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图书馆建筑节能研究:高校图书馆建筑节能探析
1海南省高校图书馆绿色建筑评价体系与要求
1.1海南省绿色建筑评价体系
2012年6月,海南省建设住房和城乡建设厅并开始实施《海南省绿色建筑评价标准》(DBJ46-024-2012),该标准将绿色建筑定义为,在建筑的全寿命周期内,较大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的概念涵盖了节能,宗旨是以尽可能低的消耗及环境影响获得更舒适、更健康、更符合人性化需求的建筑空间。现在试行的《海南省绿色建筑评价标准》(DBJ46-024-2012)是在总结近年来海南省绿色建筑方面的实践经验和研究成果的基础上,借鉴国际先进经验制定的及时部多目标、多层次的绿色建筑综合评价标准,并以此构建了符合海南省实际情况而定制的“绿色建筑评价标准”体系。该指标体系包含节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理6类指标,每类指标都由控制项、一般项和挑选项组成。控制项为评价绿色建筑的必备项目,一般项为实现难度及指标要求中等的项目,挑选项为实现难度较大、指标要求较高的项目,按照标准中明确列出的指标规定对绿色建筑评价进行评级,由低至高划分为一星、二星、三星三个等级。《海南省绿色建筑评价标准》包括住宅建筑和公共建筑两部分,图书馆属于公共建筑,该标准是海南省建设厅用来衡量和评价绿色建筑的标尺,旨在大力推进一二星级绿色建筑评价标识工作,充分发挥和调动全省发展绿色建筑评价标识的积极性,鼓励绿色建筑在全省范围内快速健康发展。
1.2海南高校图书馆绿色建筑要求
1.2.1坚持实事求是原则坚持实施求实的原则,对项目的节能减排现状及前景进行预测。图书馆建筑为公共建筑,在设计之初充分考虑建筑节能,从建筑的日照、采光、通风、遮阳及绿色建筑技术措施方面,使各项技术与建筑结合,设计能达到《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《海南省公共建筑节能设计标准》(DBJ03-2006).通过本项目的实施,预计每年可节约用电354.78万千瓦时,折合标准煤436吨。
1.2.2坚持科学合理原则坚持科学合理的原则,制定节能减排技术路线。图书馆建筑的节能减排技术路线是从源头上控制能耗,即设计之初考虑影响建筑能耗的各因素,通过节能设计,节能施工、节能验收、节能运营管理来全过程控制建筑能耗。
1.2.3坚持因地制宜原则坚持因地制宜的原则,拟定节能减排技术措施。海南地处夏热冬暖地区,充分考虑本地区的气候特点,夏季炎热,空调能耗较高,冬季不需要采暖,因此设计需考虑夏季遮阳,过渡季节的自然通风,结合海口市的气候特点,在节能、节水、节材、节地及环保方面采取适合本地的技术策略。
2海南高校图书馆绿色建筑实践
海南高校图书馆在设计时应充分考虑绿色建筑技术,参照《海南省绿色建筑评价标准》(GB50378-2006),从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量及运营管理方面优化建筑设计。近年来,在海南各高校图书馆建设中,建筑业者进行了许多有益的绿色建筑实践,下面以海南师范大学扩建图书馆为例,介绍如何实现图书馆建筑节能。
2.1制定节能减排目标
