校园学校设计中先进技术应用

PAGE目录1.1先进技术应用 11.1.1超低能耗建筑技术应用 11.1.2智慧校园先进技术应用 91.1.3机电先进技术应用 141.1.4景观先进技术应用 191.1.5风环境模拟技术应用 221.1.6声学设计模拟技术应用 281.1.7参数化设计应用 39该内容为最新国企高分中标的施工投标方案的内容，有完整各级标题和正文格式，高度契合本年度最新施工及评标标准！-林工先进技术应用在尊重招标文件及初步设计内容的原则下，我司从先进设计辅助手段、先进工程应用技术、先进设备应用等角度提出若干先进技术应用方案，推进设计更加有序、高效、精确地进行，进一步提升建筑完成品质。超低能耗建筑技术应用针对本项目节能环保需求，我司拟采用围护结构保温体系、门窗自动控制通风、自然采光设计、被动式降温等方面应用共5项先进技术，以达到建筑节能保温的作用。高性能围护结构保温体系通过对设计标准的分析及耗能传热模拟计算，我司拟采用夹心保温墙体及三银双中空Low-E玻璃（低辐射玻璃，余同）等新技术应用提高建筑节能保温。（1）设计标准本项目要求达到国家绿建三星标准，对建筑围护结构热工性能要求较高，在设计过程中考虑采用高性能围护结构保温体系。我司根据杭州市气候特征，同时结合现行《浙江省公共建筑节能设计标准》（DB33/1038），确定围护结构最优设计值，规范参考值见表5.3-1。围护结构传热系数参考值围护结构部位外墙屋面外窗（整窗）传热系数W/(m2∙K)0.350.21.2太阳得热系数SHGC——冬季≥0.40夏季≤0.15（2）外墙部分具体措施：按照现行《建筑设计防火规范》（GB50016）的相应要求，采用常规设计的外墙外保温体系或外墙内保温体系，保温材料的燃烧性能达到A级，且保温厚度大，在安全性和耐久性方面存在不足。针对此问题，我司拟采用双层墙体夹心保温体系。我司通过精细化设计，充分利用高效保温材料，实现保温体系与建筑相同寿命；同时结合工业化建造技术，构建具有保温性能好、耐久性高、造价合理等特点的“三明治”夹心保温墙体构造；结合建筑设计，优化墙体构造和细部节点设计，以实现“断热桥”围护结构设计。（3）外窗、玻璃幕墙部分具体措施：透明围护结构对能耗的影响主要包括：传热系数、太阳得热系数和可见光透射比。根据透明围护结构热辐射换热机理及隔热效果分析，在同等透光率的前提下，三银比双银和单银具有更低的太阳得热系数和传热系数，能够阻挡更多的太阳辐射热能。同时采用多腔体中空结构，可以大大降低窗框的传热系数。本项目拟采用三银双中空Low-E玻璃，提高围护结构夏季隔热、冬季保温性能，大幅降低空调负荷，详见图5.3-1。单银、双银、三银玻璃太阳辐射热分析门窗自动控制与通风耦合我司拟采用自动控制门窗，特别是在中庭天窗采用能够根据太阳辐射强度、室内外温度变化、风速和雨量大小等因素自动启闭、控制开合程度的自动天窗系统，以实现夏季良好的自然通风、雨季和冬季的自动关闭，在保持室内良好的环境质量的同时达到低能耗建筑自动运行的目标，详见图5.3-2。中庭采用自动控制天窗及通风窗示意自然采光优先设计为达到设计要求，满足发包人要求，通过对建筑空间的采光进行模拟分析，计算出最适合建筑需要的设计方案。经分析后采用纵向条形天窗和均匀分散的布置形式时具有最好的采光效果。（1）采光设计标准现行规范《建筑采光设计标准》(GB50033)中对教育建筑的采光标准值做出了明确要求，同时根据标准确定光气候分区、光气候系数K值、室外天然光设计照度值Es值见表5.3-2、表5.3-3。教育建筑的采光标准采光等级场所名称侧面采光采光系数标准（%）室外天然光照度标准值（lx）Ⅲ专用教室、实验室、阶梯教室、教师办公室3.0450Ⅴ走道、楼梯间、卫生间1.0150图书馆建筑的采光标准采光等级场所名称侧面采光顶部采光采光系数标准（%）室外天然光照度标准值(lx）采光系数标准（%）室外天然光照度标准值(lx）Ⅲ阅览室、开架书库3.04502.0300Ⅳ目录室2.03001.0150Ⅴ书库、走道、楼梯间卫生间1.01500.575针对本项目，考虑优先采用自然采光设计，从而达到减少人工灯具使用、降低建筑使用能耗。（2）采光模拟分析采光模拟分析的重要目的之一是研究在室外不利情况下，如何布置透明外窗区域从而满足室内采光要求。因此模拟过程中，将天空背景照度设置为全阴天模式，在此模式下对地上楼层采光系数进行计算。采用蒙特卡洛算法优化的反向光线追踪算法，相对于光能传递算法来说光线追踪更适合于精确的建筑采光分析。1）开窗位置分析：侧面采光时四个朝向各开窗位置的采光系数均相等，采光系数与朝向无关。在水平方向上开窗位置对室内参考平面平均采光系数没有影响，而在高度方向，位置较高的开窗室内参考平面平均采光系数值较小，但减少量很低，最小值和最大值之差仅为平均值的3.2%。天窗开窗位置对室内参考平面平均采光系数有所影响，开窗位置越居中，室内参考平面采光系数值越高，但最小值和最大值之差仅为平均值的3.6%。