《公共节能设计标准》对档案馆建筑的

本文通过对《公共节能设计标准》的解读,分析节能设计的措施及节能目标的实现方式.GB50189-2005对档案馆建筑的主要启示是在档案馆建筑设计与建设中需要考虑节能措施,档案馆建筑标准应及时修订,不断完善,增加节能的内容,尽量减少营运成本.节能措施的应用是档案馆建筑可持续发展的必要条件.

GB50189-2005的主要内容及核心思想

GB50189-2005的颁布与实施是为了规范全国公共建筑节能设计,提高公共建筑能量利用率,从根本上扭转公共建筑能量浪费的局面.GB50189-2005共分5章和3个附录,总计条文93条.其主要内容反映在第4章建筑与建筑热工设计,第5章采暖、通风和空气调节节能设计.GB50189-2005用两条途径(两种方法)进行节能设计,一种为规定性方法,如果建筑设计符合GB50189-2005第4章中对窗墙比等参数的规定,同时也符合第5章强制条文的规定,那么,设计者可以方便地按所设计建筑的城市(或靠近城市)查取GB5018-2005中的相关表格,得到护结构节能设计参数值,按此参数设计的建筑即符合节能设计标准规定；另一种为性能化方法,如果建筑设计不能满足第4章中对窗墙比等参数的规定,必须使用权衡判断法通过计算判定护结构的总体热工性能是否符合节能要求,权衡判断法需要对全年采暖和空调能耗计算,以确定该建筑的节能设计参数.规定性方法操作容易、简便；性能化方法则给设计者更多、更灵活的余地.

GB50189-2005给出了节能设计计算参数,如室内采暖设计温度、新风量设计.在加热的情况下,室内温度每降低1度,能耗可降低5％～10％.根据温度与节能的关系可以设置温度,但同时还要考虑室内的功能划分,不同室内,温度规定在不同的范围.

热传系数对建筑耗能影响很大,寒冷地区,护结构热传系数限值要求较高,夏热冬冷地区,主要考虑隔热,综合我国不同地区的情况,本标准认为屋面传热系数定为0.7w／(m2K),外墙为1.0w／(m2K)较为合适.

对于建筑在设计时要对平面、朝向、太阳辐射、通风等对能耗的影响进行分析,降低冬季采暖的能耗,尽可能利用太阳能取暖,多获得热能,降低热损失.夏季最大限度地减少热对室内温度的影响,通过自然来降温冷却.建筑的朝向是获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射,要想真正做到通过建筑物朝向获得夏季防热,冬季保温时要考虑多方面的因素.因地制宜地选择朝向,尤其是根据本地区或本地址的特性选择朝向,尽可能避免东西朝向.建筑物的体形越复杂、护结构面积越大,传热损失或受热影响就越大,因此,在设计体形时,要多方面考虑其耗能与体形的关系.

近年来,公共建筑的窗墙比有越来越大的趋势,窗户越来越大,这是由于人们希望公共建筑更加明亮,建筑整体更加美观,建筑视野更加宽阔,但窗户比墙体传热能力高许多,要想维持室内正常温度,需要采暖设备和空调的工作才能达到.本标准对窗墙比进行了规定,不大于0.7.

有些建筑为了追求视觉效果和保持建筑整体风格,整个建筑设计成全封闭式,或外窗开启率逐渐下降,这种做法不利于室内空气的流通和散热,室内温度、湿度完全靠采暖和空调控制,不利于节能.

GB50189-2005还对采暖通风及空气调节节能设计进行了规范,比如对空调冷负荷进行逐时计算,作为施工时依据,避免装机容量大,投资成本高,能量消耗增加等想象,热水集中采暖系统是比较合适的节能措施.

GB50189-2005中附录A是关于建筑外遮阳系数计算方法；附录B是围护结构热工性能的权衡计算；附录C是建筑物内的空调冷热水管道绝热厚度表,该表是从节能的解读出发,按经济厚度的原则制定的.

GB50189-2005对档案馆建筑的启示

GB50189-2005于2005年7月实施,其中10项条款为强制性条文,用黑体字注明,必须严格执行.建筑设计时必须要满足各式各样的规范,其中包括建筑设计的规范,节能规范,结构的规范等,是强制性的,这些规范有很多条文和基本内容与建筑可持续发展相关,比如施工图设计阶段,必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算.其中很多条款并不是强制性的,只起规定或建议的作用.