依据国家相关标准和规范如《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《海南省公共建筑节能设计标准》(DBJ03-2006)、《夏热冬暖地区居住建筑设计标准》(JGJ75-2003)、《海南省居住建筑节能设计标准》(JDJ01-2005)制定节能减排目标,并且在施工图设计阶段对建筑进行节能计算,在项目规划报建阶段,以能耗定额或者统计数据为依据,对项目能耗进行估算,制定的节能减排目标。例如生活污水采用污废分流制,污水经化粪池处理后,排入市政污水管网,出水应达到《生活杂用水水质标准》(CJ/48-1999)的要求,中水回用于绿化用水,每日用水量25.06m3/d,每年可节约用水0.73万立方米。生活污水排水量为278m3/d。冲厕所的节能型冲便器每次冲水量不大于6升/次,普通的冲便器每次冲水量为9升/次,每年可节水0.25万立方米。
2.2根据场地条件确定设计策略
海南师范大学图书馆创建于1949年,于2004年进行新馆扩建,竣工后投入使用,馆舍总用地面积9637.95平方米,总建筑面积16950平方米。设计之初,新馆拟建场地的地势南高北低,东高西低,有大量杂草及灌木。在深入调查海口的自然条件和现状后,确定了如下设计策略:尽量维持现状资源,充分利用场地的有利地形条件和良好的通风环境,加强室内自然通风,改造北部及周边杂草及灌木,调节微气候,重视室外场地和建筑周边的绿化,并通过立体绿化和室内外绿化相结合的办法,改善场地生态环境,提高建筑的舒适性,同时针对海南夏热冬暖的气候特点,建筑外围护结构采取保温隔热和遮阳措施,空调采用多联机制冷。海南师范大学图书馆综合运用生态设计策略,在有限的投资条件下,采用普通技术实现了节能、节地、节水、节材的目标,营造出健康舒适的学习环境。
2.3利用生态技术实现节能
图书馆建筑不仅要考虑以人为本的功能和可变性的建筑设计,也要考虑周边环境及气候条件的利用,较大限度地使建筑节能、环保。在图书馆方案设计中,利用的主要生态技主要有:
(1)外围护结构保温隔热技术;
(2)遮阳技术;
(3)自然通风技术;
(4)自然采光技术;
(5)节水技术;
(6)外立面墙色外墙饰面。例如,自然采光与通风应符合回归自然的阅读环境,采用外推方式的外墙窗户,扩大自然风的流量;在阅览区以自然采光为主,开架藏书区可以人工照明为辅,少数特殊要求的藏阅空间,采用人工照明和安装空调设施,尽可能地将阳光、空气、绿化引入建筑之中,利用自然界的气候条件,减少运行费用,节约能源。
作者:黄钰新 单位:海南师范大学图书馆
图书馆建筑节能研究:建筑设计下图书馆建筑节能研究
1图书馆建筑节能设计措施及具体方法
1.1降低体型系数
体型系数是衡量建筑节能效果的重要指标。体型系数越小,建筑能耗量越少,节能效果就越好,因此,图书馆的外形不宜太复杂,应避免或减少平面的凸凹变化。通常图书馆建筑体形系数<0.3时,有利于节能。当底面积一定时,图书馆层数越高,体形系数越小,越有利于节能。
1.2保持合理的窗墙比
窗墙比是指图书馆窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值。据统计,通过窗户流失的热量占建筑能耗的46%,因此,控制窗墙比是个有效的节能手段。而在寒冷地区采用单层窗、严寒地区采用双层窗或双玻窗条件下,一旦加大窗墙面积比,对建筑节能极其不利。
1.3采用高性能的节能门窗
型节能门窗,提高外窗气密性,如窗框选用断热型铝合金、玻璃钢、PVC等,玻璃选用中空、热反射、低辐射玻璃等,并处理好与墙柱的交结,在热桥部位加设保温体。
1.4降低围护结构的传热系数