在不考虑室内采光系数（可反应照度）分布的情况下，对室内平均采光系数而言，外墙立面水平方向上的开窗位置对室内参考平面的平均采光系数几乎没有影响，而外墙立面垂直方向上的开窗位置对参考平面上的平均采光系数影响也较小。屋顶开窗位置对室内参考平面上的平均采光系数影响稍大一些。若考虑到建筑实际开窗都是采用比较均匀的布置方式，开窗位置对工作面照度的影响可以忽略。而在开窗面积相同时，天窗形成的采光系数大于侧窗，天窗的采光能力大于侧窗。2）开窗面积分析就侧向开窗而言，开窗面积对建筑自然采光有决定性的影响作用，开窗面积越大，自然采光量就越大。在不同窗墙百分比下进行模拟，室内采光系数平均值随窗墙比的变化见图5.3-3。采光系数随窗墙比的变化分析可以看出，采用侧面开窗的方式，参考平面的采光系数随开窗面积的增大而增大，并且窗墙比与采光系数间具有很强的线性关系。窗墙比每增加10%，采光系数增加0.82%。采用天窗采光的方式时，室内参考平面的采光系数同样是随着开窗面积的增大而增大，并且成线性关系，天窗比每增加1%，采光系数值增加0.44%。但与侧面开窗相比，天窗的采光能力更强，若开窗面积统一为天窗比为1%的面积作为单位面积，那么侧窗每增加一个单位面积开窗，室内采光系数增加量仅为0.25%。因此，相同开窗面积下，天窗在室内参考平面上所产生的采光系数大约为侧面采光的1.8倍。在不同天窗面积百分比下进行模拟，室内采光系数平均值随天窗面积比的变化规律见图5.3-4。采光系数随天窗比的变化分析3）天窗采光形式分析：对于本项目中的图书馆、体育馆等建筑而言，天窗设计尤为重要，合理的天窗设计可有效提高自然采光效果，从而降低照明能耗。我司结合本项目，分析了集中式、横向条形、纵向条形三种天窗形式在分散布置时室内自然采光分布情况，详见图5.3-5、图5.3-6、图5.3-7。分散布置时中间集中天窗的采光分布分散布置时横向条形天窗的采光分布分散布置时纵向条形天窗的采光分布随着天窗设置分散程度由低到高不断增大，三种天窗形式下采光均匀度的差异明显增大，纵向条形天窗分散布置后较中间集中和横向条形天窗有更好的采光均匀度。可以看出，对中间集中天窗进行分散布置后室内采光的均匀度依然较差，且存在大量采光较差的区域。对横向条形天窗分散布置后室内采光的均匀度随着天窗分散布置的程度而逐渐增大。室内的采光均匀度比集中布置时有了很大的提高，但是依然存在大量采光较差的区域。而对纵向条形天窗分散布置后室内采光的均匀度同样随着天窗分散布置的程度有明显的提高。综上所述，室内自然采光的分布和采光系数的均匀度受天窗布置的影响很大。集中布置时，三种天窗形式下的室内采光分布均不理想，室内采光系数均匀度低。分散布置后，中间集中天窗的室内采光分布没有明显的改善，但将横向条形和纵向条形两种天窗形式进行分散布置后，室内采光系数的均匀度得到了有效的提高。通过三种天窗在集中和分散条件下进行比较，表明采用纵向条形天窗和均匀分散的布置形式时具有最好的采光效果。我司通过合理的优化设计，办公楼和图书馆建筑均能达到良好的采光效果，行政楼和图书馆的采光模型见图5.3-8。建筑（行政楼和图书馆）采光模型①行政楼计算分析结果见表5.3-4。采光系数统计分析采光系数范围之内范围之外范围网格区域(%)网格区域(%)0-120.01198041001-2379819.181880294.942-3406820.541500475.763-4231711.71393670.364-5281714.22961948.575-616568.36680234.356-79254.67514625.987-86123.09422121.318-95492.77360918.229-106333.2306015.45②图书馆计算分析结果见表5.3-5。采光系数统计分析采光系数范围之内范围之外范围网格区域(%)网格区域(%)0-120.01198041001-2379819.181880294.942-3406820.541500475.763-4231711.71393670.364-5281714.22961948.575-616568.36680234.356-79254.67514625.987-86123.09422121.318-95492.77360918.229-106333.2306015.45通过以上统计结果，可以看出：①主要功能房间采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》（GB50033）不应低于3%的要求，且面积比例大于70%，充分的利用的天然采光，有限的降低了照明能耗，见图5.3-9。②建筑室内照度分布均匀，自然采光系数较好，通过与外遮阳的有限结合，有效的防止了眩光的产生，见图5.3-9、图5.3-10。