綠色檔案館建筑技術(shù)概述

王 熹

（國(guó)家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所，北京，100050）

綠色檔案館建筑技術(shù)概述

王 熹

（國(guó)家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所，北京，100050）

文章根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的原則要求，從被動(dòng)、主動(dòng)兩種形式分別闡述了當(dāng)前檔案館建筑節(jié)能技術(shù)的主要種類(lèi)和特點(diǎn)，重點(diǎn)討論了自然通風(fēng)和采光、滲水磚、太陽(yáng)能發(fā)電、地源熱泵、雨水回用等節(jié)能技術(shù)在建設(shè)綠色檔案館過(guò)程中的應(yīng)用和注意事項(xiàng)，明確了在綠色檔案館建筑技術(shù)應(yīng)用中因地制宜、提高綜合效能的指導(dǎo)思想。

檔案館 建筑 綠色 節(jié)能減排

國(guó)務(wù)院最近討論通過(guò)了《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》，要求進(jìn)一步開(kāi)展全民節(jié)能減排，倡導(dǎo)與我國(guó)國(guó)情相適應(yīng)的文明、節(jié)約、綠色的生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式。綠色生態(tài)理念已逐步成為我國(guó)檔案館建設(shè)中的一項(xiàng)重要原則，近年來(lái)在我國(guó)檔案部門(mén)日益深入人心。

建設(shè)綠色檔案館，應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)之初就運(yùn)用綠色生態(tài)理念，并基于對(duì)檔案館建筑的功能特點(diǎn)、目標(biāo)定位的理解，本著“因地制宜”的設(shè)計(jì)原則，一方面在可再生能源利用方面選用適宜的技術(shù)，一方面在水資源、土地資源等方面也采取相應(yīng)的措施，同時(shí)盡可能地滿(mǎn)足檔案人員和利用人員等建筑使用者的舒適感，體現(xiàn)檔案館建筑與自然的和諧統(tǒng)一。在節(jié)能技術(shù)的具體選擇使用上，各級(jí)檔案館應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，如自然通風(fēng)、自然采光、滲水磚、環(huán)境綠化等；對(duì)于主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，如可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)系統(tǒng)、太陽(yáng)能照明系統(tǒng)、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、雨水回用系統(tǒng)等，應(yīng)根據(jù)各檔案館自身特點(diǎn)，因地制宜地選擇適宜的節(jié)能技術(shù)方案，并且盡可能地予以?xún)?yōu)化，提高綜合效能。

1.被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)

被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)主要包括自然通風(fēng)、自然采光、滲水磚、環(huán)境綠化等。

1.1 自然通風(fēng)

一般來(lái)說(shuō)，在一年中的過(guò)渡季節(jié)期間可以不使用空調(diào)，直接進(jìn)行自然通風(fēng)，能夠節(jié)省不少電量，節(jié)約電費(fèi)。此外，其他季節(jié)也可以根據(jù)天氣情況擇時(shí)進(jìn)行自然通風(fēng)。為了達(dá)到夏季自然通風(fēng)的效果，甚至有時(shí)可以取代空調(diào)，以有效降低建筑能耗，可以采用建筑不同朝向、不同窗墻比設(shè)計(jì)的方式。例如蘇州工業(yè)園區(qū)檔案館通過(guò)CFD模擬和多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)法模擬，對(duì)建筑的不同朝向、不同窗墻比進(jìn)行了詳細(xì)比較分析，最后給出了最優(yōu)化方案，獲得了良好的自然通風(fēng)效果。

建筑物內(nèi)自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)是由建筑物兩側(cè)或上下的壓力梯度引起的。壓差來(lái)源于兩個(gè)方面：外部風(fēng)的作用（風(fēng)壓）和室內(nèi)室外的空氣溫度梯度（熱壓）。通過(guò)合理的建筑設(shè)計(jì)，可以充分利用這種風(fēng)壓或熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。

自然通風(fēng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)考慮檔案館所在地的最大主導(dǎo)風(fēng)向，以及檔案館的整體布局，要便于使建筑物某一側(cè)面在夏季形成集風(fēng)口，以利于室外主導(dǎo)風(fēng)的進(jìn)入；而檔案館建筑所處位置或朝向布局，在冬季要有利于預(yù)防風(fēng)?？傊?，檔案館建筑總平面設(shè)計(jì)應(yīng)有利于避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向，同時(shí)夏季利于自然通風(fēng)。

