2019年8月19日，习近平总书记赴甘肃实地考察文物保护和研究等情况，首站来到了敦煌莫高窟。
敦煌莫高窟数字展示中心，是莫高窟保护利用工程的核心项目，于2014年开放启用，核心展示内容为“数字敦煌”和“虚拟洞窟”，目的就在于缓解旅游开放与文物保护之间的矛盾，实现敦煌莫高窟“永久保存、永续利用”的目标。
这座与戈壁融为一体的建筑，由中国建筑设计研究院有限公司总建筑师崔愷院士带领团队设计完成，不仅缓解了庞大的游客数量对遗产保护和管理造成的困扰，也在其中综合运用了数字技术（BIM）和绿色技术，并通过形态和材料的合理运用，让建筑具有了独特的敦煌特色。
设计者最初的感动，来自对大自然的敬畏，茫茫戈壁上一座沙丘在夕阳下显现出奇妙的千姿百态；最初的震撼，则来自莫高窟中古代先人巨匠在黑暗的洞窟中描绘出精美绝伦的壮丽壁画和造像艺术。他们把感动和震撼融入了构思之中。
如同沙漠中的流沙，如同雅丹地貌中巨舰般的岩体，如同矗立在沙漠中近千年的汉长城，如同莫高窟壁画中飞天飘逸的彩带，整个建筑充满着强烈的流动感。自由曲面的形体相互交错，婉转起伏，巨大的尺度和体量将沙漠地景建筑的特征表达得淋漓尽致。充满动感的语言特征从室外延续到室内。所有的公共空间，包括接待大厅、公共通道、数字展示、休息区均为开放空间。顺应外部形态的变化，室内空间的高度也随之变化。结构支撑体的形态用“墙”的概念，将不同功能、不同高度的空间进行划分，界面清晰，空间明确。
整个建筑外观厚重，开窗较少。开窗的形式借鉴莫高窟洞窟的开洞立面构成方式，错落有致。外墙采用水洗石工艺，以质朴的材料和色彩表现敦煌的自然和地域文化特点。
考虑敦煌气候特点，采用低技术策略的“绿色设计”概念，降低能耗和运行成本，包括：地道沟自然通风系统、地源热泵系统、双层架空通风屋面、500mm厚双层外墙以及局部采用雨水收集系统，用以灌溉绿化。
下面，让我们一起来看看“敦煌莫高窟数字展示中心”的暖通空调系统绿色设计吧。
工程总建筑面积11825m2，地上1层，局部设有地下1层，建筑高度15.8m。1层为游客接待大厅、数字影院、陈列厅、购物区、餐厅、厨房、办公管理用房、贵宾接待室、邮局、银行、售票厅、存包区等服务设施，局部地下1层为冷热源机房、水泵房及消防水池。
建筑设计工况下总冷负荷466.8kW，总热负荷548.0kW；单位建筑面积冷负荷指标44.7W/m2，热负荷指标52.5 W/m2。根据当地不同季节的室外气候特点，采用人工冷热源与天然冷源相结合的供冷及供热方式。
人工冷热源主要为地源热泵，选用2台螺杆式地源热泵机组，冷水供回水温度7℃/12℃，热水供回水温度45℃/40℃，承担的供冷量为216kW，供热量为520kW。
局部区域采用分散式冷热源（分体空调机及变制冷剂流量空调机组），主要应用于消防控制室、司机休息室、管理室、影院放映室，承担的供冷量为43.4kW，供热量为62.8kW。游客接待大厅、陈列厅等区域采用天然冷源，室外空气通过南广场埋深4.2m以下的地道，温度降为22.4℃送入室内，在室内外设计计算工况下供冷量为114kW。
游客接待大厅、陈列厅冬季采用地板辐射供暖系统供暖，其余区域冬季由空调系统承担，热水均由地源热泵提供。
1）空调水系统为异程式两管制系统，冬季采用循环水湿膜加湿。
2）游客接待大厅、陈列厅等高大空间采用地道机械进风（天然冷源）＋自然排风方式，送排风方式为地面送风、大厅中上部外窗排风。
3）办公层采用风机盘管＋自然通风方式。
4）数字影院采用变新风量的全空气系统，由于室外空气干燥，采用新风自然除湿，表冷器干工况运行。
1）卫生间、开水间、地下车库、各种设备用房内设置了机械排风或机械送、排风系统。公共厨房排风经净化处理后排至塔楼屋顶，厨房灶具进风采用组合式空气处理机，在冬季对补风进行加热处理。
2）按照 GB50016—2006《建筑设计防火规范》进行防排烟设计。对于不具备自然排烟条件的防烟楼梯间设置加压送风系统。对于不具备自然排烟条件的地下房间、内走道、数字影院设置机械排烟及补风系统。
1）空调自控系统采用直接数字式控制系统（DDC系统）。DDC系统由中央电脑、终端设备、现场控制分站、传感器、执行器等组成。DDC系统的软件功能包括：最优化启停、设备联锁控制、PID控制、时间控制、时序控制、轮换控制、设备台数控制、动态图形显示、控制点状态显示、能耗统计、各分站联络、报警及打印等。
2）现场控制分站、传感器、执行器等组成。DDC系统的软件功能包括：最优化启停、设备联锁控制、PID控制、时间控制、时序控制、轮换控制、设备台数控制、动态图形显示、控制点状态显示、能耗统计、各分站联络、报警及打印等。