而对谓绿色建筑评价标准,比如我们国家推出了中国绿色标准标识,覆盖了住宅、公共建筑.GB50189-2005的许多条款及我国绿色建筑评价标准不属于强制性是强制性的,因为对于目前整个基本建筑行业的现状来讲,满足基本要求规范前提下,强制要求所有建筑项目都朝这个标准靠,可能有一定的困难,要有一个逐渐进步的过程.另外,国家的绿色建筑评价标准,比如住宅,对于风环境、自然采光、通风、节水、节地、节能、节材等等都有很明确的指标,国际通行的评价标准也基本如此,都有相当多非常明确的指标.

档案馆建筑设计规范(JGJ25-2000)为强制性标准,见下表.其中对档案馆馆址、面积、建筑设计、用房、建筑防护等作了规定.强制性标准要求在设计和建设时需要满足标准的要求,但从实际情况看,每一项都符合JGJ25-2000很难做到,与其这样,倒不如将此标准中的部分条款定为强制性条款,如防震等级为7级可列为强制性条款,部分内容只作为规定或建议,尤其是如今后加上节能评价参数,可否考虑将其列为非强制性标准或条款.因为各级档案馆建筑基础条件不同,需要根据自己的实际情况制定其节能的目标.

档案馆建筑设计规范(JGJ25-2000)实施已有10年时间,按标准建设的要求,标准实施5年后可以修订.JGJ25-2000部分内容已经不能满足当今建筑的要求.如通风方式,过去主要采用的是自然通风,现在很多档案馆是利用空调系统进行通风,通风的计算方法也不同,通风量的规定不统一无法指导实际操作.另外JGJ25-2000缺失部分内容,对指导目前档案馆建筑设计规划和建设有一定影响.比如建筑节能参数、节能建筑设计计算方法、节能措施如冷暖设备、通风、遮阳节能等都没有涉及.近些年来,档案馆的业务工作也做了部分调整,建筑用房功能需要重新考虑和定位,比如数字化业务是目前档案馆正常工作任务之一,建筑用房需要将其考虑其中.这些内容的调整、补充都需要在档案馆建筑设计规范中体现出来.

档案馆建筑设计规范(JGJ25-2000)需要参考GB50189-2005的部分内容,但要考虑其自身的特殊性.比如保存对象的特殊性.档案馆建筑设计时需要考虑节约化、有利于档案保存、无害化、集约化.这些原则怎么写作于可持续档案馆建筑的最终目标.实现档案馆建筑的可持续发展就要以建筑结构功能的灵活使用、可拓展性与现实可行性为基本准则,实现最大限度的统一；节能降耗,尽量减少营运成本是档案馆建筑可持续发展的必要条件；讲究环境效益是档案馆建筑设计可持续发展的主要标准；结构化综合布线是满足图书馆建筑可持续发展的一个重要环节.

中国的传统档案馆建筑或藏书楼建筑,比如北京的皇史成、需要关注它的护结构、采光、通风、照明,是否做到防光,是不是自然的对流,建筑方向是不是南北,防潮.现代档案建筑对防光、防潮、采光、地面承重、密闭与通风等有一定的要求,在建筑设计时要考虑这一特点.

档案馆建筑的节能措施

GB50189-2005节能的目标是在保证相同的环境条件下,与未采取节能措施相比,全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50％.第一个阶段,到2010年,全国新建建筑争取三分之一以上能够达到节能建筑和绿色建筑的标准,同时,全国城镇建筑的总耗能要实现节能50％；第二个阶段,到2020年,要通过进一步推广绿色建筑和节能建筑,使全社会建筑的总能耗能够达到节能65％的总目标.

节能档案馆的功能是要实现在没有使用任何采暖或制冷设备的前提下,让一年四季的室内气温尽可能地维持或接近档案库房保管的要求范围内,即温度14℃～24℃(±2℃),湿度45％～60％(±5％).这一基本原理可以运用在每个档案馆,并能指导以尽可能小的功率和能耗设计满足的档案馆建筑的要求.

我国大部分地区属于寒冷地区,冬季时间长,不论是冬季采暖,还是夏季防热,都离不开能源,怎样使冬季室内热量传出的少一些,夏季室外热量传人的少一些采暖能耗投入非常大.低温对纸质档案、胶片档案、磁性载体、光盘等保存是非常有益的,在冬季,对于夏热冬暖地区的档案馆可以不使用采暖设备,对于夏热冬冷地区的档案馆,尽量低标准地使用采暖设备,只要保证室内温度不在0℃以下即可.对于单独的档案库房,可以整体关闭采暖设备或尽可能降低采暖温度,对于档案库房与办公楼在同一楼的档案馆,可以完全或部分关闭采暖设备.我国北方档案馆冬季遇到的突出问题是档案馆建筑湿度严重偏小,这与使用采暖设备息息相关,采暖时间越长,采暖设置的库内温度越高,湿度会越小,库房内长期湿度低,会导致纸张水分减少,纸张发脆,严重影响纸张寿命.尤其是冬季的长期干燥和夏季的湿度增大这种忽高忽低的变化对纸张档案的长期保存是非常不利的.冬季可以适当降低室内温度,保证一定湿度,不但有利于保存档案,还有利于节能.

