綠色檔案館建筑技術概述

王 熹

（國家檔案局檔案科學技術研究所，北京，100050）

綠色檔案館建筑技術概述

王 熹

（國家檔案局檔案科學技術研究所，北京，100050）

文章根據可持續發展的原則要求，從被動、主動兩種形式分別闡述了當前檔案館建筑節能技術的主要種類和特點，重點討論了自然通風和采光、滲水磚、太陽能發電、地源熱泵、雨水回用等節能技術在建設綠色檔案館過程中的應用和注意事項，明確了在綠色檔案館建筑技術應用中因地制宜、提高綜合效能的指導思想。

檔案館 建筑 綠色 節能減排

國務院最近討論通過了《節能減排“十二五”規劃》，要求進一步開展全民節能減排，倡導與我國國情相適應的文明、節約、綠色的生產方式和消費方式。綠色生態理念已逐步成為我國檔案館建設中的一項重要原則，近年來在我國檔案部門日益深入人心。

建設綠色檔案館，應當從設計之初就運用綠色生態理念，并基于對檔案館建筑的功能特點、目標定位的理解，本著“因地制宜”的設計原則，一方面在可再生能源利用方面選用適宜的技術，一方面在水資源、土地資源等方面也采取相應的措施，同時盡可能地滿足檔案人員和利用人員等建筑使用者的舒適感，體現檔案館建筑與自然的和諧統一。在節能技術的具體選擇使用上，各級檔案館應當優先考慮被動式節能技術，如自然通風、自然采光、滲水磚、環境綠化等；對于主動式節能技術的應用，如可調節外遮陽系統、太陽能照明系統、地源熱泵空調系統、雨水回用系統等，應根據各檔案館自身特點，因地制宜地選擇適宜的節能技術方案，并且盡可能地予以優化，提高綜合效能。

1.被動式節能技術

被動式節能技術主要包括自然通風、自然采光、滲水磚、環境綠化等。

1.1 自然通風

一般來說，在一年中的過渡季節期間可以不使用空調，直接進行自然通風，能夠節省不少電量，節約電費。此外，其他季節也可以根據天氣情況擇時進行自然通風。為了達到夏季自然通風的效果，甚至有時可以取代空調，以有效降低建筑能耗，可以采用建筑不同朝向、不同窗墻比設計的方式。例如蘇州工業園區檔案館通過CFD模擬和多區域網絡法模擬，對建筑的不同朝向、不同窗墻比進行了詳細比較分析，最后給出了最優化方案，獲得了良好的自然通風效果。

建筑物內自然通風的實現是由建筑物兩側或上下的壓力梯度引起的。壓差來源于兩個方面：外部風的作用（風壓）和室內室外的空氣溫度梯度（熱壓）。通過合理的建筑設計，可以充分利用這種風壓或熱壓實現自然通風。

自然通風設計過程中，應當考慮檔案館所在地的最大主導風向，以及檔案館的整體布局，要便于使建筑物某一側面在夏季形成集風口，以利于室外主導風的進入；而檔案館建筑所處位置或朝向布局，在冬季要有利于預防風。總之，檔案館建筑總平面設計應有利于避開冬季主導風向，同時夏季利于自然通風。

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、粉煤灰等環保材料為主，高壓成形而得到的綠色環保新型建材。滲水磚透水性好，維護成本低，易于更換，便于路面下管線埋設。此外，滲水磚顏色、形狀多樣，與四周環境相映襯，自然美觀。

滲水磚作為一種新型綠色環保建材，具有很多突出的特點，比如：自然降水能夠迅速透過地表，適時補充地下水資源；透氣透水性好，發揮土壤調節城市的溫度和濕度的優勢，維護城市地表生態平衡；雨天路面無積水，改善車輛行駛及行人的安全性與舒適性；吸收車輛行駛所產生的噪音，創造安靜舒適的交通環境等。當然，與普通混凝土路面磚相比，滲水磚最大的特點依然是透水系數大，雨水能及時通過路面磚滲入地下，或者儲存于路面磚的空隙中。