行政楼室内采光系数模拟分析图书馆室内采光系数模拟分析被动式降温技术对本项目而言，被动式降温技术贯穿整个设计过程，是多项具体技术设计的综合应用结果，其中包括：景观布局优化、水体的蒸发冷却、架空屋顶、屋顶绿化、垂直绿化、反射隔热、建筑遮阳、自然通风、热质蓄冷等。通过对被动式降温技术应用前后的数据分析，在杭州的气象条件下，采用被动式降温技术，可以降低空调使用时长的35.3%。夜间通风降温技术夜间通风降温可以利用昼夜温差的变化规律，在夜间温度较低的时间段进行通风，把室内的热量带出室外，从而达到减少空调运行时间，降低空调能耗的目的。经过我司技术分析最优设计方案，拟采用夜间机械通风降温技术。（1）夜间通风方式选择：夜间通风按照是否采用机械装置分为夜间自然通风降温和夜间机械通风降温。1）夜间自然通风夜间自然通风不需要消耗动力，节省设备投资和运行费用，是一种经济的夜间通风方法，但是受到室外风速风压的不确定性和室内空间布局的影响，常常难以达到良好的通风效果，特别是对于进深较大的大型公共建筑，夜间自然通风难以实施。2）夜间机械通风在夜间利用风机作为通风装置实现强制通风，便于通风组织和智能控制。特别是对于大型公共空间而言，空间进深较大且均安装有通风系统。基于上述分析，针对本项目，我司在现有通风系统基础上，结合智能化控制，实现夜间通风降温。（2）效果分析基于对杭州市气象数据分析，对本项目使用夜间机械通风降温技术，可降低空调使用时间2.7%，降低空调能耗6.9%。智慧校园先进技术应用在中法航空大学智慧校园的设计过程中，严格响应项目对智慧校园的规划要求及未来设想。在大数据AI（人工智能，余同）分析、视频监控、车辆管理、身份认证、机房工程、水质监测等方面，采用当今的主流先进技术，将先进技术充分融合进智慧校园的设计与建设当中。在保证原有规划和功能需求基础上，将中法航空大学建设为具有更高品质的智慧校园。大数据AI分析中法大学智慧校园支撑平台的建设，采用现今主流网络平台架构搭建技术、合理整合大数据分析及AI人工智能相关技术。将智慧校园中教务系统、学生系统、宿舍系统、网络管理、一卡通、教务行政等服务的数据，统一收集，建立统一数据库，并提供AI数据分析功能。基础硬件选用稳定可靠的交换机、服务器、数据库服务器、UPS（不间断电源）等硬件设备，搭建基于光纤与交换机的的网络架构。在架构搭建过程中采用VLIW（超长指令字）架构服务器技术、在服务器内部规划冗余架构，配合虚拟化集群部署，可保证大数据采集工作的高可持续性。通过上述设计与实施，将整体提升中法航空大学基于大数据的智能化整体系统的运行效率，保证技术先进性、为未来的技术升级做好技术基础，详见图5.3-11。校园数据库资源分析全景视频监控视频监控是中法航空大学安全防范管理系统重要组成部分之一，对校园进行全方位、全天候的全面监控。在综合安全管理板块中，设计一套基于全景视频监控的校园监控系统，系统配置高清网络枪机、球机等网络设备，通过音视频编码技术，进行音视频数据的传输，系统架构采用光纤网络交换架构，配置物理隔离的独立安全防范计算机网络。在全景监控区域内可结合环境添加标签用于标识，可通过标签快捷调取相应的监控画面。在校园的一个大场景中，除普通视频监控点外，同时安装人流统计、人脸抓拍机等智能设备。在同一个场景对智能应用的数据进行展示。系统将其他业务子系统通过数据库通信接口进行数据打通，从而实现多种数据如车辆数据、人脸识别数据等的可视化呈现。从而达到综合分析监控数据，提高对重点区域的管控能力的效果，提升校园视频监控的高效率管控，大大提高校园的安全性，详见图5.3-12。全景视频监控实时界面示意车辆管理可视化车辆管理系统是中法航空大学安全防范管理系统的重要组成部分。系统通过图像分析和物联网技术、传输网络、出入口控制系统、校园微卡口系统、校园违停系统、升降柱系统、车辆管理平台等几个功能部分组成。车辆管理系统实施通过严格把控设备选型、通信网络搭建、车辆特征数据库的搭建来确保系统内功能实现。在外部通过数据库接口将车辆特征数据与校园身份认证数据库进行数据互通，保证车辆管理系统完整融入智慧校园应用服务平台纸中。在软硬件的实施基础上，通过数据信息的整合，将车辆管理界面整合入中法航空大学的可视化管理平台纸中。车辆管理的可视化，将车辆管理系统与综合安全板块打通，将车辆数据汇总至上层，与视频监控等安全系统信息互通。在车辆发生危害安全的事件时，联动视频监控，对车辆轨迹进行视频跟踪。达到安全事件相应的快速化，详见图5.3-13。车辆管理系统平台界面示意身份认证管理中法航空大学身份认证管理将身份认证授权融合于校园各项教学生活场景中，利用一卡通及生物识别技术在保障校园内人员活动安全的同时，也作为其他校园应用服务当中。在身份认证管理系统的设计实施过程中，采用包含多种识别模式的身份认证设备，将ID卡、人脸数据、指纹数据、声纹数据、虹膜数据等作为人员信息的关键性判别数据，建立校园人员信息数据库时，人员信息数据库通过容器化技术，保持数据库本身的相对独立。并通过具有独立防火墙的安全计算机网络将本地人员信息数据库与公安机关的人员特征库进行本地化同步，保证人员信息的覆盖度，杜绝社会危险人群对校园的危害。