被動式生態檔案館設計策略初探

摘 要：在創新才能持續發展的背景下，綠色、生態已經成為城市、建筑可持續發展的關鍵。本文通過對被動式生態檔案館的概念、預期達到的效果進行分析，初步提出被動式生態檔案館的設計策略。

關鍵詞：被動式生態檔案館；設計策略

一、被動式建筑與被動式生態檔案館的概念

被動式建筑，也稱為被動式超低能耗建筑、被動房等，是一種全新的節能建筑概念，是指不通過傳統的外部能源提供方式和主動的空氣調節形式，而是通過極佳的外圍護結構，帶有熱回收功能的新風系統以及無熱橋設計等手段，使房屋在不需要傳統外部設備提供能量來源、以及使用非常小的能耗的情況下仍能保持高舒適性。

被動式生態檔案館是不需要“主動”提供能量的一種檔案館，使得檔案館對采暖、空調等耗能需求的最小化，同時加以生態化設計，利用綠色設計以及可再生能源、少量利用新風系統等手段。既能極大程度的降低能源需求，又能達到舒適的室內溫濕度，滿足冬暖夏涼的要求，是集高舒適度、低能耗、經濟性、生態性于一體的節能建筑。

二、被動式生態檔案館預期達到的效果

1舒適。 被動式生態檔案館高保溫性能的外圍護結構使室內保持宜人的溫度。不管是寒冷的冬季或炎熱的夏季，都能保持室內恒溫；同時，新風系統過濾過多的濕氣，陰雨天季節，也不會太潮濕 ，對館存的檔案起到很好的保護作用；室內溫度常年控制在20-26℃，二氧化碳濃度控制在1000PPM以下，人均新風量控制在30m3/h左右，相對濕度保持在40-60%，空氣流速在0.3m/s，合理設計送風口位置，讓人感覺在室內的任何一個角落都會很舒服，舒適性遠高于傳統建筑。

2環保。

（1）被動式生態檔案館的高氣密性可以減少外部不利因素對建筑內部的干擾。嚴密的外圍護系統，外墻體上傳播污染的孔洞很少，所有的外窗都按照高氣密性標準進行生產和安裝，可以將室外污染嚴重的空氣環境有效隔離開；因為密閉，室內不容易滋生細菌和蟲害，有利于檔案的保存；再次，高密閉性的設計減少了室外噪音的干擾，不用擔心周邊噪音對檔案館使用的影響。

（2）被動式生態檔案館高性能的新風系統還能在保證室溫恒定的條件下，提供充足的新鮮空氣，維持室內良好的空氣質量。被動式檔案館的新風系統安裝的是一種帶有污染物過濾裝置且熱回收效率高達75%的機械新風系統，優于一般空調機，能往室內源源不斷的輸送新鮮空氣；室內廢氣也要經過回收過濾，去除異味，花粉和粉塵，二氧化碳濃度不超標。

（3）被動式生態檔案館使用綠色環保標準，同時加以生態設計。館內排放的有害物質非常少，能夠自然降解，可以持久地防止對環境的傷害。不僅減少大氣污染物的排放，而且對周邊環境起到一個很大的促進作用，有利于節能降耗、保護環境。

（4）被動式生態檔案館高封閉性的同時，因為阻斷熱橋，杜絕了普通建筑常有的發霉結露，建筑構件、墻壁墻角、陽臺、飄窗上再也不會出現霉菌， 既清潔又美觀。

3 節能。被動式生態檔案館降低了暖氣、空調的使用率，能耗約是普通節能建筑的1/4至1/10， 基本可以取消以燃燒化石燃料的采暖設施的依賴，極低的能耗費用也使它比傳統建筑更加經濟；同時，通過降低用電用煤用氣等能源需求，也使得緊張的能源系統壓力得以緩解。

4美觀。 同時，被動式生態檔案館減少了管道設備，釋放更大的空間，建筑內部空間感、使用率可以得到更大程度的改觀。

5安全。 被動式生態檔案館結實、耐用、安全的、舒適，緊急狀況下可作為避難所，這是其他建筑類型所不具備的；檔案館高封閉性還可防輻射、防盜。

三、被動式生態檔案館設計策略

策略一，良好的檔案館外保溫結構。 良好的外保溫結構是被動式生態檔案館降低能耗的核心所在。因此，整個建筑要用良好的保溫材料包裹，包括屋頂，墻體和地下室。被動式生態檔案館要求外圍護結構要采用傳熱系數較低的保溫材料。目前比較流行的外保溫結構主要是木結構和帶保溫間層的砌體結構。通常情況下，屋面的保溫應優于墻面，墻面優于底板。

策略二：采取無熱橋設計。熱橋是指處在外墻和屋面等圍護結構中的鋼筋混凝土或金屬梁、柱、肋等部位。因這些部位傳熱能力強，通過熱橋，一方面會有大量的熱能散發出去，或者從室外大量得熱。熱橋部位熱流較密集，加重建筑采暖或制冷的負荷，另一方面，熱橋內表面溫度較低，也存在冷凝發霉的風險，進一步破壞建筑構件。因此在設計被動房時，必須避免熱橋。

策略三：增強檔案館建筑氣密性。建筑圍護結構上一般會存在裂紋、縫隙和細小的空洞。通過這些縫隙，大量的熱能會流失掉，同時產生導致不舒適感的氣流，甚至產生霉菌，影響身心健康。因此提高建筑氣密性是保證被動式生態檔案館建筑節能及舒適的重要前提。

策略四：被動式門窗的運用。一般檔案館建筑冬天容易在門窗構件以及玻璃表面形成水霧，損壞構件，另一方面，大量的熱能會進行無組織的交換，降低室內舒適度和平衡度。為了滿足被動式生態檔案館的低能耗及高舒適度，被動式門窗就尤為重要。 在被動式門窗的設計中要遵守以下原則： 最大化玻璃，最小化窗框。這是由于窗框的熱傳導性能遠高于玻璃，特別是一些鋁合金窗框。 同時，仔細選擇窗戶朝向，并采取有效遮陽。

策略五：安裝帶有熱回收功能的新風系統。新風系統可以保證室內空氣的新鮮度 回收空氣中的熱量，對新風進行預熱，降低建筑熱負荷，調節室內的溫度，也可以通過除濕裝置調節濕度，使室內空氣一直保證在舒適、健康的水平。

策略六：加強高密閉性空間室內綠化的運用。室內綠化有凈化空氣、調節小氣候的功能，改善高封閉性被動式生態檔案館室內生態環境的一個重要措施就是室內綠化，所以在構建被動式生態檔案館時要增強室內綠化部分的設計。一是可以在原有基礎上增加和改進綠化面積和綠化種類；二是運用立體綠化，比如屋面綠化、窗、墻柱面的垂直綠化等；三是借鑒國外和國內傳統的有用經驗和方法。從而改善檔案館內部的小氣候。

參考文獻：

[1]周正楠.對歐洲被動房建筑的介紹與思考[J].建筑學報 2009.5.

[2]綠色建筑研習社.愛上“被動房”的20個理由[EB/OL]. 2017.8.28

[3]朱繼龍.你想知道的被動房核心知識[EB/OL].綠色建筑研習社 2018.4.18

作者簡介：

陳旭銘，1980～，男，碩士，華南農業大學水利與土木工程學院教師