在建設檔案館過程中，可將滲水磚廣泛用于檔案館庭院、廣場、停車場、樹坑、人行步道等路面的鋪設，這樣既可以減輕排水系統負荷及雨水的尖峰徑流量，補充地下水涵養，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域氣溫逐漸升高和氣候干燥狀況，降低熱島效應，調節微氣候。總之，滲水磚既可以美化檔案館環境，又可以防止寶貴水資源的流失，具有良好的社會、環境和生態效應。

1.3 自然采光

自然采光是指建筑物室內對自然光的利用。在設計建造檔案館的過程中，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及對外開放區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，在檔案館設計過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置采光天窗，大廳門口兩側是否可以設置高大窗口等。采光系數較高，自然采光理想，采光均勻度好，無眩光，是室內自然采光效果良好的體現。

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，可以采用導光管自然采光技術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，節省地下空間日間照明能耗。此外，還可以利用設立采光井等技術，提高地下空間的自然采光面積。

2.主動式節能技術

主動式節能技術主要包括可調節外遮陽系統、太陽能照明系統、地源熱泵空調系統、雨水回用系統等。

2.1 可調節外遮陽

我國大部分城市夏天熱、冬天冷的現象十分突出，這些城市夏季建筑制冷的耗電峰值已經達總用電量的1/3以上，而用于抵消陽光熱的空調耗能可達總量的40%。因此，在夏季炎熱的地區使用建筑外遮陽可使室內溫度最大降低2℃左右，可大大減少為抵消陽光熱的空調耗能。這對建筑節能十分有效，應當作為今后檔案館建筑節能的重點發展方向。但是想規模化地使用建筑外遮陽，還需要設計、生產、安裝、檢測、保修等一系列的配套服務。

采光玻璃窗的設置，會導致進入室內的陽光較多，采用外遮陽百葉簾可有效阻擋太陽輻射，使室溫不致隨室外氣溫大幅上升，大大減少了空調用電負荷。此外，還可以考慮在墻外設置電動遮陽簾系統。通過此裝置夏季可以減少太陽得熱，冬季可以盡量增加太陽得熱以及防止室內眩光。有些遮陽系統的控制有開關控制、遙控控制、風光雨感應等多種控制方式，遮陽簾群動設計可同時同步動作，也可根據陽光在一天中不同的位置情況，各自每組單獨動作，以達到遮陽的同時，有最大的自然采光效果。

2.2 太陽能發電

在無法設置采光井及天窗的側面，可以選擇設置太陽能光伏電板，提供部分區域如空調機房、地下室、庭院等的照明用電。

采用太陽能光伏系統可以減少對環境的危害，還可以最大限量地提高發電效率并節約投資成本。通過與市電并網連接，可以實現太陽能自發自用，由市電作補充，并可在不良光照條件和夜間自動切換到市電模式，安全穩定。

屋頂部分光伏陣列設計方案，一般應考慮檔案館建筑陽面的坡屋面，采用安裝光伏組件，在滿足建筑立面造型的同時，滿足建筑、防火、保溫等功能，既不破壞原始建筑設計又能夠實現能源利用，實效效果達到最大化。

2.3 地源熱泵空調系統

傳統的中央空調有空氣源熱泵（風冷機組）和水冷冷水機組等形式。空氣源熱泵（風冷機組）和水冷冷水機組在制冷時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，機組制冷性能極不穩定，效率低下。而地源熱泵空調系統則能夠比較有效地克服這些不利因素，對于節能環保具有積極意義。

地源熱泵中央空調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系統，是把熱交換器埋于地下，通過水在由高強度塑料管組成的封閉環路中循環流動，從而實現與大地土壤進行冷熱交換的目的。夏季通過機組將房間內的熱量轉移到地下，對房間進行降溫，同時儲存熱量，以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉移到房間，對房間進行供暖，同時儲存冷量，以備夏用。大地土壤提供了一個很好的免費能量存貯源泉，這樣就實現了能量的季節轉換。

