　　《國傢遊泳中心(水立方)機電設計及關鍵技術研究應用》分為上、下兩篇。上篇是關於機電方麵各專業的設計介紹，包括建築熱工及暖通空調、給水排水、建築電氣和智能化等四個部分的設計，都有許多新的手法和思路；下篇是20項機電關鍵技術的研究，是為瞭完成本項目的設計各專業做的研究，包括兩項國傢課題、兩項科技部和北京市科委立項的課題。
　　國傢遊泳中心(水立方)是2008年北京奧運會的主要比賽場館之一。這個采用ETFE薄膜氣枕作圍護結構的建築物，不僅造型美觀動人，也是世界上的體育建築，並且充分體現瞭“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念。但也帶來瞭一係列的設計難題，無可藉鑒，隻有靠自己研究突破。《國傢遊泳中心(水立方)機電設計及關鍵技術研究應用》的內容具有開拓性和創造性，可供建築設備設計人員、建築設備專業研究人員及高等院校相關各專業師生參考。

內頁插圖

序
項目介紹及設計迴顧
編著組成員
彩圖
一、工程大事記
二、水立方破紀錄情況統計
三、“水立方”照片

上篇機電設計
第一部分建築熱工及暖通空調設計
1 概述
1.1 暖通空調設計要求
1.2 室內設計參數
2 建築熱工
2.1 建築物的圍護結構構造
2.2 建築熱工分析
2.3 建築熱工設計
3 暖通空調係統
3.1 概述
3.2 空調負荷計算
3.3 空調、通風及采暖係統
3.4 消聲及減振
3.5 係統防腐及保溫
3.6 空調自控設計
3.7 泳池防結露
4 冷熱源係統
4.1 熱源係統
4.2 拿源係統
5 消防性能化設計
5.1 消防設計的特殊性及設計原則
5.2 性能化消防在機電消防係統中的體現

第二部分給水排水設計
1 給水係統
1.1 用水情況分析
1.2 生活給水係統
1.3 生活熱水係統
1.4 中水給水係統
1.5 直飲水係統
2 排水係統
2.1 室內汙廢水係統
2.2 室內雨水係統
2.3 室外排水係統
3 消防係統
3.1 室外消火栓給水係統
3.2 室內消火栓給水係統
3.3 自動噴水滅火給水係統
3.4 特殊消防給水係統
3.5 氣體滅火係統及建築滅火器的配置
4 遊泳池及景觀水池水循環處理係統
4.1 遊泳池水循環處理係統
4.2 景觀水池水循環處理係統
5 再生水處理係統
5.1 中水處理係統
5.2 雨水利用係統

第三部分建築電氣設計
1 概述
2 供配電係統
2.1 設計依據
2.2 負荷等級及負荷容量
2.3 供電電源
2.4 變配電所
2.5 10kV係統
2.6 0.4 ／0.2 3kV係統主接綫
2.7 變配電監控係統
2.8 低壓配電係統
3 照明係統
3.1 普通照明
3.2 應急照明
3.3 體育照明
3.4 廣場功能性照明
3.5 建築物景觀照明
3.6 室外景觀照明
4 防雷、接地與安全部分
4.1 防雷
4.2 接地
4.3 安全

第四部分智能化設計
1 概述
2 係統設計
2.1 樓宇自動化控製係統
2.2 火災自動報警與聯動控製係統
2.3 公共廣播係統
2.4 綜閤布綫係統
2.5 有綫電視係統
2.6 電子顯示屏係統
2.7 擴聲係統
2.8 數字會議及同聲傳譯係統
2.9 計時記分係統管道敷設設計
2.10 電視轉播係統管道敷設設計
2.11 電動升旗係統

下篇機電關鍵技術研究
1 全年運行能耗模擬分析研究
1.1 概述
1.2 建築概況與參數設定
1.3 計算機模型
1.4 計算結果及其分析
1.5 參照建築物的能耗模擬比較分析
1.6 空調係統運行模擬和全年能耗分析
1.7 結論
附錄1 室內自然通風控製計算
附錄2 夏季空調係統運行開機時間分析
2 圍護結構隔聲、吸聲特性及改善技術的研究
2.1 概述
2.2 圍護結構ETFE氣枕吸聲性能研究
2.3 圍護結構ETFE氣枕隔聲性能研究
2.4 改善圍護結構吸聲、隔聲性能的技術措施的研究
2.5 結論
3 室內音質指標確定及改善構造的做法建議
3.1 概述
3.2 課題研究方法與步驟
3.3 課題研究的過程與概況
3.4 結論
4 圍護結構組閤體的采光性能研究
4.1 概述
4.2 ETFE膜光學性能的實驗研究
4.3 ETFE氣枕光學性能參數的計算
4.4 ETFE氣枕光學性能的實驗研究
4.5 結論
5 室內各空間采光與照明性能分析研究
5.1 概述
5.2 賽時比賽大廳采光照明性能分析評價
5.3 賽後各空間采光照明性能及照明節能評價
5.4 天然采光情況實測結果
5.5 結論
6 圍護結構的保溫、隔熱性能測定以及改進措施的研究
6.1 概述
6.2 雙層ETFE膜氣枕熱工分析內容
6.3 雙層ETFE膜氣枕試驗室檢測
6.4 雙層氣枕的熱工分析計算
6.5 結論
7 ETFE膜框架冷橋傳熱分析及改進措施研究
7.1 冷橋分析
7.2 防結露分析
7.3 防結露措施
7.4 結論
8 Bubble-Wall夾層空腔通風策略研究
8.1 問題描述
8.2 ETFE膜層室內側錶麵的防結露分析
8.3 夾層空腔錶麵防結露分析
8.4 夏季空腔內自然通風分析
8.5 結論
9 各高大空間氣流場分析
9.1 比賽大廳氣流場分析模擬
9.2 戲水大廳氣流場模擬
……