3）负担同一房间及区域的送、排风机均联锁控制启停，送、排风机与其管路上的电动风阀联锁启停。空调机组（包括新风空调机组）的风机、电动水阀、电动新风阀进行电气联锁控制。
由于地层对自然冷热能量有蓄存作用，可以作为天然的冷源和热源。地道通风降温是指夏季室外的空气进入地下地道内，通过与地道壁面换热，温度降低，然后被送入建筑物房间内。冬季也可以通过地道与空气之间的换热，提高送入房间的室外空气的温度，然后送至房间。
地道通风降温包括空气通过室外地道时的冷却和送至建筑物对室内进行降温两部分：前者是空气与地道进行换热，经详细计算可确定地道相关参数，包括地道长度、埋深、断面尺寸以及地道风风量和送风温度；后者则是完成吸收室内余热的过程，其输送及室内的气流组织计算可按常规空调系统及空调区气流组织计算方法进行。为达到最大限度节能的目的，采用置换通风方式。
敦煌地区的夏季空调室外计算干球温度为34.1℃，湿球温度为20℃，含湿量仅为11.32g/kg。夏季室外空气含湿量低是其天然优势，室外干燥空气有能力带走室内的余湿，这时仅需对室外空气进行降温处理，不存在制冷除湿的要求，冷量需求明显减少。
敦煌地区多年的气象资料表明，虽然夏季存在一段气温较高的时间，但全年平均气温较低，地层温度较低，土壤表面年平均温度为12.1℃，地面温度波幅为17.55℃，具有利用地道降温的有利条件。经过详细计算，游客服务中心的接待大厅等区域夏季采用地道降温送风。以地道的自然降温替代人工冷源制冷，在获得良好的室内空气品质的同时，减少了制冷剂对臭氧层的破坏以及温室气体的排放。计算可得，接待大厅（包括陈列厅）的空调冷负荷为165kW，其中显热负荷114kW，潜热负荷51kW，总送风量67448m3/h，接待大厅地道送风焓湿图见下图。在此设计方案中，地道送风系统与空调系统相互独立，各自运行互不影响。
西安建筑科技大学按照风量67448m3/h，地道断面净尺寸3.2ｍ×2ｍ（1个1.6ｍ×2ｍ竖向叠加）进行模拟计算，得到的室外地道设计参数见表１。
在主体建筑南侧广场下布置2条室外地道，地道风进风口设在建筑物西南侧，高出地面2.0m以上，防止杂物及灰尘进入，每条地道长度设计为326m左右，埋深4.2m以上，采用1.6m×2.0m的混凝土水泥通道降温。
在地道风送风机的吸入口附近，设有直接的新风引入口，设置新风引入口的目的主要有：
1）在过渡季及夏季可以靠建筑围护结构防热作用保证室内热舒适要求时，可以切换到直接引入室外新鲜空气的状态，以便减少风机运行能耗，并且防止过渡季地道对室外空气产生升温的负面影响。
2）在过渡季室外空气干球温度较低的时间段，可以切换到直接引入室外新鲜空气的状态，以便减少风机运行能耗，并且防止过渡季地道对室外空气产生升温的负面影响。
3）室外新风引入口在地道送风间歇使用时，还可以作为吹扫排风口使用。
游客接待大厅采用底部机械送风、中高部自然排风相结合的混合式通风方式，通过软件模拟分析，3种通风运行模式——自然通风、夜间通风、地道通风的合理结合运用，可以在达到设计预期的同时，最大限度地降低空调设备的能耗。
1）自然通风：在过渡季节，室外气温偏低，此时室内冷负荷主要是由人员及灯光的散热产生，负荷较小，室外空气在热压作用下产生通风，排出余热，使房间温度满足舒适要求。
2）夜间通风：随着室外气温逐步升高，围护结构冷负荷增大，造成室内冷负荷增大，而室外空气的自然携冷能力相应降低，仅靠自然通风已无法满足降温要求，而在这段时间内，室外气温仍低于室内设计温度，夜间部分时段开启通风系统送风机和新风阀门，地道风阀门仍然关闭，人为加大夜间通风量，预先降低室内温度，通过围护结构的蓄冷作用，在白天开放时间，减少围护结构的传入热量，从而弥补自然通风降温的不足部分。
3）地道通风降温：在夏季高温季节，开启地道风通风机，关闭新风阀门，开启地道风阀门，从大厅地面送入较低温度的地道风，空气在大厅内受热上升，从大厅中、上部的电动天窗自然排出。
全文刊登于《暖通空调》杂志2011年第10期，《地道通风在莫高窟游客服务中心空调系统中的应用》，作者：王加（中国建筑设计研究院有限公司）。
我们希望这座建筑是谦和低调的，它应该就是大漠戈壁上的一座小沙丘；我们希望这座建筑是简朴的，只用空间语汇说话，去掉不必要的浮华雕饰；我们希望这座建筑是宜人的，它应该为游人提供舒适的服务和展映功能；我们希望这座建筑是生态的，它的自然采光通风、遮阳、隔热、地道降温等一系列适用节能技术会大大降低运营成本，减少对环境的影响；我们更希望这座建筑是有文化特色和艺术品位的，不需要过多的说明和解释，就能让人们从中解读出自然的美学和人文的精神，过目不忘。
注：内容来源于《暖通空调》杂志、“中国建筑设计研究院”公众号、“建筑技艺杂志”公众号。
