檔案館庫房圍護結構的節能設計

圍護結構，是指圍合建筑空間四周的墻體、門、窗等。按是否同室外空氣接觸，圍護結構又分為外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構是指同室外空氣直接接觸的維護結構，如外墻、屋頂、側窗、外門等，用以抵御風雨、溫度變化、太陽輻射等；內維護結構是指不同室外空氣直接介乎的維護結構，如隔墻、樓板、內門和內窗等，起分隔室內空間作用。一般講，圍護結構通常是指外墻和屋頂等外圍護結構。

據權威部門統計，在公共建筑的全年能耗中，大約50％～60％消耗于空調制冷與采暖系統，20％～30％用于照明。而在空調采暖這部分能耗中，大約20％—50％由外圍護結構傳熱所消耗(夏熱冬暖地區大約20％，夏熱冬冷地區大約35％，寒冷地區大約40％，嚴寒地區大約50％)，也就是，公共建筑圍護結構傳熱所消耗能量，約占整個公共建筑能耗的1/3。在檔案館等公共建筑設計中，加強圍護結構節能設計顯得尤為重要。

下面，就從這三個方面探討一下檔案庫房圍護結構的節能設計。

一、檔案館庫房墻體的節能設計

墻體是最主要的外圍護結構，在外圍護結構中，占的比重最大，發揮的作用最顯著。因此，墻體節能是檔案庫房節能設計中最主要的方面。

墻體有單一墻體和復合墻體。單一墻體節能主要通過改善主體結構材料本身的熱工性能來達到墻體節能效果，加氣混凝土、空洞率高的多孔磚或空心砌塊可用作單一節能墻體。復合墻體節能主要是通過在墻體主體結構基礎上增加一層或幾層復合的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能。根據復合材料與主體結構位置的不同，又分為內保溫技術、外保溫技術及夾心保溫技術。由于單一墻體節能效果不如復合墻體，因此，國外的大型檔案館墻體建筑一般都采用復合墻體結構，實踐證明，效果良好。在我國檔案庫房墻體節能設計中，也應鼓勵采用復合墻體。

復合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結構，與保溫隔熱材料復合，或在框架結構中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為墻體。目前建筑用保溫、隔熱材料主要有巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、加氣混凝土及膠粉聚苯顆粒漿料等。這些材料的生產、制作都需要采用特殊的工藝、特殊的設備，而不是傳統技術所能及的。值得一提的是膠粉聚苯顆粒漿料，它是將膠粉料和聚苯顆粒輕骨料加水攪拌成漿料，抹于墻體外表面，形成無空腔保溫層。聚苯顆粒骨料是采用回收的廢聚苯板經粉碎制成，而膠粉料摻有大量的粉煤灰，屬于資源綜合利用、節能環保的材料。墻體的復合技術有內附保溫層、外附保溫層和夾心保溫層三種。我國采用夾心保溫作法的較多，近年來，外附保溫層的作法也在逐漸增多。在歐洲各國，大多采用外附發泡聚苯板的作法。德國外保溫建筑占建筑總量的80％，而其中70％均采用泡沫聚苯板。

二、檔案館庫房門窗的節能設計

據統計資料，在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此，解決好門窗節能的問題相當重要。

門窗的節能設計應主要考慮:①控制建筑不同朝向的窗墻面積比;②設置遮陽措施，我國節能標準中規定，夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區以及寒冷地區中制冷負荷大的建筑的外窗(包括透明幕墻)宜設置外部遮陽;③根據需要合理地組織門窗的通風換氣，盡量采用自然通風;④嚴寒、寒冷地區建筑的外門宜設門斗或采取其它減少冷風滲透的措施，其它地區建筑外門也應采取保溫隔熱節能措施;⑤選擇高性能的建筑門窗，改變消極保溫隔熱的單一節能觀念，積極選擇節能和用能相結合的門窗產品。

檔案庫房外窗的保溫隔熱性能主要取決于所采用的玻璃的保溫隔熱性能。中空玻璃的間隔層層數、距離、間隔層內的氣體，LOW-E中空玻璃膜層的輻射率等，都對玻璃的保溫性能都有影響，可根據標準，對不同類型的外窗部分的傳熱系數限值來確定玻璃。

不同材料的窗框對外窗的傳熱系數影響較大，也不容忽視。塑料窗框、木窗框等因材料本身的傳熱系數較小，對外窗的傳熱系數影響不大；鋁合金窗框，鋼窗框等材料本身的導熱系數很大，形成的熱橋對外窗的傳熱系數影響較大，必須采用斷橋處理。斷橋處理做法有：聚酰胺（PA）斷熱條，聚胺脂（PU）等，對保溫性能要求高的外窗，應選擇斷橋效果好的鋁型材。

20世紀70年代末，隔熱斷橋鋁型材在國外問世，主要用于高寒地區的鋁合金門窗，到20世紀80年代末開始用于高寒地區的有框玻璃幕墻。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也采用這種技術。隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產生一個連續的隔熱區域，利用隔熱條將鋁合金型材分隔成2個部分。隔熱條“冷橋”選用材料為聚酰胺尼龍66，遠小于鋁合金的導熱系數，而力學性能指標與鋁合金相當。

三、檔案館庫房屋頂的節能設計

屋頂的保溫、隔熱是圍護結構節能的重點之一。在寒冷的地區屋頂要設保溫層，以阻止室內熱量散失；在炎熱的地區屋頂設置隔熱降溫層以阻止太陽的輻射熱傳至室內。

屋頂保溫常用的技術措施是，在屋頂防水層下設置導熱系數小的輕質材料用作保溫，如膨脹珍珠巖、玻璃棉等；也可在屋面防水層以上設置聚苯乙烯泡沫。在英國有另外一種保溫層作法，采用回收廢紙制成紙纖維，這種紙纖維生產能耗極小，保溫性能優良，紙纖維經過硼砂阻燃處理，也能防火。屋頂隔熱降溫的方法有，架空通風、屋頂蓄水或定時噴水、屋頂綠化等。以上作法都能不同程度地滿足屋頂節能的要求，但目前最受推崇的是利用智能技術、生態技術來實現建筑節能的愿望。如太陽能集熱屋頂和可控制的通風屋頂等。

屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，主要節能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫;③根據需要，設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。

檔案庫房節能設計是一個系統工程，不能試圖采用一種方法就能解決所有問題，必須統籌考慮。對于檔案庫房圍護結構細部的節能設計也應高度重視，這對于建筑物的整體節能也非常重要。如：外墻出挑構件及附墻部件，如空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施;窗口外側四周墻面，應進行保溫處理;門、窗框與墻體之間的縫隙，應采用高效保溫材料填堵;門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙，宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封，避免不同材料界面開裂，影響門、窗的熱工性能。