通过对于安全事件的人员信息识别、考试考核人员身份确认、校园服务的身份核对等，保证校园内活动人员的安全性、也保证各项校园应用服务的人员核实准确性，保证校园内工作生活的合规性。模块化机房为提高机房的空间利用率及机房的管理效率拟采用模块化机房，中法航空大学智慧校园机房工程主要包括以下设计内容：机房装修装饰系统、机房电气系统、机房空调系统、机房防雷、接地系统、机房综合布线系统、机房动力环境监控系统、机房视频监控系统、机房门禁系统。在施工图设计过程中，对计算机网络中心机房、通信中心机房、消控监控中心机房的数据集成区域等机房工程的采用模块化机房的配置技术。在机房工程各系统的实施过程中，对设备选择、机房内部系统网络搭建等进行精细化设计。数据中心机房在虑到本校后期的运营对网络数据的使用需求及后期功能要求，按照响应标准进行机房工程的模块化设计，提高对数据传输要求的标准。机房内部主要采用双排密封冷通道排布的方式进行规划布置，详见图5.3-14。双排密封冷通道空气流动示意物联网水质监测系统水资源是学校需要重点关注的生活工作资源，中法航空大学作为研究型大学，对于水质方面的需求和保障是设计的中的重点之一。我司拟采用物联网水质监测系统全面保障本项目水资源安全可靠。水质监测系统整体分为三层，感知层、网络层以及应用层。感知层是系统的核心，是信息采集的关键部分，通过温度传感器、PH值传感器、浊度传感器、含氧量传感器模块来采集温度、PH值、浊度、含氧等信息。网络层对整个系统进行无线连接，通过物联网通讯技术将所有的水质监测仪连接起来，数据接收端将数据通过互联网传输到服务器，服务器进行数据处理及分析，通过互联网将数据传输给用户。应用层位于三层的顶层，将服务器处理的数据通过App以及网站展现给用户，让用户可以直接地看到想要的数据以及与前几次对比所产生的差异，详见图5.3-15。通过上述实施内容，将水质监测系统统一融入至智慧校园应用服务平台，实时监测、集中监管、及时处理，提高水质监测的管理效率，保证学校内的水资源安全可靠。水质监测场景示意机电先进技术应用本项目机电先进技术的应用对降低机电系统能耗，提升机电系统品质，便于后期运营和维护意义重大。本章节针对以上先进技术的应用进行简述，并引出施工图阶段的深化或实施方向。双冷源降膜蒸发式冷凝热泵系统本项目初步设计要求整体到达绿色三星，设计采用双冷源降膜蒸发式冷凝热泵空调机组，该机组在夏季制冷时采用新型连续降膜蒸发冷却技术，利用水的汽化潜热带走冷凝器的热量，其制冷系数（COP）高达5.5以上。图5.3-16为双冷源降膜蒸发式冷凝热泵空调机组工作原理。常温空气入口常温空气入口板式降膜换热器喷淋系统挡水板膨胀阀2储液器蒸发器膨胀阀1排出的饱和湿热空气水压缩机冷凝器双冷源降膜蒸发式冷凝热泵机组工作原理本项目学院组团、公共中心、十大创新科研平台的主要建筑单体和体育馆均采用双冷源降膜蒸发式冷凝热泵机组。施工图阶段将按照初步设计预留的设备位置，充分考虑运行维护，深化和优化主设备、水泵、配单设备、加药设备等具体布置方案，同时考虑噪声、震动、建筑效果、景观效果等影响，设置一定的遮挡、消声隔振设施，使主设备系统设计更加合理。“三集一体”泳池热泵系统本项目体育馆区设有一个约2700m2面积的游泳馆，鉴于学校游泳馆一般使用率较高，故运行能耗是设计关注的重点。初步设计，游泳馆采用“三集一体”泳池热泵机组，该机组可以以较低的能耗，实现同时实现除湿、空调和池水加热功能，实现能量的回收利用。该系统要发挥最大效能，需要对散湿量、空调负荷、水池加热量进行精确计算和预测，保证机组选型的合理性，同时需考虑气流组织，防结露等关键问题，详见图5.3-17。室内泳池室内泳池送风管排风管泳池热泵机组泳池回水管泳池供水管回风管低位回风砂缸过滤器除湿供水管除湿回水管新风管冷凝器“三集一体”泳池热泵组施工图设计阶段，将从以下几个方面完善“三集一体”泳池热泵系统设计。（1）将对水面散湿量、房间空调冷热负荷等进行详细计算，复核泳池热泵机组选型容量。（2）严格规划空调送、回风的路由及形式，泳池区域拟调整为采用上送下回的送、回风形式，回风设置于泳池低位便于排出池面上方的湿热空气，空调送风设置在泳池四周休息区。（3）泳池为高大空间，计算确定空调送风口的形式及送风距离，保证干空气由休息区向泳池区流动，保证整个泳池区域的舒适性。（4）泳池热泵机组的排风百叶，设置于体育馆次要立面，排风百叶设置高度和具体位置需避免对路人和周边环境的影响。智能低压配电系统中法航空大学项目园区面积大，变配电所设置数量众多，后期用电管理会占用大量人力和时间成本。为集约化资源、提高能源使用效率，初步设计设置一套智能低压配电系统，以实现校区“无人值守、少人值班”的运行管理目标。为实现原设计功能，施工图阶段，智能低压配电系统采用站控管理层、网络通讯层、现场设备层三层网络分布式结构，系统主机拟设置在监控中心，通过低压配电柜内安装的智能终端将电气运行参量传输到监控中心核心交换机，实现变配电站运行管理所需要的数据实时采集、各种报警处理、事件顺序记录等功能。