传热系数是指在单位时间内,通过单位面积图书馆建筑围护结构的传热量。在图书馆建筑轮廓尺寸和窗墙面积比不变的条件下,耗热量指标随围护结构的传热系数的降低而降低。在计算图书馆建筑结构传热系数时,使各围护结构的传热系数尽量小于规定的相应传热系数限值。如果个别达不到要求,则应采取其他措施调整,使总的建筑耗热量指标达到节能要求。资料显示,建筑物向外散失的总热量中,约有70%~80%是通过围护结构的传热向外散失的。墙体是建筑外围护结构的主体,因此,外墙体的保温隔热是外围护结构建筑节能的重要部分。外墙保温方式目前主要有两种:中保温,即在空心墙空气层中填充保温材料;外保温,即在外墙铺设保温材料及饰面层。可根据具体情况选择使用。
1.5采取必要的遮阳措施
如采用着色玻璃、阳光控制镀膜玻璃和Low-E玻璃降低玻璃的遮阳系数;在图书馆外墙和屋顶栽种植被,在外窗设置可调节的活动遮阳,如窗帘、百叶、热反射帘或自动卷帘等。
2工程概述
天津图书馆是天津文化中心工程中的重要组成部分,天津文化中心工程是天津市委、市政府为适应经济社会快速发展,体现城市发展定位,完善城市文化功能,整合现有文化资源而建的一项民心工程,她赋予了城市独特的文化魅力和创造力,提升了城市形象。天津图书馆,建筑面积5.5万m2,地上5层,地下1层,高30m,藏书600万册,日读者流量5000~8000人次。结构类型为地下框架剪力墙,地上钢框架支撑结构。功能包括文献信息资源收集、整理、存储、学术研究、教育培训等,是承载智慧的建筑,是市民学习知识的乐园。阶梯状的露台,如同悬浮在空中的书架等要素,组成了内部空间结构。外墙石材百叶有效切断阳光的直接射入,消除了100m×30m巨大立面的压迫感,营造石材的宁静氛围,塑造出透明感十足的新颖的石材立面效果。斜坡状的裙房,铺满草坪,为原本方正的建筑物增添了几分温柔恬静。
3天津图书馆节能设计概述
3.1外墙节能设计
本工程采用外墙外保温体系。节能设计达到了《天津市公共建筑节能设计标准》规定的标准,节能率为50%。3.2围护结构主要部位保温做法简要说明
(1)外墙外保温采用90mm厚玻璃棉,传热系数Kp=0.553(0.56)W/(m2•K)。
(2)屋面保温层采用60mm厚挤塑聚苯板,传热系数K=0.503(0.533)W/(m2•K)。
(3)露台处上人屋面采用75mm厚超细无机纤维喷涂(密度≥120),传热系数K=0.537W/(m2•K)。
(4)非采暖楼梯间、走道及非采暖房间的隔墙为200mm厚加气混凝土砌块,内外均抹20mm厚白灰砂浆,传热系数K=0.899W/(m2•K);300mm厚钢筋混凝土墙,内抹25mm厚膨胀玻化微珠轻质保温砂浆,传热系数K=1.37W/(m2•K);双层石膏板,板内侧粘贴50mm厚玻璃棉保温层,传热系数K=0.862W/(m2•K)。100mm厚加气混凝土条板,两侧均抹20mm厚白灰砂浆,传热系数K=1.447W/(m2•K)。
(5)非采暖空间的顶板板底喷涂25mm厚超细无机纤维保温,表面喷刷顶棚涂料。传热系数K=1.33W/(m2•K)。
(6)变形缝处屋面、外墙的缝隙采用通长岩棉填塞加以封闭。缝内两侧墙体分别为钢筋混凝土墙内抹35mm厚膨胀玻化微珠轻质保温砂浆,铝板幕墙内填90mm厚玻璃棉保温层。传热系数K≤1.5W/(m2•K)。
(7)采暖房间的地下室外墙外贴50mm厚聚苯板,内砌筑200mm厚加气混凝土砌块,或内抹25mm厚膨胀玻化微珠轻质砂浆保温,热阻R≥1.50m2•K/W。
(8)底面接触室外空气的外挑楼板粘贴90mm厚玻璃棉,传热系数K=0.53W/(m2•K)。
(9)屋顶女儿墙及外墙挑出构件采用周圈外抹20mm厚胶粉聚苯颗粒保温浆料,热阻R≥0.57m2•K/W。
(10)建筑外檐门窗框靠墙体部位的缝隙,采用高效保温材料填塞及嵌缝密封膏密封。
(11)对伸出外墙预埋件、支架和其他设备穿墙孔洞缝隙,采用中性耐候防水密封胶填实。
(12)首层外檐门选用断桥铝合金门、中空玻璃,传热系数K≤2.0W/(m2•K)。西北向出入口加设软门帘。
