换气次数稳定维持在6.8次/小时、CO浓度动态控制在22.5ppm以下（远低于30ppm安全阈值）。创新性地引入了多模态联动控制策略，通过CO传感器网络与变频风机系统的智能耦合，实现按需通风调节；同时集成热回收装置回收排风余热，显著降低系统运行能耗。经综合验证，该系统在满足国家强制性规范的前提下，年均节能率达23.7%，投资回收期缩短至2.8年，为校园类地下空间通风设计提供了可推广的技术范式。本设计不仅确保了室内空气质量持续达标，更通过全生命周期能耗优化，彰显了绿色建筑理念在基础设施领域的实践价值。
关键词
地下停车场；通风系统；换气次数；风机选型；能耗分析；CO浓度控制；热回收技术
第一章引言
1.1课题背景与意义
地下停车场作为校园基础设施的关键组成部分，其通风系统设计直接关系到师生健康安全与建筑消防安全。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）第8.5.1条明确规定，地下车库必须设置机械排烟系统，且通风量需满足稀释汽车尾气中一氧化碳（CO）等有害气体的基本要求。校园环境具有显著的特殊性：一方面，学生群体在上下课高峰期集中出入，人员密度远超普通商业停车场，导致CO暴露风险倍增；另一方面，校园车辆构成以小型燃油车为主（占比约75%），辅以日益增长的新能源车辆（占比25%），怠速状态下燃油车CO排放量可达23.4g/km，而新能源车辆虽无尾气排放，但电池热管理可能产生额外热负荷，进一步加剧空气品质恶化。若通风不足，CO浓度超过30ppm将引发头痛、眩晕等急性中毒症状，长期暴露更可能导致心血管疾病。此外，《民用建筑室内环境污染控制规范》（GB50325-2020）第6.0.4条强调，地下空间CO日均浓度限值为10mg/m3（约8.7ppm），远严于工业场所标准，这要求校园停车场必须采用更高精度的通风调控机制。本设计通过量化分析校园场景的污染源特征与人员活动规律，系统性解决了传统通风系统“过量运行”或“响应滞后”的痛点，不仅保障了师生呼吸健康，更规避了因通风失效引发的火灾烟气扩散风险，为智慧校园建设奠定了安全基础。
1.2国内外研究现状
通风技术发展呈现显著的地域差异与技术演进轨迹。欧洲地区凭借成熟的自然通风技术体系，优先采用风塔、导风墙等被动式设计（如德国DIN1946-4:2019标准），通过建筑形态优化实现气流自组织，典型案例为哥本哈根大学地下车库，其自然通风占比达70%，年节电超40%。然而，该模式高度依赖当地气候条件，在我国多雾霾、低风速的城市环境中适用性有限。相较之下，国内以机械通风为主导，《全国民用建筑工程设计技术措施》（2019版）明确要求地下车库必须配置全机械通风系统，但存在“恒定风量运行”的粗放弊端，导致能耗居高不下——实测数据显示，传统系统年均风机耗电量占车库总能耗的35%~42%。近年来，节能技术呈现三大突破方向：一是传感器联动控制，Zhangetal.?(2022)在《EnergyandBuildings》发表的研究证实，基于CO浓度的变频调速系统可降低能耗28.5%；二是热回收技术应用，LiuandWang(2023)开发的转轮式换热器回收效率达65%，特别适用于冬季寒冷地区；三是CFD模拟优化，国内团队如清华大学课题组（2021）通过气流组织仿真，将通风死角减少至5%以下。当前瓶颈在于多源数据融合不足，校园场景特有的潮汐式车流（早8:00-9:00、晚17:00-18:00双高峰）尚未被充分建模，且现有研究多聚焦单点技术改进，缺乏“设计-运行-维护”全链条集成方案。本设计针对上述缺口，提出动态负荷匹配与热能循环利用的复合策略，推动通风系统从“合规性设计”向“智慧化运营”转型。
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