劉 柯

(華中師范大學(xué)后勤集團(tuán),湖北武漢 430079)

淺析高校圖書(shū)館建筑中低碳節(jié)能理念的運(yùn)用
——以2010年上海世博會(huì)為邏輯起點(diǎn)

劉 柯

(華中師范大學(xué)后勤集團(tuán),湖北武漢 430079)

舉世矚目的上海世博會(huì)是繼北京奧運(yùn)會(huì)之后我國(guó)舉辦的又一個(gè)世界盛會(huì),世博會(huì)上的很多建筑體現(xiàn)著低碳節(jié)能的建筑理念。世博會(huì)過(guò)后,這樣一種建筑理念也定會(huì)引領(lǐng)我國(guó)未來(lái)大型建筑的潮流。作為人類(lèi)文化知識(shí)的寶庫(kù),高校圖書(shū)館傳承著一個(gè)民族的優(yōu)秀文化傳統(tǒng),記載著人類(lèi)前進(jìn)的腳步。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),一股擴(kuò)建、新建圖書(shū)館的浪潮席卷全國(guó)諸多高校。在今后高校圖書(shū)館建筑的實(shí)踐中,低碳節(jié)能的建筑理念有得到越來(lái)越多地體現(xiàn)和運(yùn)用的趨勢(shì)。本文以2010年上海世博會(huì)為邏輯起點(diǎn),對(duì)低碳節(jié)能理念在高校圖書(shū)館建筑中的運(yùn)用試作分析。

高校圖書(shū)館;圖書(shū)館建筑;低碳;節(jié)能;世博會(huì)

一、問(wèn)題由來(lái)

圖書(shū)館是搜集、整理、收藏圖書(shū)資料供人閱覽、參考的機(jī)構(gòu)。早在公元前3000年就出現(xiàn)了最早的圖書(shū)館。圖書(shū)館有保存人類(lèi)文化遺產(chǎn)、開(kāi)發(fā)信息資源、參與社會(huì)教育等職能。珍藏人類(lèi)文化遺產(chǎn)的圖書(shū)館建筑則被看作是藝術(shù)宮殿中的瑰寶之一,受到高度關(guān)注。世界建筑藝術(shù)之林中熠熠生輝的經(jīng)典之作,無(wú)不包含圖書(shū)館建筑的倩影,其中不少建筑已成為國(guó)家和民族的象征和驕傲。作為一種大型公共建筑,圖書(shū)館的發(fā)展歷史深刻地體現(xiàn)著人類(lèi)文化、文明的歷史進(jìn)程和時(shí)代特征。

擁有一座高質(zhì)量的圖書(shū)館,是辦好一所大學(xué)的必備條件。作為學(xué)校的文獻(xiàn)情報(bào)中心和直接為教學(xué)、科研服務(wù)的學(xué)術(shù)性機(jī)構(gòu),圖書(shū)館在高校的教學(xué)、科研工作中負(fù)有特殊的教育使命。高校圖書(shū)館是履行教育職能和信息服務(wù)職能的物質(zhì)基礎(chǔ),其建筑也正在越來(lái)越多地受到人們的關(guān)注。高校圖書(shū)館的建筑理念與藝術(shù)水平使其成為整個(gè)學(xué)校建筑的璀璨明珠。

關(guān)于高校圖書(shū)館建筑的研究,有的學(xué)者是從圖書(shū)館建筑中的環(huán)境與布局方面著手的,如馬宏偉等人認(rèn)為,在圖書(shū)館建筑更新?lián)Q代的今天,高校圖書(shū)館環(huán)境美應(yīng)給予充分的重視。圖書(shū)館環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響到讀者對(duì)圖書(shū)館的認(rèn)同程度,而圖書(shū)館的布局與分區(qū)的基本原則是以讀者為中心,通過(guò)科學(xué)、靈活的手段對(duì)館舍進(jìn)行合理分區(qū),使讀者以最簡(jiǎn)捷的方式和最快的速度找到自己所需要的文獻(xiàn),最大程度地享受到高校圖書(shū)館提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。①有的學(xué)者是從圖書(shū)館建筑要遵循的若干原則方面著手的,如李進(jìn)宅等人認(rèn)為,高校圖書(shū)館是大學(xué)教學(xué)和科研的三大支柱之一,現(xiàn)代信息社會(huì)對(duì)高校圖書(shū)館提出了更高的要求,圖書(shū)館建筑要遵循開(kāi)放性原則、靈活性原則、人文化原則、智能化原則和藝術(shù)美原則。②有的學(xué)者是從高校圖書(shū)館建筑的新特點(diǎn)方面著手的,如楊春等人認(rèn)為,高校圖書(shū)館呈現(xiàn)出以下幾個(gè)新特點(diǎn):館舍外觀設(shè)計(jì)多姿多彩,獨(dú)具標(biāo)志性;館舍功能設(shè)計(jì)多樣性;智能化程度越來(lái)越高;以人為本和人性化辦館理念在高校圖書(shū)館建筑中越來(lái)越得以體現(xiàn)。③由此可以看出,雖然已有不少的學(xué)者對(duì)高校圖書(shū)館的建筑作了研究,發(fā)表了自己的見(jiàn)解,但是真正從低碳節(jié)能的角度來(lái)審視高校圖書(shū)館建筑的文章是不多的。

