高校圖書館節能技術探析

王遠

摘 要：高校圖書館作為特殊的公共建筑，其能耗問題隨著高校建設力度和使用人群的擴大化而呈現逐漸上升的趨勢。高校圖書館目前在空調采暖、制冷、照明三者中的能耗最大，如何有效通過技術措施控制其能耗不僅能降低能耗，減少節能成本，同時可以為廣大師生創造一個高校舒適的熱環境。該文對圖書館能耗的影響因素進行了分析，并結合高校圖書館節能現狀進行總結，并最終歸納了高校圖書館可以借鑒的節能策略，以供參考。

關鍵詞：高校 圖書館 節能 熱環境

中圖分類號：G251 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（a）-0233-02

1 高等學校圖書館節能必要性與可行性

在我國建筑能耗中，公共建筑的能耗比例非常突出，目前我國公共建筑的能耗約占我國社會總能耗比例約為30%，且逐年上升。高校圖書館作為教育類公共建筑，其能耗問題和熱舒適問題令人堪憂。高校圖書館具有面積大，服務時間長，網絡化辦公造成的照明和用電能耗大，能耗需求高，長時間高強度的采暖、制冷、照明能耗嚴重造成了資源和能源的嚴重負荷。

節能減排工作是當前發展我國經濟，能源戰略有效實施的重要任務，建設可持續校園要本著“四節一環保”的原則，統籌協調資源能有的有效利用和保護自然環境，為高校師生創造一個舒適的熱環境。高校圖書館適用人群大，使用時間比較分散，能耗的構成有自己的特點，對其進行節能的控制可以降低建筑能耗，節約投資成本，促進生態校園的建設，此外對于改善和提高學生的學習環境具有重要意義。該文探討了目前我國高等學校圖書館木能耗現狀與影響因素，分析目前高校圖書館存在的節能問題，并提出了適用性的節能建議。

2 我國高校圖書館的能耗制約因素

2.1 建筑設計因素

建筑設計是影響建筑能耗最重要的因素。圖書館作為特殊的公共建筑，所面對的人群和承擔的服務功能都有其具體的特征，因此高校圖書館一方面要本著適用人群為大學師生的特點進行設計；另一方面要利用好大學校園的規劃條件，合理地選址。圖書館是大學的標志性建筑，一方面要保證其使用功能和作為標志性建筑的美觀功能；另一方面高校圖書館一般體積大，人員流動性高，密度大，如果不考慮節能則會造成巨大的能源浪費現象。很多高校的圖書館由于在設計前期沒有很好地考慮節能因素，造成了很多局部通風差，白天要依照人工照明才能維持正常的光照，南方部分高校圖書館建筑設計未協同建筑遮陽，立面太陽輻射嚴重，夏季室內氣溫偏高，需要通過空調才能正常工作，這些都是由于建筑設計不當而導致的能耗問題，可見前期對建筑設計不能很好的控制，那么后期圖書館在采暖、制冷、遮陽與通風方面的能耗就會越突出，節能成本也會越高，因此，好的建筑設計是圖書館實現高效節能的第一步工作。

2.2 建筑物體形系數

體型系數指的是建筑物外包面積（與大氣接觸的外表面積）V與建筑物的體積V0的比值。研究表明，建筑物的體型系數越大，建筑的外散熱量越大，也就越不節能，而建筑物的體型系數過小，則建筑缺乏變化，內部空間的功能、采光和通風都會受到影響。因此，合適的體型系數對建筑物的節能非常重要。我國對不同熱工氣候分區的建筑物規定了其體型系數的限制。

2.3 窗墻面積比

窗墻比表征建筑物立面窗戶面積與房屋立面單元的比值。高校圖書館是校園里比較重要的公共建筑，也是很多學校的典型標志性建筑，因此，在功能和外觀上都有一定的要求，但目前我國很多高校沒有處理好立面設計與建筑節能的關系，立面開窗過大，且大面積采用玻璃幕墻，外觀達到了要求，但是窗墻面積比不能達到規范要求，冬季的熱損失嚴重，夏季過大的窗戶會增加室內的熱量和溫度，在這種情況下，空調制冷成為了改善環境采取的必要行為，如此面積和使用人群的公共建筑空調制冷成為了制約節能。