人们对夏热冬暖地区,从3月到6月,9月到11月,室外温度不高于28℃的天数占总天数的比例较大,有的可达60％以上,完全可以利用自然室外温度达到控制室内温度的目的,这样可以大大减少空调运行的时间,节约能源,同时也不会影响档案馆保存的档案.

档案馆建能源消耗最大的是采暖和制冷空调,其次是照明,前者约占60％～70％,而采暖和空调耗能中,50％以上是被护结构传热而消耗,要做到节能,需要从护结构设计和照明措施等入手.

减少建筑物的外表面积和加强围护结构保温,以减少传热耗热量；提高门窗的气密性,以减少空气渗透耗热量.在减少建筑物总失热量的前提下,尽量利用太阳辐射的热和建筑物内部的热,最终达到节约采暖设备供热量的目的.对于采暖供热系统来说,建筑节能的主要途径：改善采暖供热系统的设计和运行管理,以提高锅炉的运行效率；加强管道的保温,以提高室外管道的输送效率.

节能是点点滴滴的行为.新加坡用雨水收集系统灌溉花草节约了大量的淡水；广东省立中山图书馆新馆装置“雨水采集系统”,―方面回收生活用水,一方面收集雨水,经过处理后,用于卫生间冲洗和园林绿化灌溉等方面,以达到节水的目的；在档案馆建筑的周围种植绿色植物,尤其在建筑物的东西墙方向种植高大的绿树,一方面可以遮挡阳光,另一方面可以明显改变空气质量；沈阳市图书馆在屋顶种植草坪和花草,也起到了屋顶隔热的作用；有的单位将空调热回收,节能约25％；广东省立中山图书馆新馆设计中除广泛使用室外低负荷太阳能供电系统,为路灯、庭院灯、广告灯路牌导向灯提供照明电源外,还安装了大量的太阳能光伏发电系统,利用玻璃窗来收集太阳能,解决图书馆白天的照明问题.湖北省图书馆面积10万平方米,空调耗能是“大户”.为此在设计时考虑了两种空调模式“接力”省电：空调冷热系统采用地源热泵,节能40％.到峰谷电价最低值时,再“切换”到冰蓄冷系统空调,可以省电费30％.

按照瑞士的标准.完全依靠技术,节能率达到60％-70％不是梦想.档案馆建筑节能设计除了上面谈到的护结构,照明节能也是一条途径.档案馆照明规定应选择白炽灯,从实际使用情况看,很多档案馆选用日光灯.日光灯照明发光度高,均匀,但释放紫外线.近些年来,节能灯越来越普及,被应用于室内照明.节能灯的最大优点是节省能源,一般可以达到节能80％,而在公共建筑特别是档案馆还为被采用,原因是多方面的.但其中之一是人们还未建立节能的意识.

结语

《公共建筑节能设计标准》制定的目的就是要在设计阶段控制采暖、通风、空气调节和照明的能耗.对于寒冷地区、夏热冬冷地区,尤其是夏热冬冷地区,每年有相当长的空调时间,而空调系统的冷源耗能又是空调系统耗能的主体.该标准依据现行空调机组能效限定值及能源效率等级标准,提出高于限定值的能效指标,并作为强制性条文,目的就是要控制公共建筑的能耗,其中核心思想和理念值得档案馆建筑设计和建设时学习和借鉴.

档案馆建筑是百年大计,一个好的结构设计,更有利于今后将来的扩建和改建.为了后代可持续利用国家能源储藏,我们现在就必须采取紧急有效的节能措施,节约有限的能源.经历几十年的发展,许多档案馆库容量已经不能满足现在发展的需要,档案馆库房建设进入第二个高峰期,许多档案馆正在考虑改建、扩建或新建.一些发达国家较早地就认识到节能研究的意义并不断尝试节能建筑的推广,积累了许多成功的经验,找到了许多卓有成效的方法和途径,并已进入技术成熟阶段.对于即将新建的档案馆,要考虑节能,要考虑长远计划,就需要在档案馆设计之时,将节能的思想融入设计当中,充分利用国外的先进技术和经验,少走弯路,在满足档案保管的前提下,不造成不必要的浪费.