绿色档案馆建筑技术概述

王 熹

（国家档案局档案科学技术研究所，北京，100050）

绿色档案馆建筑技术概述

王 熹

（国家档案局档案科学技术研究所，北京，100050）

文章根据可持续发展的原则要求，从被动、主动两种形式分别阐述了当前档案馆建筑节能技术的主要种类和特点，重点讨论了自然通风和采光、渗水砖、太阳能发电、地源热泵、雨水回用等节能技术在建设绿色档案馆过程中的应用和注意事项，明确了在绿色档案馆建筑技术应用中因地制宜、提高综合效能的指导思想。

档案馆 建筑 绿色 节能减排

国务院最近讨论通过了《节能减排“十二五”规划》，要求进一步开展全民节能减排，倡导与我国国情相适应的文明、节约、绿色的生产方式和消费方式。绿色生态理念已逐步成为我国档案馆建设中的一项重要原则，近年来在我国档案部门日益深入人心。

建设绿色档案馆，应当从设计之初就运用绿色生态理念，并基于对档案馆建筑的功能特点、目标定位的理解，本着“因地制宜”的设计原则，一方面在可再生能源利用方面选用适宜的技术，一方面在水资源、土地资源等方面也采取相应的措施，同时尽可能地满足档案人员和利用人员等建筑使用者的舒适感，体现档案馆建筑与自然的和谐统一。在节能技术的具体选择使用上，各级档案馆应当优先考虑被动式节能技术，如自然通风、自然采光、渗水砖、环境绿化等；对于主动式节能技术的应用，如可调节外遮阳系统、太阳能照明系统、地源热泵空调系统、雨水回用系统等，应根据各档案馆自身特点，因地制宜地选择适宜的节能技术方案，并且尽可能地予以优化，提高综合效能。

1.被动式节能技术

被动式节能技术主要包括自然通风、自然采光、渗水砖、环境绿化等。

1.1 自然通风

一般来说，在一年中的过渡季节期间可以不使用空调，直接进行自然通风，能够节省不少电量，节约电费。此外，其他季节也可以根据天气情况择时进行自然通风。为了达到夏季自然通风的效果，甚至有时可以取代空调，以有效降低建筑能耗，可以采用建筑不同朝向、不同窗墙比设计的方式。例如苏州工业园区档案馆通过CFD模拟和多区域网络法模拟，对建筑的不同朝向、不同窗墙比进行了详细比较分析，最后给出了最优化方案，获得了良好的自然通风效果。

建筑物内自然通风的实现是由建筑物两侧或上下的压力梯度引起的。压差来源于两个方面：外部风的作用（风压）和室内室外的空气温度梯度（热压）。通过合理的建筑设计，可以充分利用这种风压或热压实现自然通风。

自然通风设计过程中，应当考虑档案馆所在地的最大主导风向，以及档案馆的整体布局，要便于使建筑物某一侧面在夏季形成集风口，以利于室外主导风的进入；而档案馆建筑所处位置或朝向布局，在冬季要有利于预防风。总之，档案馆建筑总平面设计应有利于避开冬季主导风向，同时夏季利于自然通风。

1.2 渗水砖

渗水砖也叫透水砖、荷兰砖等，是一种采用水泥、砂、矿渣、粉煤灰等环保材料为主，高压成形而得到的绿色环保新型建材。渗水砖透水性好，维护成本低，易于更换，便于路面下管线埋设。此外，渗水砖颜色、形状多样，与四周环境相映衬，自然美观。

渗水砖作为一种新型绿色环保建材，具有很多突出的特点，比如：自然降水能够迅速透过地表，适时补充地下水资源；透气透水性好，发挥土壤调节城市的温度和湿度的优势，维护城市地表生态平衡；雨天路面无积水，改善车辆行驶及行人的安全性与舒适性；吸收车辆行驶所产生的噪音，创造安静舒适的交通环境等。当然，与普通混凝土路面砖相比，渗水砖最大的特点依然是透水系数大，雨水能及时通过路面砖渗入地下，或者储存于路面砖的空隙中。