大型場(chǎng)館向來(lái)是耗能大戶(hù),但是在2010年上海世博會(huì)參展的國(guó)家紛紛率先實(shí)踐低碳節(jié)能的展館建筑理念,充分展現(xiàn)了世博會(huì)參與國(guó)的科技創(chuàng)新成果。作為北京市入選上海世博會(huì)城市最佳實(shí)踐區(qū)的代表,國(guó)奧村所用的建筑材料均來(lái)自國(guó)奧村等奧運(yùn)賽后場(chǎng)館改造產(chǎn)生的建筑廢料,這充分體現(xiàn)了“低碳建筑理念”。在世博園區(qū),還出現(xiàn)了“零碳館”。落戶(hù)世博園區(qū)的中國(guó)第一座零碳建筑——上海世博倫敦零碳館運(yùn)用了英國(guó)貝丁頓(BedZED)零碳社區(qū)零能耗體系的核心和關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合上海地區(qū)的氣候特征,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保,提高了建筑對(duì)于能源的使用率。上海世博會(huì)園區(qū)內(nèi)最大的鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目——世博中心也創(chuàng)造性地解決了國(guó)內(nèi)外大型公共建筑節(jié)能減排的世界性難題。低碳節(jié)能生活離我們并不遙遠(yuǎn)。據(jù)估算,世博中心總能耗低于國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的80%。這些“低碳一族”的建筑方式與理念,不僅十分環(huán)保,更掀起了一波又一波的低碳節(jié)能建筑浪潮。

伴隨著人類(lèi)文明和社會(huì)的進(jìn)步,高校圖書(shū)館的內(nèi)涵不斷深化,外延不斷擴(kuò)大,基于此,高校圖書(shū)館建筑也經(jīng)歷了一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由封閉到開(kāi)放,不斷現(xiàn)代化的歷程。以上海世博會(huì)的召開(kāi)為契機(jī),現(xiàn)代高校圖書(shū)館的建筑為適應(yīng)時(shí)代的變革,理應(yīng)弘揚(yáng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想,將低碳節(jié)能的建筑理念貫徹和落實(shí)好。

二、低碳節(jié)能:未來(lái)高校圖書(shū)館建筑的新理念

舉世矚目的哥本哈根世界氣候大會(huì)上,包括中國(guó)在內(nèi)的192個(gè)國(guó)家的談判代表召開(kāi)峰會(huì),商討了《京都議定書(shū)》一期承諾到期后的后續(xù)方案。雖然《哥本哈根協(xié)議》草案因?yàn)榉N種原因最終未獲通過(guò),但是它為發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家共同實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)指定了清晰的方向,使得走低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排之路越來(lái)越成為各國(guó)的共識(shí)。期間,中國(guó)政府以積極的姿態(tài)向全世界展示了用政府行為推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的高度責(zé)任感,提出到2020年要實(shí)現(xiàn)單位 GDP的CO2排放將比2005年下降40%—45%的目標(biāo),并將其作為約束性指標(biāo)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃之中。哥本哈根峰會(huì)吹響了中國(guó)低碳節(jié)能的“集結(jié)號(hào)”。④在國(guó)家的十一五規(guī)劃中,將建設(shè)節(jié)約環(huán)保型社會(huì)作為重要內(nèi)容,實(shí)行限制與鼓勵(lì)政策并舉的方式,提高建筑物能源利用率和增強(qiáng)其環(huán)保生態(tài)功能。在建筑節(jié)能方面,在2010年,建筑物節(jié)能的節(jié)約率要達(dá)到50%,到2020年則要將這其提升至65%。國(guó)家發(fā)改委資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)司司長(zhǎng)趙家榮對(duì)此表示,要完成這一任務(wù),主要靠提高資源能效、發(fā)展可再生能源、走低碳節(jié)能之路。