(13)屋顶与外墙交界处,屋顶开口部位四周,采用不小于500mm宽的岩棉保温材料设置水平防火隔离带。
3.2本工程各主要围护结构选用保温材料和墙体材料的热工性能指标
(1)选用各围护结构保温材料和墙体材料热工性能指标。
(2)选用外保温门窗性能指标。建筑外檐窗的玻璃及空气层厚度需根据规范,由幕墙和门窗制作生产厂家计算确定,气密性能不应低于GB/T7106—2008《建筑外门窗气密、水密、抗风性能分级及其检测方法》中规定的6级,1.5≥q1>1.0,4.5≥q2>3.0m3/(m•h);透明幕墙气密性能不应低于GB/T2086《建筑幕墙物理性能分级》中规定的3级,1.5≥ql>0.5m3/(m•h),1.2≥qA>0.5m3/(m•h),玻璃的可见光透射比≮0.4。
4天津图书馆建筑单体节能计算
4.1建筑体形系数
(1)建筑体积Vo:Vo=75733.88+52507.9+56864.58+36495.5+70076.31=291678.17m3
(2)建筑外表面积Fo:Fo=4000.19+4549.48+3698.35+3717.4+13199.98=29165.4m2(3)体形系数S:S=Fo/Vo=29165.4/291678.17=0.10
4.2窗墙比计算
(1)东向:窗墙面积比=2214.99/3294.36=0.67窗面积=137.95+209.63+1346.68+438+82.73=2214.99m2墙面积=3098.56+95.83+26.22+24.15+24.38+24.38=3294.36m2(2)西向:窗墙面积比=2004.13/3254.81=0.62窗面积=465.68+1116.78+342.53+79.14=2004.13m2墙面积=3087.59+92.24+26.22+24.38+24.38=3254.81m2(3)南向:窗墙面积比=2223.38/3368.95=0.66m2窗面积:=1788.32+84.41+191.25+26.13+19.32+80.83+20.88+12.24=2223.38m2墙面积:=3073.11+93.77+60.39+27.84+16.32+24.38+24.38+24.38+24.38=3368.95m2(4)北向:窗墙面积比=2268.24/3359.87=0.67窗面积=2129.70+71.71+66.83=2268.24m2墙面积=3083.19+84.66+79.78+28.06+28.06+28.06+28.06=3359.87m2
4.3遮阳系数的计算
本工程综合遮阳系数Sw=窗本身遮阳系数Sc,Sc=Se(玻璃的遮蔽系数)×窗玻璃面积/整窗面积,Se=0.44(查表),窗玻璃面积/整窗面积=0.8,Sc=0.44×0.8=0.352
4.4围护结构传热系数计算
4.4.1屋面
图书馆的屋面做法分为上人屋面、种植屋面和露台屋面3种,其传热系数的计算见。
4.4.2外墙面
外墙面分为铝幕墙外墙面和不透明玻璃幕墙外墙面两种,其传热系数的计算见表6、7。外墙为全幕墙(铝板和不透明玻璃幕墙)包裹钢结构承重构件,无结构性热桥部位,外墙面积为减掉门窗面积后的外墙面积的总和。外墙的传热系数直接取幕墙传热系数。
4.4.3分隔采暖与非采暖
空间的楼板分隔采暖与非采暖空间的楼板传热系数计算。内外表面换热阻根据不同情况取值不同详见《民用建筑热工设计规范》。
4.4.4分隔采暖与非采暖
空间的隔墙分隔采暖与非采暖空间的隔墙做法分为4种,其传热系数计算见。
4.4.5采暖
地下室外墙图书馆设置了1层地下室,有一部分为采暖地下室,因此,地下室外墙做法分为两种,其传热系数计算。
4.4.6底板架空和外挑楼板