（1）本地电能管理系统管理系统有灵活性、交互性和可扩展性，作为完整的设备监控平台可极大地提升能源管理水平，有效优化电力系统的运行效率。具有断路器老化管理，电能质量分析，扰动方向判定等功能，与此同时亦可完成电力监控功能，助力实现运营效益的全面提升，详见图5.3-18。智能低压配电系统结构（2）低压断路器三遥（遥信、遥测、遥控）利用就地安装的微机保护装置、智能仪表等，采集各回路的电参量、非电量及开关状态量，结合电气主接线图予以显示，通过系统操作，实现断路器、开关的远程分合控制以及遥调操作。（3）远方运行监控平台基于云平台的运维管理系统，通过PC端+手机APP端的配合，完美实现运维管理功能，尤其手机APP端的应用完全实现设备的移动运维，实现无人或少人值守，大大提升运维效率。（4）故障预警及诊断系统所有配置了智能控制单元的低压断路器，全部接入故障预警及诊断分析系统，实时读取变电站运行的各类异常状况及参数记录，提前对断路器及系统的隐患进行警示。空气源热泵热水系统本项目为绿色三星要求，初步设计采用空气源热泵热水系统，消耗少量电能，通过热泵吸收空气中低品位热能，制取出60℃的生活热水以满足用户热水供应需求。同时为了保证热水供应的可靠性，原设计采用燃气热水炉作为辅热。由于空气源热泵热水系统的制热效率会受环境温度影响，故在系统设计过程中，按规范规定的条件进行计算，保证热水系统的可靠性和合理性，详见图5.3-19。施工图设计阶段，主要从以下几个方面完善空气热泵热水系统设计。（1）根据系统的用水人数和用水定额重新复核空气源泵的制热量和热水储水量。（2）根据规范要求校核辅助热源的参数，完善系统的管道及附件、热水循环泵的设计。（3）根据建筑平面完善空气源热泵热水系统的平面布置以及设备基础预留，布置时需要考虑设备震动等因素，避开人员休息区或采取减震措施等方式。增压水泵增压水泵循环泵四通阀压缩机板式换热器管道加热器翅片管式蒸发器风机加热水箱储热水箱保温加热器用水点热水储存及供应系统空气源热泵制热系统空气源热泵热水系统原理景观先进技术应用河道监测实现整体河道在线式智能化监测，一是辅助管理人员、巡查人员能够通过移动终端查看实时视频，实现随时随地监控河道状况，可智能分析人员轨迹，辅助河道巡查考核，辅助违法抓拍。二是可通过视频监控手段，加智能化分析，在河道管理与维护上形成高效、可视化、平台化、信息化的管理与维护的方法。主要是针对河道的水文、雨量、流速、水质等进行全面实时的监测，做到了全局把控，提高了效率，降低了操作维护成本。主要设备包括：水位流量计、水质检测仪、5G摄像头、遥控终端机，详见图5.3-20、表5.3-6、表5.3-7、表5.3-8。河道检测系统示意河道检测组成名称工作内容水位流量根据现场环境选择多普勒超声波流量计（接触式）或者雷达流量计（包含雷达流速仪和雷达水位计）（非接触式）水质在线监测检测内容包括PH（酸碱度），温度，浊度，COD（化学需氧量），氨氮，BOD（生化需氧量）等图像视频用于拍摄下泄口或者是流量计安装处的视频图像，通过4G网络将数据传输至服务器远端可以查看供电系统用于给整套系统进行供电、根据现场环境，拟选择太阳能供电或者市电供电通信设备使用遥测终端机将采集到的传感器数据通过GPRS发送至云端数据查看通过遥测终端机将数据发送至数据服务器，管理方通过云平台或者移动终端浏览器远程查看数据，数据也可以即时发送至相应监管部门的服务器数据传输方式名称传输方式特点光纤有线传输采用光纤或者有线宽带网络，适合安装点有网络且下泄流量站点距离较近的传输位置5G无线通信采用5G信号将数据和视频图像传输至服务器。适合安装点距离较远或无法布线的传输位置北斗通信采用北斗短报文进行通信，遥测终端机采集到的数据通过北斗短报文的形式发送至一台北斗接收机上，北斗接收机将数据进行转发。适合安装点无网络信号的地方监测位置序号内容1选点拟安装在水流平稳，无回流的地方2多普勒超声波流量计设备整体高度3CM，于水面高度以下安装3避免淤泥或者垃圾挡住探头4雷达流速仪起始速度较高，故安装在流速较高位置，对应最低流速0.1m/S5雷达流量计属于非接触式安装，优先考虑有桥的地方平台统一采集和管理水质水文数据，通过地面在线监测等数据采集方式，最大限度地保证数据的时间连续性和准确性。对所有监测监控数据进行采集整合、标准化处理及全面统计汇总，实现水环境数据的统一存储、统一管理、统一接口，形成一套标准的区域水质监管监控数据库，最终实现海量历史监测数据高效的处理、存储、查询和管理。拟将遥测终端机采集到的传感器数据发送到服务器上，主要用于展示各个站点的水位、流速、流量等信息。具体功能包括：站点的管理、全部站点实时数据的查看、单个站点的实时数据、历史数据、报表、曲线、历史图形、站点图片抓拍、站点视频、数据导出、数据报表、GIS（地理信息数据）、单站多数据对比、多站数据对比、预警预报。