在全社會(huì)對(duì)建筑低碳節(jié)能問(wèn)題高度關(guān)注的大背景下,作為傳播人類(lèi)知識(shí)和文明的高校圖書(shū)館在建筑節(jié)能方面理應(yīng)走在社會(huì)前列。高校圖書(shū)館建筑正處于由傳統(tǒng)向現(xiàn)代過(guò)渡轉(zhuǎn)變這一既往開(kāi)來(lái)的發(fā)展變革時(shí)代,這將直接影響著高校圖書(shū)館本身結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)計(jì)對(duì)低碳節(jié)能的具體要求。低碳節(jié)能工作已成為高校圖書(shū)館建筑可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。在當(dāng)前我國(guó)高校圖書(shū)館建筑中存在著因結(jié)構(gòu)不合理、材料使用失當(dāng)而引發(fā)的高耗能、高排放的問(wèn)題。存在著這樣一個(gè)事實(shí),我國(guó)高校圖書(shū)館建筑的采暖、空調(diào)、通風(fēng)、照明的能耗在全國(guó)建筑總能耗中占據(jù)不小的比例。

節(jié)能降耗,建設(shè)節(jié)約型社會(huì),已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主要方向。高校圖書(shū)館建筑低碳節(jié)能作為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要組成部分,不僅是一種社會(huì)責(zé)任,同時(shí)也關(guān)系到高校圖書(shū)館自身的生存與發(fā)展。高校建筑物尤其是高校圖書(shū)館建筑過(guò)程中的低碳節(jié)能技術(shù)和理念,在我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略中不可忽略。建筑低碳節(jié)能的高校圖書(shū)館是大勢(shì)所趨,一場(chǎng)由高校圖書(shū)館建筑引發(fā)的高校建筑物的低碳節(jié)能之風(fēng)將不可避免。

在力求避免新而大的“能源殺手式”建筑的社會(huì),目前許多大型的高校圖書(shū)館本著“求洋、求新、求大”的目的,片面追求外立面效果,從而超大面積地采用玻璃幕墻。在勢(shì)必造成冬天冷、夏天熱的后果之后,高校圖書(shū)館必須借助空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)室溫,這便使得此類(lèi)建筑的空調(diào)能耗比一般建筑要高出數(shù)倍。高校圖書(shū)館建筑中的高耗能結(jié)構(gòu)對(duì)全社會(huì)節(jié)能起了不小的反面作用。

未來(lái)的高校圖書(shū)館在建筑時(shí)要走低碳經(jīng)濟(jì)和建筑節(jié)能之路。所謂低碳經(jīng)濟(jì),就是指改變高碳排放的發(fā)展模式,實(shí)現(xiàn)綠色的低能耗、低污染、低排放的可持續(xù)健康發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式。低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開(kāi)發(fā)、追求綠色 GDP。其核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新,以及人類(lèi)生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng),能源使用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題及其誘因不斷被人們所認(rèn)識(shí)。能源與經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀大變革的結(jié)果,就為人類(lèi)逐步邁向生態(tài)文明指出一條新路:通過(guò)低碳經(jīng)濟(jì)模式與低碳生活方式使人類(lèi)社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)方式可概括為兩種:一是改變能源使用結(jié)構(gòu),二是提高能源使用效率。所謂建筑節(jié)能,則是指建筑工程在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、使用過(guò)程中,采用新型墻體材料,合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率,降低建筑能源消耗,合理、科學(xué)、有效地利用能源的活動(dòng)。簡(jiǎn)單地講,就是用更少的能源,過(guò)更舒服的日子。建筑節(jié)能作為節(jié)能減排工作的重要組成部分,將在很大程度上影響節(jié)能減排目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。⑤