由于图书馆空间的丰富性,产生了架空空间和外挑空间,而这部分对于建筑节能有着较大影响。因此,需对这部分采取节能措施,这部分的做法。
4.4.7外檐保温门窗及玻璃幕墙的传热系数
在窗和幕墙中采用Low-E玻璃可大大降低建筑物的能耗,以辐射率为例,如采用普通的白玻辐射率为0.184,而采用在线热聚合Low-E镀膜玻璃辐射率为0.135~0.15,而采用磁控真空溅射Low-E玻璃,其辐射率只有0.108~0.115。使用Low-E玻璃可降低太阳光的热辐射,同时,也可降低室内与室外之间的冷热交换。天津图书馆建筑的4个朝向窗户选用的材料均为断桥铝合金Low-E中空玻璃。墙面积=3098.56+95.83+26.22+24.15+24.38+24.38=3294.36m2(2)西向:窗墙面积比=2004.13/3254.81=0.62窗面积=465.68+1116.78+342.53+79.14=2004.13m2墙面积=3087.59+92.24+26.22+24.38+24.38=3254.81m2(3)南向:窗墙面积比=2223.38/3368.95=0.66m2窗面积:=1788.32+84.41+191.25+26.13+19.32+80.83+20.88+12.24=2223.38m2墙面积:=3073.11+93.77+60.39+27.84+16.32+24.38+24.38+24.38+24.38=3368.95m2(4)北向:窗墙面积比=2268.24/3359.87=0.67窗面积=2129.70+71.71+66.83=2268.24m2墙面积=3083.19+84.66+79.78+28.06+28.06+28.06+28.06=3359.87m2杨艳红,等:建筑设计视角下的天津图书馆建筑节能研究屋顶透明部分与屋顶总面积之比为0.15,选用断桥铝合金中空Low-E夹胶安全玻璃,窗的传热系数K≤2.7W/(m2•K),窗遮阳系数SC≤0.5。
5结论
通过以上计算可知:天津图书馆的体形系数满足规范中建筑物体形设计应尽量减少建筑物外表面积且建筑的体形系数小于或等于0.40的规定。窗墙面积比满足规范中建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70。当窗(包括透明幕墙)墙面积比小于0.40时,玻璃(或其他透明材料)的可见光透射比不应小于0.4。建筑各部位的围护结构传热系数亦满足《天津市公共建筑节能设计标准》DB29—153—2005第3.2.2的规定。因此,判定天津图书馆建筑为节能设计。图书馆建筑节能是一个系统工程,它涉及建筑各个领域,但是作为建筑师设计之初如果采用合理的设计方法,选用绿色的建筑材料,考虑到地域气候等客观因素,那必将会减少后期的能源消耗。无论在经济方面还是环境保护方面,主动节能的理念远比用高科技的被动技术手段来减少建筑能耗的更具意义。
作者:杨艳红 陆伟伟 杨航 张于峰 单位:天津大学建筑学院 天津市城市规划设计研究院 天津市城市规划设计研究院
图书馆建筑节能研究:现代图书馆建筑节能问题研究
摘 要:文章分析了现代图书馆建筑节能方面存在的主要问题,探讨了在建筑围护结构、建筑空调采暖、建筑照明等方面节能措施,阐明了现代图书馆建筑节能是一种社会责任,同时关系到图书馆自身的生存和发展。
关键词:图书馆建筑;外墙保温技术;节能减排;图书馆能耗;建筑照明
一、现代图书馆建筑节能的意义
建筑节能是指在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用效率[2]。建筑节能是一项复杂的系统工程,绝非仅是加强建筑围护结构保温那么简单,而是伴随着建筑设计和使用的全部过程。近年来,随着建筑节能工作的不断深入,人们已经逐步认识到建筑节能不仅是建筑本体节能,还包括建筑设备的节能以及节能技术的适宜性,应依据科学用能的理论指导建筑用能过程。