精彩書摘

　　熱質材料蓄熱：利用熱質材料蓄熱，讓白天吸收的太陽熱能用於夜間散熱。遊泳池水和遊泳池周圍重質錶麵的蓄熱材料在白天有效儲存多餘熱量，在夜間將這部分熱量散發齣來，最大限度地減少負荷變化，並且由於池水蒸發，也需要大量的熱能來維持泳池溫度。
　　·隨季節變化的遮陽設計：建築物立麵的可變遮陽設計，需保證空調負荷在夏季減少，
　　而在鼕季獲得更多的太陽輻射熱。熱工設計需考慮的因素包括：1.能耗水平建築物應比常規的“保溫箱”建築更為節能。進入建築物的太陽能應與傳熱損失相平衡，這是遮陽係數、K值與蓄熱之間相互作用的平衡問題。2.峰值負荷需要對冷、熱峰值負荷進行控製。不能被熱質材料有效吸收的太陽能會導緻室內溫度升高，需要開啓空調係統來控製室內環境，導緻運行成本增加，冷、熱峰值負荷是由3個因素決定，即由經建築物圍護結構（由遮陽係數控製）輻射來的太陽能、圍護結構熱傳導（由K值控製）和室內加熱和冷卻的方法。
　　3.結露
　　對於室內泳池，結露的風險很大。圍護結構熱工設計要選擇閤適的傳熱係數，以利於解決泳池結露問題。4.美學要求ETFE氣枕能夠非常有效地透射直接太陽輻射，ETFE膜材錶麵印刷不同圖案可以控製透射量。這種圖案有各種密度和顔色，因而有不同的透射能力。立麵的總透射量由遮陽係數決定。建築熱工設計，不僅要考慮圍護結構的熱工性能，也要密切和建築師配閤，實現建築師的美學要求。

前言/序言

　　我總發自內心地感嘆，生活在此刻是幸運的，因為這個時代賦予我們的機會前所未有。2003年，我們能夠與“水立方”結緣，正是這樣的機遇。
　　拿到《國傢遊泳中心（水立方）機電設計及關鍵技術研究應用》一書的初稿，設計“水立方”時的那些記憶又湧上心頭。當北京申奧成功的時候，我們也和大傢一樣，懷抱著一個美好的願望，憧憬在這樣一個世界性的事件裏做一點力所能及的事情；當初沒有想到，有一天，我們真的能夠參與競爭“水立方”這樣級彆的項目，並且最終實現瞭她。真的感謝業主和中建總公司，看到瞭CCDI身上那種忘我的投入和創新的熱情，把這樣一個重大的項目交給瞭我們。這份信任對我們來說，無比珍貴。
　　從2003年中標到2008年竣工，“水立方”身上凝聚著無數人美好的願望和心血，許許多多人在“水立方”的設計過程中竭盡自己所能，去努力實現這樣一個快樂的建築。項目組的人為瞭她不分晝夜地奮戰在書案和現場；國外的閤作設計公司在這個項目中和我們思想碰撞齣瞭創意和點子；我們聯閤的公司外的專傢和學者為我們提供瞭專業意見和幫助……幾乎所有參與“水立方”設計的人都不計成本、毫無保留地貢獻瞭自己的力量。正是這許許多多人的努力和期許，我們纔剋服瞭一個又一個難題，最終實現瞭“水立方”。
　　當水立方在鳥巢旁邊靜靜綻放她的美麗，大傢欣賞的多是她的外錶和形態。但是，大傢所看不見的，是她感性的外錶下麵，復雜而嚴謹的專業技術的支持。當今，世界範圍內的建築創作越來越仰仗技術的進步。眾多有影響的作品都是從新技術中獲得創作的資源，這已經是一個重要的行業現實，而且越來越成為主流。技術在建築設計中貢獻的價值份額在不斷增長，“水立方”項目就是一個很好的例子。“水立方”設計之初，用半透明材料有條件地利用日光能源及兩層皮圍護結構形成空腔通風的節能措施就被確定為一個技術前提。因為在技術上找到瞭良好的創作動因，纔成就瞭一個具有說服力的方案。而我們機電團隊所進行的技術研究，為“水立方”的創意以及最終實現，貢獻瞭巨大的價值。
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