三、高校圖書(shū)館建筑中低碳節(jié)能理念的運(yùn)用

(一)高校圖書(shū)館建筑中新能源的應(yīng)用

當(dāng)前,低碳節(jié)能正成為新一輪科技革命的主旋律,以低能耗、低污染、低排放為基本特征的低碳節(jié)能理念也因此廣受重視。新能源是清潔能源,在轉(zhuǎn)換中不會(huì)造成環(huán)境污染,不會(huì)破壞地球的生態(tài)環(huán)境。在建筑物中充分利用太陽(yáng)能這種綠色清潔能源,是減少建筑能耗,改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu),提高我國(guó)可持續(xù)發(fā)展能力的有力保障。高校圖書(shū)館建筑應(yīng)高度重視有利于低碳節(jié)能的諸如太陽(yáng)能和地?zé)崮艿刃履茉吹膽?yīng)用。

人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能的利用有著悠久的歷史,我國(guó)早在兩千多年前的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽(yáng)光來(lái)點(diǎn)火、利用太陽(yáng)能來(lái)干燥農(nóng)副產(chǎn)品。太陽(yáng)能作為清潔的可再生能源,越來(lái)越受到人們的重視,應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。探討太陽(yáng)能技術(shù)與高校圖書(shū)館建筑的結(jié)合,以及如何與其它低碳節(jié)能新技術(shù)嫁接,相得益彰,特別是提高太陽(yáng)能等新能源在高校圖書(shū)館建筑中的年平均貢獻(xiàn)率就顯得更為重要。

太陽(yáng)能作為可再生能源,和傳統(tǒng)化石燃料相比有如下優(yōu)勢(shì):對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染;可以源源不斷地獲得;可免費(fèi)使用,且無(wú)需運(yùn)輸。在2010年上海世博會(huì)上,太陽(yáng)能得以大范圍利用。中國(guó)館等主要場(chǎng)館及部分設(shè)施,都已安裝太陽(yáng)能設(shè)施。其中,世博會(huì)主題館屋面鋪設(shè)了3萬(wàn)平方米的太陽(yáng)能板,成為國(guó)內(nèi)最大的單體面積太陽(yáng)能屋面。世博園區(qū)內(nèi)的太陽(yáng)能發(fā)電,是目前國(guó)內(nèi)在一個(gè)區(qū)域里面使用最集中的太陽(yáng)能發(fā)電,且達(dá)到4.6兆瓦。然而,在高校圖書(shū)館建筑方面,太陽(yáng)能與高校圖書(shū)館建筑的良性結(jié)合與應(yīng)用開(kāi)發(fā)則相對(duì)滯后,這對(duì)今后高校圖書(shū)館的建筑提出了更高的要求。根據(jù)太陽(yáng)能的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用的需要,目前它在高校圖書(shū)館建筑低碳節(jié)能方面的應(yīng)用可分為光電轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換兩種形式。

太陽(yáng)能光電技術(shù)是指利用太陽(yáng)能電池將白天的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能由蓄電池儲(chǔ)存起來(lái),晚上在放電控制器的控制下釋放出來(lái),供室內(nèi)照明和其他需要。太陽(yáng)能光熱技術(shù)則是指將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行利用的技術(shù)。太陽(yáng)能光熱技術(shù)的利用通常又可分為直接利用和間接利用兩種形式。常見(jiàn)的直接利用方式有:利用太陽(yáng)能空氣集熱器進(jìn)行供暖或物料干燥;利用太陽(yáng)能熱水器提供生活熱水;基于集熱—儲(chǔ)熱原理的間接加熱式被動(dòng)太陽(yáng)房;利用太陽(yáng)能加熱空氣產(chǎn)生的熱壓增強(qiáng)建筑通風(fēng)。太陽(yáng)能間接利用的主要形式有:太陽(yáng)能吸收式制冷;太陽(yáng)能吸附式制冷;太陽(yáng)能?chē)娚渲评?。⑥合理開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源的作用和效益也是可觀的,它可以節(jié)約大量的能源,減輕環(huán)境污染。地?zé)峁┡且陨畈康叵聼崴鳛闊嵩?通過(guò)間接或直接式供熱系統(tǒng)將熱源輸送到圖書(shū)館需要暖氣的地方。在建筑高校圖書(shū)館時(shí),可以將地?zé)崴ㄟ^(guò)熱交換器滿(mǎn)足圖書(shū)館采暖或用熱水等需求。