交互式景观本次校园景观设计拟于多处运用交互式景观设计，交互式景观可以更好地使人融于环境中，使用者可以通过互动式景观了解设计者想要表达的情感，见图5.3-21。例如：通过声音元素的利用，拉近设计师与使用者之间的情感距离；利用如人脸识别技术、体感识别技术、语音识别技术等，通过参与者对空间环境中各景观要素的感知和使用，引发参与者的爱好与共鸣。交互式景观节点位置示意（1）运用空间形态进行互动校园文化景观是校园景观重要的组成部分之一，校园文化景观在营造过程中，需要选择合适的位置和合理设置参与性的设施，经过设计的加工改造后，努力运用空间的不同形态完善对文化意象的表达，从而丰富景观的体验感及参与感，拉近人与空间的更加亲密的关系。例如：景观中的各个元素不仅具有美感而且赋予实际的体验感，休息座椅能够提供公共休息，其设置点要结合实际周边的空间来考虑，使得环境中能够产生趣味性和功能性，要更加不同位置、性质以及形式才能使得景观增加趣味性和美感，和环境协调，既能满足功能性合理又能满足空间感。（2）运用照明进行互动照明在校园景观中的作用越来越重要，尤其是近几年来，材料的发展和更新，让景观设计中照明的造型以及质感和光感都拥有很大的选择空间。利用声控的室外照明系统可以根据使用者的声音而打开，还能节约资源。同时还能给使用者新奇的体验感受。尤其是夜景的渲染，更能快速引起行人的注意。因此，校园互动式景观中的改造需更好地满足师生的照明需求，适当选择合适的位置设置可参与式的夜景灯光景观，不仅解决了当前的校园建设中的不足，还对校园夜景景观进行技术升级。（3）运用趣味性场景进行互动校园空间是一类特殊的开敞空间体系，它的设计既要满足师生的日常生活使用，又要满足师生的学习性功能需求。因此，校园空间的趣味性场景营造显得尤为重要，本次设计将运用镂空的人形景观素材，安置在并不起眼的道路转角处，能够在丰富景观层次的同时，吸引更多师生与景观合照等的活动，详见图5.3-22。趣味性场景空间风环境模拟技术应用为满足设计要求，我司拟采用风环境模拟技术辅助设计，利用不同情况、季节下的分析结果，指导进行设计，合理设置功能房间、活动区域、人行流线等。室外风环境模拟与总图布局和室外风场优化建筑室外风环境模拟分析，主要是通过CFD模拟（计算流体动力学模拟，余同）的手段，主要考虑室外风环境对建筑环境影响，旨在解决如下问题：（1）削弱室外风所造成的强烈风感，防止行人感到不适。（2）有效减少冷风渗透，减低采暖及空调能耗。（3）通过自然通风，为室内提供新鲜空气。CFD模拟是从微观角度，针对某一区域或房间，利用质量、能量及动量守恒等基本方程对流场模型进行求解，分析其空气流动状况。采用CFD对室外风环境进行模拟，获取目标建筑在特定的布局条件下的建筑周边的空气流速场，用以评价目标建筑周边形成的室外风场是否满足要求，最终达到建筑整体的优化设计。通过专业的CFD模拟软件，对本项目的整体建筑外部进行建模并进行模拟计算，由于冬夏两季风速风向均不相同，因此在两种工况下对场地进行风环境模拟，模拟结果（风速场及压力场）见图5.3-23~图5.3-26。冬季人行高度1.5m处风速云冬季人行高度1.5m处风速矢量夏季人行高度1.5m处风速云夏季人行高度1.5m处风速矢量冬季工况下，1.5m人行高度处场地风场分布均匀，平均风速约为1.75m/s，最大风速为3.75m/s，风速放大系数为1.25，为行人提供较为舒适良好的室外活动环境。夏季工况下，1.5m人行高度处场地风场分布均匀，场地内自然通风情况良好，未形成风影区或涡旋区，有效避免污物滞留，保证环境的健康舒适。详见图5.3-27~图5.3-30。冬季建筑迎风面表面风压云冬季建筑背风面表面风压云夏季建筑迎风面表面风压云冬季建筑迎风面表面风压云从风压图中可以看出，冬季迎风面与背风面风压差在4Pa左右，可以保证整个建筑群在该布局的条件下，不至于产生大量的渗透风量，利于节约整个建筑供暖期在渗透风作用下的供暖能耗。夏季迎风面与背风面风压差在0.5Pa左右，可以保证整个建筑群在该布局的条件下，建筑迎风面与背风面有足够的压差作为自然通风的驱动力，利于过渡季采用可开启外窗进行自然通风。室内通风模拟与自然通风优化设计创造一个安全、舒适、卫生的室内环境至关重要。室内的自然通风条件直接从空气温度、空气湿度、空气流速及热辐射角度直接影响建筑内的人的热舒适和热平衡。本项目的建筑室内风环境模拟分析，基于建筑室外风环境对建筑防风与自然通风影响下，通过CFD（流体力学计算，下同）模拟的手段，考虑自然通风的3种作用：舒适通风、降温通风、健康通风，旨在解决如下问题：（1）增加人的舒适度，从而提高人体热舒适感觉。（2）通过建筑周围气流将建筑周边以及房间里的热量散发到空气中去。（3）为室内提供新鲜空气，降低室内二氧化碳浓度。本项目采用CFD对该建筑室内换气次数进行计算，把室内各房间分为不同的通风换气区域，以室外风场计算所得的门窗风压作为边界条件，不同区域之间通过联通的门窗作为连接，进行数据的传输，最终获得各个房间的气流分布及换气次数。