1.2 滲水磚

滲水磚也叫透水磚、荷蘭磚等，是一種采用水泥、砂、礦渣、粉煤灰等環(huán)保材料為主，高壓成形而得到的綠色環(huán)保新型建材。滲水磚透水性好，維護(hù)成本低，易于更換，便于路面下管線埋設(shè)。此外，滲水磚顏色、形狀多樣，與四周環(huán)境相映襯，自然美觀。

滲水磚作為一種新型綠色環(huán)保建材，具有很多突出的特點(diǎn)，比如：自然降水能夠迅速透過(guò)地表，適時(shí)補(bǔ)充地下水資源；透氣透水性好，發(fā)揮土壤調(diào)節(jié)城市的溫度和濕度的優(yōu)勢(shì)，維護(hù)城市地表生態(tài)平衡；雨天路面無(wú)積水，改善車(chē)輛行駛及行人的安全性與舒適性；吸收車(chē)輛行駛所產(chǎn)生的噪音，創(chuàng)造安靜舒適的交通環(huán)境等。當(dāng)然，與普通混凝土路面磚相比，滲水磚最大的特點(diǎn)依然是透水系數(shù)大，雨水能及時(shí)通過(guò)路面磚滲入地下，或者儲(chǔ)存于路面磚的空隙中。

在建設(shè)檔案館過(guò)程中，可將滲水磚廣泛用于檔案館庭院、廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、樹(shù)坑、人行步道等路面的鋪設(shè)，這樣既可以減輕排水系統(tǒng)負(fù)荷及雨水的尖峰徑流量，補(bǔ)充地下水涵養(yǎng)，減少因地下水位下降造成的地面下陷，又可以減少城市及檔案館周邊區(qū)域氣溫逐漸升高和氣候干燥狀況，降低熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)微氣候。總之，滲水磚既可以美化檔案館環(huán)境，又可以防止寶貴水資源的流失，具有良好的社會(huì)、環(huán)境和生態(tài)效應(yīng)。

1.3 自然采光

自然采光是指建筑物室內(nèi)對(duì)自然光的利用。在設(shè)計(jì)建造檔案館的過(guò)程中，合理利用自然采光，既有利于檔案館降低能耗，又有利于提高辦公區(qū)及對(duì)外開(kāi)放區(qū)域中工作人員和利用者的舒適度。

不同的建筑朝向和造型，其自然采光效果差異十分明顯。有些建筑造型有利于改善自然采光效果，在檔案館設(shè)計(jì)過(guò)程中可以在條件允許下盡可能地予以考慮。比如，建筑大廳頂層是否可以設(shè)置采光天窗，大廳門(mén)口兩側(cè)是否可以設(shè)置高大窗口等。采光系數(shù)較高，自然采光理想，采光均勻度好，無(wú)眩光，是室內(nèi)自然采光效果良好的體現(xiàn)。

地下空間一般采光效果較差，為改善地下空間的自然采光效果，可以采用導(dǎo)光管自然采光技術(shù)將室外的自然光引入地下室，改善地下空間自然光利用效果，節(jié)省地下空間日間照明能耗。此外，還可以利用設(shè)立采光井等技術(shù)，提高地下空間的自然采光面積。

2.主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)

主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)主要包括可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)系統(tǒng)、太陽(yáng)能照明系統(tǒng)、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、雨水回用系統(tǒng)等。

2.1 可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)

我國(guó)大部分城市夏天熱、冬天冷的現(xiàn)象十分突出，這些城市夏季建筑制冷的耗電峰值已經(jīng)達(dá)總用電量的1/3以上，而用于抵消陽(yáng)光熱的空調(diào)耗能可達(dá)總量的40%。因此，在夏季炎熱的地區(qū)使用建筑外遮陽(yáng)可使室內(nèi)溫度最大降低2℃左右，可大大減少為抵消陽(yáng)光熱的空調(diào)耗能。這對(duì)建筑節(jié)能十分有效，應(yīng)當(dāng)作為今后檔案館建筑節(jié)能的重點(diǎn)發(fā)展方向。但是想規(guī)模化地使用建筑外遮陽(yáng)，還需要設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝、檢測(cè)、保修等一系列的配套服務(wù)。