建筑能耗主要来自采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等能源消耗,在社会总能耗中所占的比例很大,在发达国家目前已占到能源消费总量的35%~40%。尽管我国社会经济发展水平还不高,但建筑能耗也已占到社会总能耗的30%,并且还在逐步上升;同时与发达国家相比,目前我国建筑能耗的能源利用率还很低[1]。因此,在我国开展建筑节能、提高能源利用率和加大可再生能源的利用有着积极的现实意义。
建设部的《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)将图书馆列为科教文卫类的公共建筑[2],并对公共建筑节能设计提出了具体的要求。2008年以来,我国又先后实施了《中华人民共和国节约能源法》、《公共结构节能条例》等一系列节能法律法规,明确规定了各类公共结构应根据实际需要制定节能规划,出台节能措施,进行节能管理,并加强对节能工作的监督和保障[3]。大力实施节能管理、提高图书馆用能效率、降低图书馆能耗水平,达到使用、维护的经济性,成为图书馆建筑发展的必然要求。所以,对图书馆建筑节能存在问题进行探讨具有较强的针对性和现实意义。
二、现代图书馆建筑节能存在的主要问题
新建的现代化图书馆,大都遵循美国学者麦克唐纳和吉瑟提出的块状布局模数式结构,采用中间间隔较少[2,3]的通透式、大开间的设计。这种建筑形式的缺陷在于过于封闭,自然通风效果差,过分依赖空调系统和人工照明,造成能耗高、经济性差等问题。
(一)大面积使用玻璃幕墙增加能耗
近年来图书馆建筑中广泛使用了全封闭或大面积的玻璃幕墙。玻璃幕墙作为始于20世纪初旧金山的现代建筑元素之一,它的使用使图书馆建筑形象更具表现力,也更通透、明亮。但由此带来的负面影响也是不容忽视的。在阅览空间采用大面积玻璃幕墙会令室内照度的均匀度极差,易使读者视觉疲劳,不利于阅读;大面积乃至全封闭的玻璃建筑易导致通风效果差,产生大量热辐射和光污染,不利于读者的健康。
(二)中央空调系统耗费惊人
图书馆采用的空调系统主要有三类:一是非中央空调系统的分体机和柜机,初始投资最省、使用较灵活,但能效比低,机器使用寿命短,其室外机还会影响建筑外立面形象;二是中央空调多联机组,初始投资较高,系统可以集中控制有效节约能源,制冷效率和使用寿命都高于分体机和柜机;三是冷水机组,初始投资介于多联机组和分体机柜机之间,操作灵活性低于前两类,制冷效率和使用寿命较高[2]。
为获得舒适的室内阅读环境,现代图书馆大多采用中央空调系统[5]。据统计,采用中央空调系统的图书馆空调能耗占图书馆总能耗的50%~60%。因此,选择采用合理的空调系统,有效降低空调系统能耗是图书馆建筑能否节能的关键,同时还应十分关注系统输送和运行能耗。
(三)连续运作的电梯无休止耗能
现代图书馆盛行建成高层或超高层建筑,很多高校也将图书馆作为校区的标志性建筑建造得非常高。由此,电梯成为建筑内部上下楼的主要交通工具。垂直电梯或自动扶梯全天候开动,且正常无专人管理,在节假日闭馆时更是无专人前去关闭,导致一年365天无休止的产生能耗。
三、现代图书馆建筑节能的主要途径
现代图书馆建筑能耗是传统图书馆的数倍,图书馆建筑节能不仅是一种社会责任,还关系到图书馆自身的生存和发展。针对现代图书馆建筑在能耗上存在的诸多问题,以下几个方面是可选择且较有效的节能途径和对策。
(一)图书馆建筑围护结构节能