在建设档案馆过程中，可将渗水砖广泛用于档案馆庭院、广场、停车场、树坑、人行步道等路面的铺设，这样既可以减轻排水系统负荷及雨水的尖峰径流量，补充地下水涵养，减少因地下水位下降造成的地面下陷，又可以减少城市及档案馆周边区域气温逐渐升高和气候干燥状况，降低热岛效应，调节微气候。总之，渗水砖既可以美化档案馆环境，又可以防止宝贵水资源的流失，具有良好的社会、环境和生态效应。

1.3 自然采光

自然采光是指建筑物室内对自然光的利用。在设计建造档案馆的过程中，合理利用自然采光，既有利于档案馆降低能耗，又有利于提高办公区及对外开放区域中工作人员和利用者的舒适度。

不同的建筑朝向和造型，其自然采光效果差异十分明显。有些建筑造型有利于改善自然采光效果，在档案馆设计过程中可以在条件允许下尽可能地予以考虑。比如，建筑大厅顶层是否可以设置采光天窗，大厅门口两侧是否可以设置高大窗口等。采光系数较高，自然采光理想，采光均匀度好，无眩光，是室内自然采光效果良好的体现。

地下空间一般采光效果较差，为改善地下空间的自然采光效果，可以采用导光管自然采光技术将室外的自然光引入地下室，改善地下空间自然光利用效果，节省地下空间日间照明能耗。此外，还可以利用设立采光井等技术，提高地下空间的自然采光面积。

2.主动式节能技术

主动式节能技术主要包括可调节外遮阳系统、太阳能照明系统、地源热泵空调系统、雨水回用系统等。

2.1 可调节外遮阳

我国大部分城市夏天热、冬天冷的现象十分突出，这些城市夏季建筑制冷的耗电峰值已经达总用电量的1/3以上，而用于抵消阳光热的空调耗能可达总量的40%。因此，在夏季炎热的地区使用建筑外遮阳可使室内温度最大降低2℃左右，可大大减少为抵消阳光热的空调耗能。这对建筑节能十分有效，应当作为今后档案馆建筑节能的重点发展方向。但是想规模化地使用建筑外遮阳，还需要设计、生产、安装、检测、保修等一系列的配套服务。

采光玻璃窗的设置，会导致进入室内的阳光较多，采用外遮阳百叶帘可有效阻挡太阳辐射，使室温不致随室外气温大幅上升，大大减少了空调用电负荷。此外，还可以考虑在墙外设置电动遮阳帘系统。通过此装置夏季可以减少太阳得热，冬季可以尽量增加太阳得热以及防止室内眩光。有些遮阳系统的控制有开关控制、遥控控制、风光雨感应等多种控制方式，遮阳帘群动设计可同时同步动作，也可根据阳光在一天中不同的位置情况，各自每组单独动作，以达到遮阳的同时，有最大的自然采光效果。

2.2 太阳能发电

在无法设置采光井及天窗的侧面，可以选择设置太阳能光伏电板，提供部分区域如空调机房、地下室、庭院等的照明用电。

采用太阳能光伏系统可以减少对环境的危害，还可以最大限量地提高发电效率并节约投资成本。通过与市电并网连接，可以实现太阳能自发自用，由市电作补充，并可在不良光照条件和夜间自动切换到市电模式，安全稳定。

屋顶部分光伏阵列设计方案，一般应考虑档案馆建筑阳面的坡屋面，采用安装光伏组件，在满足建筑立面造型的同时，满足建筑、防火、保温等功能，既不破坏原始建筑设计又能够实现能源利用，实效效果达到最大化。

2.3 地源热泵空调系统

传统的中央空调有空气源热泵（风冷机组）和水冷冷水机组等形式。空气源热泵（风冷机组）和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放，受室外气温因素影响较大，其制冷量随室外空气温度升高而降低，尤其在高温高湿地区，机组制冷性能极不稳定，效率低下。而地源热泵空调系统则能够比较有效地克服这些不利因素，对于节能环保具有积极意义。

地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤热交换器地源热泵两种形式。土壤热交换器地源空调系统，是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用。大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。

水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工业废水、地热尾水等）的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。地下水热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。地表水热泵系统，则是通过直接抽取或者间接换热的方式，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵的冷热源。