通过模拟调整建筑外立面开窗条件，以达到室内自然通风的优化设计。本工程以行政楼的6F房间为例，对其进行CFD数值模拟，并进行模拟结果的展示及分析，见图5.3-31、图5.3-32、图5.3-33。人员活动区水平切面速度分布（1.0m）人员活动区水平切面速度分布（1.5m）人员活动区水平切面速度分布（1.8m）通过CFD模拟所得的室内速度分布。从室内自然通风情况看，室内风场分布较均匀，通过计算，能达到室内换气次数2次的要求，满足基本的卫生标准的要求。CFD模拟与空调系统气流组织优化应用CFD（流体力学计算，余同）技术模拟预测建筑空调系统的气流组织、热舒适性以及优化设计方案成为一种常用手段，对实际空调工程设计具有指导价值。基于此方法，对暖通专业提供的暖通设计参数和设计方案，利用CFD模拟方法对室内空间进行冬、夏季气流组织进行模拟研究，并在此基础上，分析不同的空调方案下，大空间在冬、夏季的气流组织分布和热舒适性状况，以指导空调系统设计。CFD模拟是从微观角度，可以针对某一区域或房间，利用质量、能量及动量守恒等基本方程对流场模型进行求解，分析其空气流动状况，并通过模拟计算得到的温度场、速度场结合表征人体热反应的评价指标PPD－PMV（人体热舒适模型）进行气流组织优略评价分析。进而对空调系统的风系统设计进行优化。本工程以行政楼的多功能厅为例，对其进行CFD数值模拟，并进行模拟结果的展示及分析，详见图5.3-34~图5.3-41。注：PPD（热环境不满意的投票平均值）、PMV（人体热反应的评价指标）。多功能厅1.5m温度场分布多功能厅1.8m温度场分布多功能厅1.5m速度场分布多功能厅1.8m速度场分布多功能厅1.5m高PMV分布多功能厅1.8m高PMV分布多功能厅1.5m高PPD分布多功能厅1.8m高PPD分布声学设计模拟技术应用本项目设计品质要求高，为满足设计要求，我司拟采用声学设计模拟技术对校园建筑、环境噪声、音乐厅、体育场馆等进行模拟分析，以分析结果指导设计，保证设计的合理性与精确性。校园建筑声学校园的声学环境对于学生各方面的学习都有重要影响，包括语言的可懂度、注意力集中程度、长时和短时记忆、学习效率和阅读理解能力。施工图设计阶段，拟采用专业声学计算软件，对宿舍、教学楼、图书馆等学生生活、学习主要场所进行声学设计，通过各围护结构声学计算，确定各单体围护结构声学选择要求。（1）声学设计标准我司依据现行《民用建筑隔声设计规范》（GB50118）的相关条款，制定本项目教室、宿舍的空气声隔声和楼板撞击声指标，详见表5.3-9。教室、宿舍的空气声隔声和楼板撞击声指标序号区域/项目声学相应指标1宿舍室内允许噪声级：昼间≤40dB；夜间≤33dB；宿舍隔墙计权隔声量：＞48dB；外窗的空气声隔声量：＞30dB；宿舍外墙计权隔声量：r＞45dB；宿舍楼板的计权规范化撞击声压级：≤62dB2教学楼、图书馆教室、阅览室的室内允许噪声级：≤40dB；教学楼的报告厅、会议室允许噪声级：≤35dB；实验室、教师办公室、会议室允许噪声级：≤40dB；普通教室、琴房之间的隔墙与楼板：＞45dB；教室、阅览室的隔墙：＞50dB；教室与设备房之间的隔墙和楼板：＞50dB；教室外墙空气声隔声量：＞48dB；教室外窗空气声隔声量：＞25dB；教室临近交通干线的外窗：＞30dB；教室、音乐教室之间的楼板计权规范化撞击声压级：≤62dB教室按容积＜200m3的，空场混响时间＜0.8s；教室按容积＞200m3的，空场混响时间＜1.0s；室内要增加吸声材料3展厅校史馆展厅允许噪声级：≤50dB；（关窗状态）“未来大脑”展厅允许噪声级：≤50dB；（关窗状态）展厅按容积，若＞4000m3时500Hz混响时间＜1.6s，室内需要吸声。备注：dB：分贝，噪声级单位（2）典型围护结构隔声计算以宿舍外墙为例，计算隔声计算结果详见表5.3-10、图5.3-42。施工图阶段将对所有围护结构进行隔声计算，确保满足规范要求。外墙构造及隔声量外墙分类具体构造计权空气声隔声量+交通噪声频谱修正（dB）宿舍外墙花岗岩幕墙30mm+岩棉板35mm+水泥砂浆10mm+B07蒸压砂加气混凝土砌块200mm+水泥砂浆20mm45宿舍外墙的隔声量计算分析场地交通噪声（1）计算依据区域环境噪声执行现行规范《声环境质量标准》（GB3096）中2类标准。（2）计算结果建模分析交通噪声对项目场地区域环境噪声的影响。昼夜环境噪声1.5m高度平面分布计算结果见图5.3-43。同时为有效隔绝交通噪声影响，可在瓶仓大道和紫塍路面向校园一侧增加了2.5m高声屏障，通过模拟分析得到增设声屏障后的昼夜环境噪声1.5m高度平面分布计算结果见图5.3-44。