水源熱泵技術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（工業廢水、地熱尾水等）的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移，既可供熱又可制冷的高效、環保、節能的空調系統。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，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組，經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，則是通過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質的水資源，則可以考慮設計采用水源熱泵中央空調系統。從環境影響上看，水源熱泵系統二氧化碳、二氧化硫、粉塵的減排量均相當可觀。從經濟效益上分析，水源熱泵系統與VRV系統初投資相差不大，通過節約運行費用，較短時間即可收回初投資。坐落于海州灣畔的贛榆縣是江蘇省親海近海第一縣城，2009年成功申創全國可再生能源示范縣。該縣以示范推廣可再生能源作為實現城市轉型升級的重要抓手，在眾多措施中就包括充分發揮海水資源豐富的優勢，大力示范應用海水源熱泵技術，目前已完成財稅業務樓、文化四館（博物館、圖書館、規劃展覽館、檔案館）等一批海水源熱泵項目，總建筑面積達3.43萬平方米，年節約運行電量160萬千瓦時，節能折合標準煤500噸。

2.4 雨水回用系統

城市雨水利用，是通過雨水入滲調控和地表（包括屋面）徑流調控，實現雨水的資源化，使水文循環向著有利于城市生活的方向發展，既可節省有限的水資源，又是保護環境、防治水污染、建設和諧社會的重要技術保障措施。

在檔案館建設過程中設置雨水積蓄利用系統收集城市雨水，經過處理凈化后，用于生活雜用水、綠化用水、景觀補水、沖洗道路及冷卻循環等，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，是改善城市生態環境的重要部分，將會產生巨大的社會、環境及經濟效益。

建立雨水回用系統，應當考慮檔案館所在地的氣候條件，比如是否處于亞熱帶濕潤季風氣候區，雨量是否充沛。雨水收集范圍一般為檔案館建筑屋面，根據《建筑與小區雨水利用工程技術規范》規定，合理選取雨量徑流系數。收集的屋面雨水可用于綠化、冷卻塔補水等，整體投資回收期不宜太長。同時，采取節水器具和收集雨水，通過收集雨水代替市政供水，可以節約可觀的市政供水，產生直接的經濟效益，同時大大減少雨水中懸浮物和污染物的排放，節能意義顯著。

3.結語

實現綠色檔案館建筑的低碳追求，措施眾多，不一而足。比如，圍護結構優化設計、保溫隔熱墻體材料應用、窗墻比控制、屋頂綠色植被、呼吸式幕墻、新風熱回收、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能減排措施。

受所在地區氣候環境、經費投入不同等影響，檔案館對具體綠色技術的選擇和使用亦應有所側重。一般來說，在檔案館建設實踐中，被動式節能技術通常可適用于各個地區、各種條件的檔案館，而對于主動式節能技術，各檔案館應根據自身特點，因地制宜地選擇適宜的節能技術方案，并且盡可能地予以優化，提高綜合效能。值得一提的是，蘇州工業園區檔案大廈綜合運用了多項綠色技術，主要包括呼吸式幕墻、綠色自循環屋頂微環境、太陽能發電、自然光照明、地源熱泵空調系統、雨水回收系統、遮陽系統、全自動控制的總控室等，是我國目前綠色檔案館建筑的典型范例，2010年底被住房和城鄉建設部授予了三星級綠色建筑證書（代表了該認證的最高級別），在全國樹立了綠色檔案建筑的新標桿。

建設綠色檔案館，應當通過綜合運用綠色技術，在有限的投資條件下，努力實現節地、節能、節水、節材的目標，同時創造出一個健康舒適的室內環境，而且所采用的綠色技術應當能夠體現出社會、環境及經濟效益的高度統一。

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［11］建筑與小區雨水利用工程技術規范［S］.GB/T 50400-2006。

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，國家檔案局檔案科學技術研究所助理館員。