如果档案馆所处位置附近有着丰富优质的水资源，则可以考虑设计采用水源热泵中央空调系统。从环境影响上看，水源热泵系统二氧化碳、二氧化硫、粉尘的减排量均相当可观。从经济效益上分析，水源热泵系统与VRV系统初投资相差不大，通过节约运行费用，较短时间即可收回初投资。坐落于海州湾畔的赣榆县是江苏省亲海近海第一县城，2009年成功申创全国可再生能源示范县。该县以示范推广可再生能源作为实现城市转型升级的重要抓手，在众多措施中就包括充分发挥海水资源丰富的优势，大力示范应用海水源热泵技术，目前已完成财税业务楼、文化四馆（博物馆、图书馆、规划展览馆、档案馆）等一批海水源热泵项目，总建筑面积达3.43万平方米，年节约运行电量160万千瓦时，节能折合标准煤500吨。

2.4 雨水回用系统

城市雨水利用，是通过雨水入渗调控和地表（包括屋面）径流调控，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展，既可节省有限的水资源，又是保护环境、防治水污染、建设和谐社会的重要技术保障措施。

在档案馆建设过程中设置雨水积蓄利用系统收集城市雨水，经过处理净化后，用于生活杂用水、绿化用水、景观补水、冲洗道路及冷却循环等，充分利用雨水资源，可以大大减轻城市的需水压力，缓解地下水的资源紧张状况，是改善城市生态环境的重要部分，将会产生巨大的社会、环境及经济效益。

建立雨水回用系统，应当考虑档案馆所在地的气候条件，比如是否处于亚热带湿润季风气候区，雨量是否充沛。雨水收集范围一般为档案馆建筑屋面，根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》规定，合理选取雨量径流系数。收集的屋面雨水可用于绿化、冷却塔补水等，整体投资回收期不宜太长。同时，采取节水器具和收集雨水，通过收集雨水代替市政供水，可以节约可观的市政供水，产生直接的经济效益，同时大大减少雨水中悬浮物和污染物的排放，节能意义显著。

3.结语

实现绿色档案馆建筑的低碳追求，措施众多，不一而足。比如，围护结构优化设计、保温隔热墙体材料应用、窗墙比控制、屋顶绿色植被、呼吸式幕墙、新风热回收、建筑施工固体废弃物回收再利用、智能化管理等，也都是行之有效的节能减排措施。

受所在地区气候环境、经费投入不同等影响，档案馆对具体绿色技术的选择和使用亦应有所侧重。一般来说，在档案馆建设实践中，被动式节能技术通常可适用于各个地区、各种条件的档案馆，而对于主动式节能技术，各档案馆应根据自身特点，因地制宜地选择适宜的节能技术方案，并且尽可能地予以优化，提高综合效能。值得一提的是，苏州工业园区档案大厦综合运用了多项绿色技术，主要包括呼吸式幕墙、绿色自循环屋顶微环境、太阳能发电、自然光照明、地源热泵空调系统、雨水回收系统、遮阳系统、全自动控制的总控室等，是我国目前绿色档案馆建筑的典型范例，2010年底被住房和城乡建设部授予了三星级绿色建筑证书（代表了该认证的最高级别），在全国树立了绿色档案建筑的新标杆。

建设绿色档案馆，应当通过综合运用绿色技术，在有限的投资条件下，努力实现节地、节能、节水、节材的目标，同时创造出一个健康舒适的室内环境，而且所采用的绿色技术应当能够体现出社会、环境及经济效益的高度统一。

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［5］谢君.“后世博”时代低碳档案馆设计策略［J］.中国档案，2011（7）：36。

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［8］蒂姆·哈里斯［著］，王熹［译］.建设未来可持续利用的档案建筑［J］.外国档案工作动态，2010（3）：38。

［9］赵淑梅.档案馆建筑的环保节能设计［J］.档案学研究，2008（2）：56。

［10］绿色建筑评价标准［S］.GB/T 50378-2006。

［11］建筑与小区雨水利用工程技术规范［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，国家档案局档案科学技术研究所助理馆员。