采光玻璃窗的設(shè)置，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入室內(nèi)的陽(yáng)光較多，采用外遮陽(yáng)百葉簾可有效阻擋太陽(yáng)輻射，使室溫不致隨室外氣溫大幅上升，大大減少了空調(diào)用電負(fù)荷。此外，還可以考慮在墻外設(shè)置電動(dòng)遮陽(yáng)簾系統(tǒng)。通過(guò)此裝置夏季可以減少太陽(yáng)得熱，冬季可以盡量增加太陽(yáng)得熱以及防止室內(nèi)眩光。有些遮陽(yáng)系統(tǒng)的控制有開(kāi)關(guān)控制、遙控控制、風(fēng)光雨感應(yīng)等多種控制方式，遮陽(yáng)簾群動(dòng)設(shè)計(jì)可同時(shí)同步動(dòng)作，也可根據(jù)陽(yáng)光在一天中不同的位置情況，各自每組單獨(dú)動(dòng)作，以達(dá)到遮陽(yáng)的同時(shí)，有最大的自然采光效果。

2.2 太陽(yáng)能發(fā)電

在無(wú)法設(shè)置采光井及天窗的側(cè)面，可以選擇設(shè)置太陽(yáng)能光伏電板，提供部分區(qū)域如空調(diào)機(jī)房、地下室、庭院等的照明用電。

采用太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)可以減少對(duì)環(huán)境的危害，還可以最大限量地提高發(fā)電效率并節(jié)約投資成本。通過(guò)與市電并網(wǎng)連接，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能自發(fā)自用，由市電作補(bǔ)充，并可在不良光照條件和夜間自動(dòng)切換到市電模式，安全穩(wěn)定。

屋頂部分光伏陣列設(shè)計(jì)方案，一般應(yīng)考慮檔案館建筑陽(yáng)面的坡屋面，采用安裝光伏組件，在滿(mǎn)足建筑立面造型的同時(shí)，滿(mǎn)足建筑、防火、保溫等功能，既不破壞原始建筑設(shè)計(jì)又能夠?qū)崿F(xiàn)能源利用，實(shí)效效果達(dá)到最大化。

2.3 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的中央空調(diào)有空氣源熱泵（風(fēng)冷機(jī)組）和水冷冷水機(jī)組等形式?？諝庠礋岜茫L(fēng)冷機(jī)組）和水冷冷水機(jī)組在制冷時(shí)都是把房間的熱量向室外空氣排放，受室外氣溫因素影響較大，其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低，尤其在高溫高濕地區(qū)，機(jī)組制冷性能極不穩(wěn)定，效率低下。而地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)則能夠比較有效地克服這些不利因素，對(duì)于節(jié)能環(huán)保具有積極意義。

地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤熱交換器地源熱泵兩種形式。土壤熱交換器地源空調(diào)系統(tǒng)，是把熱交換器埋于地下，通過(guò)水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。夏季通過(guò)機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對(duì)房間進(jìn)行降溫，同時(shí)儲(chǔ)存熱量，以備冬用。冬季通過(guò)熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，對(duì)房間進(jìn)行供暖，同時(shí)儲(chǔ)存冷量，以備夏用。大地土壤提供了一個(gè)很好的免費(fèi)能量存貯源泉，這樣就實(shí)現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜龋┑牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，既可供熱又可制冷的高效、環(huán)保、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵可以分為地下水源熱泵以及地表水源熱泵。地下水熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說(shuō)的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過(guò)建造抽水井群將地下水抽出，通過(guò)二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井群灌回地下。地表水熱泵系統(tǒng)，則是通過(guò)直接抽取或者間接換熱的方式，利用包括江水、河水、湖水、水庫(kù)水以及海水作為熱泵的冷熱源。

如果檔案館所處位置附近有著豐富優(yōu)質(zhì)的水資源，則可以考慮設(shè)計(jì)采用水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。從環(huán)境影響上看，水源熱泵系統(tǒng)二氧化碳、二氧化硫、粉塵的減排量均相當(dāng)可觀。從經(jīng)濟(jì)效益上分析，水源熱泵系統(tǒng)與VRV系統(tǒng)初投資相差不大，通過(guò)節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，較短時(shí)間即可收回初投資。坐落于海州灣畔的贛榆縣是江蘇省親海近海第一縣城，2009年成功申創(chuàng)全國(guó)可再生能源示范縣。該縣以示范推廣可再生能源作為實(shí)現(xiàn)城市轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手，在眾多措施中就包括充分發(fā)揮海水資源豐富的優(yōu)勢(shì)，大力示范應(yīng)用海水源熱泵技術(shù)，目前已完成財(cái)稅業(yè)務(wù)樓、文化四館（博物館、圖書(shū)館、規(guī)劃展覽館、檔案館）等一批海水源熱泵項(xiàng)目，總建筑面積達(dá)3.43萬(wàn)平方米，年節(jié)約運(yùn)行電量160萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)能折合標(biāo)準(zhǔn)煤500噸。