3 對高校圖書館節能技術與策略的思考

3.1 結合建筑構件的自然通風

高校圖書館的通風措施是保證圖書館良好空氣和舒適第的重要措施，我國目前高校圖書館在通風技術方面的經驗做法一般都傾向于通過建筑設計的手段達到自然通風，如將圖書館的屋頂設計為通風屋頂，內設可開啟式百葉通風口，夏天打開實現自然通風，冬天關閉可以防止熱量散失（見圖1）。也有圖書館內院設置天井，利用垂直的風效應實現通風。也有很多處于炎熱地區的高校（見圖2）。

3.2 自然采光與智能照明

高校圖書館的照明能耗是整個能耗構成中比例較高的影響因素。由于圖書館學生的學習時間不一致，圖書館的辦公房間很多白天都開著燈的現象時有發生，每天每個圖書館的平均照明時間基本要達到10 h以上，照明設計應該能根據使用人群的時間分布規律，進行系統和有組織的照明系統設計。如多采用高效的節能型燈具，在走廊或者書架廊道內安裝聲控燈具等，實現人工智能控制。但從長遠來看，還是要盡可能采用自然光源，對人的傷害小，且大大降低了照明的能耗。此外要多引入太陽光進入室內，避免室內采光不足，對太陽光的軌跡進行研究，實現可調節光線引入，開設天窗或者天井采光都是可以采用的方法。

3.3 中央空調分區運行策略

我國目前多數高校都使用了中央空調系統。中央空調一定程度上改善了我們的學習環境，但也對能源需求提出了更高的挑戰，由于高校圖書館的使用人群基數大，時間長而分散，館內很多房間對于空調的使用時間和分布比例不一致，因此，建議今后中央空調實施更為智能的分區控制，對使用不是很頻繁的可以控制其運行時限，這將大大緩解目前能耗白白浪費的問題。

3.4 可再生能源的使用

可再生能源干凈，不污染環境，應該在圖書館有條件的情況下鼓勵使用，對于處于可再生能源比較便利的氣候區，應更多的適應氣候條件，如太陽能的使用，作為一種可再生能源，有效減少了采暖與空調能耗，就可以被利用到圖書館熱水系統與采暖系統中。圖書館在可再生能源的利用層面上，要利用好太陽能，將其作為能源的提供者。如高校圖書館在日照率比較豐富的地區可以通過在建筑物頂部或者主立面設置光伏電板，光伏電板通過收集太陽能一方面降低了熱量從屋頂或者朝向面進入室內的熱量；另一方面光伏電板收集的電量作為圖書館內部辦公的采暖與制冷的供電負荷量，同時立面光伏電板收集熱能起到了建筑遮陽的效果，避免了二次設計遮陽的成本費用。

太陽能光導照明則同樣可以作用于圖書館內部或者外環境設計中，利用建筑物的周圍空間或者沿窗布置的結構構件設置智能太陽能光導照明裝置，白天收集的熱量可以轉化為電能為圖書館的內部辦公與外部空間環境提供正常的光照補充，節約了用電負荷。

4 結語

高校圖書館的節能工作是一個連貫和系統的工程，需要設計者和使用者共同努力才可以實現真正節能，由于高校圖書館所處氣候熱工分區的差異性和使用性質上差異性，節能工作呈現不同的特點，總之，在圖書館節能的問題上要解決好建筑設計與建筑節能的關系，合理選址基址與朝向，合理控制建筑的窗墻面積比和采光系數，并有效運用自然采光與通風，在有條件的地方要盡可能使用新能源和可再生能源。

參考文獻

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