建筑围护结构是室内和室外的物理界限,是多种功能的集合体。围护结构采取节能措施是建筑节能的基础。围护结构中的窗墙面积比(简称窗墙比)是指窗户洞口面积与房间立面单元面积(及房间层高与开间定位线围成的面积)的比值。合理窗墙比是充分利用太阳辐射能、改进热环境、降低采暖能耗的保障。按照节能设计标准,公共建筑窗墙比不应大于0.7或小于0.4,可见光的投射比不应小于0.4。现代图书馆建筑应严格按照窗墙比要求,摒弃大面积玻璃幕墙的设计和使用。同时幕墙玻璃的选择建议尽量采用可大大降低阳光热辐射和室内外冷热交换的LOW-E玻璃。
随着时代的发展,围护结构采用新的材料、构造和技术,对降低建筑能耗的意义越来越重大。目前,建筑外墙保温材料大都使用重量轻、隔热好的有机保温材料,如挤塑板、聚苯板和聚氨酯等。但在生产过程中必须添加阻燃剂,否则非常容易燃烧,见火就着,并伴有大量毒气产生。因此建议严格按照国家标准使用不燃的A级外墙保温材料[12]。
(二)图书馆建筑结构方面
现代图书馆的馆址应选择在市中心区域,交通便利,方便读者进出及读者群的集散。同时尽量争取图书馆大部分的房间有较好的朝向,以利于组织穿堂风并取得良好的日照,并可不必过于依赖空调。
图书馆建筑不宜过高,总高超过24米的高层或超高层图书馆,不但建造费用高、消防要求高、维护费用也很高[8]。因此即使大型图书馆建议一般也以5-6层为宜,尽量不使用电梯,以步行楼梯为主。借阅区不应过于分散,使用统一层高、柱网和荷载的“三统一”结构形式,方便读者利用、节省人力、便于管理。读者流量大的部门应安排在低层,读者最方便到达和利用的地方应尽量开放给读者使用。
(三)图书馆建筑空调/采暖方面
馆舍面积越大能耗越多已是现代图书馆建筑能耗不争的事实。根据建筑实际情况,当单栋面积超过2万平方米,选择中央空调的建筑其单位建筑面积能耗是不采用中央空调小规模公共建筑的3-8倍。相比较而言,不采用中央空调,空调温度不需要设备调控,能耗将显著降低。
对于安装有中央空调机组的图书馆来说,是否做水蓄冷、冰蓄冷、蓄热改造,是否安装水源热泵、空气源热泵、土壤源热泵,对其能耗影响巨大。空调耗电中各类水泵耗电量约占1/3,通过变频改造能够节能20%-30%。如成都图书馆地处夏热冬冷地区,馆舍面积达22000平米,由于该馆做了水蓄冷、蓄热改造并安装了水源热泵,2009年全年耗电量仅为85.5万度,与其他同类图书馆建筑相比较节能效果非常显著。
空调主机的制冷方式、装机容量、冷冻冷却泵、冷却塔、热水泵装机容量、用备情况、变频改造情况等项目也直接影响着图书馆的能耗。其中中央空调末端设备耗电约占空调耗电1/3。多家图书馆的调查反馈数据表明,进行组合式空调机组节能改造,能大大降低空调能耗。建议在图书馆推广便宜、节能、耐用且市场占有率达的离心冷却机组合螺杆制冷机组[6]。
(四)图书馆建筑照明节能
现代图书馆建筑应根据实际使用功能的不同按区域确定合理的照度标准。建筑设计阶段应在结构上尽量加大自然采光;进行可行的绿色照明设计,按区域功能合理使用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明产品;采用可分区域智能控制的照明系统,设置合理照明回路,避免全开、全关的电路设计。在日常管理中还应加强巡视和管理,遵循读者使用规律和特点,在读者使用高峰期进行适当引导,尽量集中;在读者离开或未进馆时,及时关闭照明电源,避免造成浪费。
四、结语
从“以藏为主”的古代图书馆建馆理念到 “以人为本、以用为主”的现代图书馆设计理念,图书馆的建筑发展历经百年[7]。在当今建筑学界重申“实用、经济、美观”的建筑设计原则,强调建筑物的经济性和能耗密不可分的阶段,应把握现代图书馆的使用特点和规律,对图书馆的能源使用进行有效的管理和控制,以达到充分实现节能减排的目标。现代图书馆建筑节能工作任重道远。