2.4 雨水回用系統(tǒng)

城市雨水利用，是通過(guò)雨水入滲調(diào)控和地表（包括屋面）徑流調(diào)控，實(shí)現(xiàn)雨水的資源化，使水文循環(huán)向著有利于城市生活的方向發(fā)展，既可節(jié)省有限的水資源，又是保護(hù)環(huán)境、防治水污染、建設(shè)和諧社會(huì)的重要技術(shù)保障措施。

在檔案館建設(shè)過(guò)程中設(shè)置雨水積蓄利用系統(tǒng)收集城市雨水，經(jīng)過(guò)處理凈化后，用于生活雜用水、綠化用水、景觀補(bǔ)水、沖洗道路及冷卻循環(huán)等，充分利用雨水資源，可以大大減輕城市的需水壓力，緩解地下水的資源緊張狀況，是改善城市生態(tài)環(huán)境的重要部分，將會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

建立雨水回用系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)考慮檔案館所在地的氣候條件，比如是否處于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，雨量是否充沛。雨水收集范圍一般為檔案館建筑屋面，根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，合理選取雨量徑流系數(shù)。收集的屋面雨水可用于綠化、冷卻塔補(bǔ)水等，整體投資回收期不宜太長(zhǎng)。同時(shí)，采取節(jié)水器具和收集雨水，通過(guò)收集雨水代替市政供水，可以節(jié)約可觀的市政供水，產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)大大減少雨水中懸浮物和污染物的排放，節(jié)能意義顯著。

3.結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)綠色檔案館建筑的低碳追求，措施眾多，不一而足。比如，圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、保溫隔熱墻體材料應(yīng)用、窗墻比控制、屋頂綠色植被、呼吸式幕墻、新風(fēng)熱回收、建筑施工固體廢棄物回收再利用、智能化管理等，也都是行之有效的節(jié)能減排措施。

受所在地區(qū)氣候環(huán)境、經(jīng)費(fèi)投入不同等影響，檔案館對(duì)具體綠色技術(shù)的選擇和使用亦應(yīng)有所側(cè)重。一般來(lái)說(shuō)，在檔案館建設(shè)實(shí)踐中，被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)通常可適用于各個(gè)地區(qū)、各種條件的檔案館，而對(duì)于主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，各檔案館應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，因地制宜地選擇適宜的節(jié)能技術(shù)方案，并且盡可能地予以?xún)?yōu)化，提高綜合效能。值得一提的是，蘇州工業(yè)園區(qū)檔案大廈綜合運(yùn)用了多項(xiàng)綠色技術(shù)，主要包括呼吸式幕墻、綠色自循環(huán)屋頂微環(huán)境、太陽(yáng)能發(fā)電、自然光照明、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、雨水回收系統(tǒng)、遮陽(yáng)系統(tǒng)、全自動(dòng)控制的總控室等，是我國(guó)目前綠色檔案館建筑的典型范例，2010年底被住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部授予了三星級(jí)綠色建筑證書(shū)（代表了該認(rèn)證的最高級(jí)別），在全國(guó)樹(shù)立了綠色檔案建筑的新標(biāo)桿。

建設(shè)綠色檔案館，應(yīng)當(dāng)通過(guò)綜合運(yùn)用綠色技術(shù)，在有限的投資條件下，努力實(shí)現(xiàn)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材的目標(biāo)，同時(shí)創(chuàng)造出一個(gè)健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，而且所采用的綠色技術(shù)應(yīng)當(dāng)能夠體現(xiàn)出社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益的高度統(tǒng)一。

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A Brief Introduction on Building Techniques for Green Archives

Wang Xi
(Research Institute of Archival Science and Technology of SAAC,Beijing,100050)

Thispaper introduced the main typesand subsequent characteristics of energy-saving techniques,both passive and positive,based upon the principal of sustained development.The author described briefly the application of some energy-saving techniques in building green archival repositories,such as natural ventilation systems,solar systems,geo-thermo air-conditioning systems,and rain reusing systems.It points out the spirit that we should adjust measures to local conditions in order to increase the comprehensive efficiency in building green archival repositories.

Archival Repository；Buildings；Green；Energy-saving

G273.3

王熹，女，1984年生，國(guó)家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所助理館員。