场地昼夜噪声分析（无声屏障）场地昼夜噪声分析（增加2.5m高声屏障）昼夜环境噪声1.5m高度平面分布计算结果显示：在无声屏障的现状条件下，昼间在距离瓶仓大道路边40m远处的噪声为62.5dB，距离瓶仓大道80m远处的实验室建筑外立面噪声为58.9dB，距离紫塍路35m远噪声为63.5dB，距离68m远噪声为58.7dB；夜间在距离瓶仓大道路边40m远处的噪声为51.2dB，距离瓶仓大道80m远的实验室建筑外立面噪声为47dB，距离紫塍路35m远噪声为50.7dB，距离68m远噪声为43.9dB。增设声屏障后计算结果显示：在增加2.5m高声屏障后，昼间在距离瓶仓大道路边40m远的噪声为60.0dB，距离瓶仓大道80m远的实验室建筑外立面噪声为59.1dB，距离紫塍路35m远噪声为61.8dB，距离68m远噪声为54.1dB；增加2.5m高声屏障后，夜间在距离瓶仓大道路边40m远，噪声为48.5dB，距离瓶仓大道80m远，实验室的建筑外立面噪声为48.1dB，距离紫塍路35m远噪声为49.0dB，距离68m远噪声为39.4dB。（3）小结增加声屏障前后项目场地噪声预测分析及达标情况见表5.3-11、表5.3-12。模拟预测安装声屏障前昼夜场地环境噪声达标情况预测点昼夜平均噪声级昼夜敏感点室外噪声达标情况白天晚上白天晚上(dBA)(dBA)超标分贝数(dBA)162.551.2超标2.5超标1.2258.947达标达标363.550.7超标3.5超标0.7458.743.9达标达标模拟预测安装声屏障后昼夜场地环境噪声达标情况预测点昼夜平均噪声级昼夜敏感点室外噪声达标情况白天晚上白天晚上(dBA)(dBA)超标分贝数(dBA)160.048.5达标达标259.148.1达标达标359.849达标达标454.139.4达标达标在无道路声屏障情况下，场地内环境噪声不满足现行《声环境质量标准》（GB3096）要求；离干道35~40m的预测点昼夜噪声均有一定程度的超标。增加2.5m高声屏障后预测结果显示，场地内环境噪声均满足GB3096要求，昼夜噪声均达标。声屏障的隔声性能及表面材料的吸声性能对声影区的降噪效果的影响较为明显。对于低频噪声，可以通过增加板材表面的低频吸声和隔声性能，更好的实现声屏障的降噪效果。在实际工程中，当场地条件限制不能建造声屏障时，2.5m高的声屏障也可用乔灌木树林或砌块围墙等遮挡物替代。会堂（音乐厅）建筑声学深化设计（1）混响时间设计由于本会堂有多重使用功能，含会堂、剧场演出、音乐会等使用需求，厅堂容积经软件计算为8206m3，根据《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》（GB/T50356）第5.3.1条，考虑会堂有扩声系统，混响时间适当降低。设计多用途厅堂的中频（500-1000Hz）最佳混响时间为0.90-1.30秒，低频125-250Hz的最佳混响时间可提高到1.5-1.69s，高频2000-4000Hz的最佳混响时间宜控制在0.7-1.3s以内；厅堂室内背景噪声设计为NR-35（噪声评价曲线）。依据本次模拟设置的各界面吸声系数和散射系数，得到满足本厅堂混响时间上下限的计算值，计算得到的混响时间平均值为1.0s，满足要求。（2）体型优化设计在建筑声学分析软件里面设置吊顶的角度和声线，查看每个面光板的反射角度。发现有一块面光板将首次反射声反射到舞台区域，会造成声场不均匀和回声现象。调整面光板角度，使得池座区、楼座区有均匀的反射声，详见图5.3-45。面光板调整角度（3）各音质指标分析值1）混响时间RT模拟计算得到各频带（125-4000Hz）的混响时间分布见图5.3-46，可知混响时间满足规范要求。各频带的混响时间分布2）侧向声能因子模拟计算得到中频1000Hz的侧向声能因子平均值分布见图5.3-47，可知场内侧向声能因子平均值在20-35%之间，说明侧向反射良好。1000Hz的侧向声能因子分布1000Hz的回声指数分布3）回声指数模拟计算得到中频1000Hz的回声指数分布见图5.3-48，场内均小于1.0，说明坐席区和舞台区无回声缺陷。4）清晰度D50按统计数据，清晰度D50的容许值0.34-0.65，优选值0.56，见图5.3-49，本设计满足要求。1000Hz的清晰度D50分布图快速语言传输指数分布图5）快速语言传输指数模拟计算得到语言清晰度指标在0.6以上，见图5.3-50，说明清晰度良好。（4）声学相关构造会堂的出入口需要做声闸，提升隔声量也能起到隔离光线的作用。舞台地面、观众区地面、观众厅的侧墙、后墙、面光桥、吸声座椅、穿墙管线等构造都需要考虑声学要求，见图5.3-51。门窗、管线穿墙等细部节点采用专业隔声胶条及岩棉封堵进行处理。机电空调通风系统、给排水系统设备采用减振措施、风管消声等方式来进行消声处理和振动控制，制定所有机电设备安装的隔振方案。乐池地面构造实木复合地板（含浮筑）靠栏板座椅构造栏板GRG（玻璃纤维增强石膏板）扩散体构造声闸布艺吸声装饰示意图GRG（玻璃纤维增强石膏板）吊顶构造示意图门窗的隔声胶条接线盒管线穿墙构造通用声学节点体