高校圖書(shū)館建筑過(guò)程中,利用太陽(yáng)能、地?zé)崮艿刃履茉醋鳛橹饕茉垂┙o,向圖書(shū)館提供采暖、空調(diào)和熱水,這樣可以大量節(jié)約電力和常規(guī)能源,減少CO2、SO2及粉塵的排放,對(duì)改善大氣環(huán)境有十分明顯的效果。此外,太陽(yáng)能、地?zé)崮艿刃滦湍茉吹睦媚軌蚪档透咝D書(shū)館建筑的耗能指標(biāo)。采用太陽(yáng)能蓄熱與地源熱泵的聯(lián)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)采暖,采用太陽(yáng)能吸收式制冷技術(shù)與地源熱泵聯(lián)合實(shí)現(xiàn)制冷,并集成其它新能源和節(jié)能技術(shù)是未來(lái)高校圖書(shū)館建筑的方向。

(二)高校圖書(shū)館建筑中的外墻保溫技術(shù)

外墻保溫技術(shù)于上世紀(jì)90年代初開(kāi)始在我國(guó)推廣使用,并表現(xiàn)出良好的保溫和節(jié)能效果。近幾年來(lái),外墻保溫技術(shù)日新月異不斷成熟完善,保溫材料不斷更新、提高,外墻保溫技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,成為目前主要推廣并廣泛采用的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。其主要方法是在建筑物基層墻體的外側(cè)設(shè)置保溫層(一般厚度為60mm的膨脹聚苯泡沫板),在保溫層外面做裝飾層。基層墻體和聚苯板之間用專(zhuān)用粘接劑連接,聚苯板用尼龍錨栓固定,然后在保溫層外抹聚合物水泥砂漿保護(hù)層,并壓入耐堿涂塑玻纖網(wǎng)格布,最外層用抗裂膩?zhàn)雍屯苛蠈悠胶脱b飾。

該外墻保溫技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)能夠增加室內(nèi)環(huán)境的舒適度,并能延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。由于采取了外保溫技術(shù),使得墻體的蓄熱功能增大,當(dāng)室外溫度發(fā)生變化時(shí),復(fù)合墻體的蓄熱可以緩沖室內(nèi)溫度的變化,使人感到相對(duì)舒適;而且由于基層墻體的溫度變化比較平緩,產(chǎn)生的熱應(yīng)力也大大減小,使得基層墻體產(chǎn)生裂縫和變形的可能性降低,因此能夠延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。(2)施工工藝簡(jiǎn)單,使用范圍廣泛。該技術(shù)既適用于多層建筑,又適用于高層建筑;既能滿(mǎn)足新建筑物的節(jié)能要求,也能滿(mǎn)足舊建筑的墻體改造;通過(guò)采取一定的技術(shù)措施和工藝,還能滿(mǎn)足建筑立面設(shè)計(jì)的裝飾要求。(3)節(jié)能效果明顯。由于保溫層的敷設(shè)具有連續(xù)性,可以避免傳統(tǒng)墻體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱橋現(xiàn)象,而且聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)較小,只有0.041W/m·K,能夠有效地減少室內(nèi)熱損失和冷損失。(4)可以減薄墻體厚度和減輕墻體的重量,從而增大房屋的使用面積。采用外墻保溫技術(shù)后,在滿(mǎn)足節(jié)能要求的前提下,可以使普通磚墻的厚度從490mm減薄為320mm,從而增加使用面積2%—4%,同時(shí)也減少了土地等資源的消耗。⑦此外,還有ZL膠粉聚苯顆粒保溫體系及AL建筑保溫隔熱材料保溫體系、聚苯乙烯泡沫塑料板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫體系、巖棉板外墻外保溫體系、專(zhuān)威特外墻外保溫體系等。在高校圖書(shū)館建筑的過(guò)程中因地制宜地運(yùn)用上述保溫技術(shù),一定會(huì)達(dá)到減碳節(jié)能的效果。

(三)高校圖書(shū)館建筑中的節(jié)能門(mén)窗

門(mén)窗的功能主要是通風(fēng)與采光,要科學(xué)設(shè)計(jì),不宜過(guò)大,也不宜過(guò)小。在設(shè)計(jì)高校圖書(shū)館的窗戶(hù)時(shí)應(yīng)盡量減少大窗戶(hù),窗戶(hù)大小以滿(mǎn)足采光要求為限。門(mén)窗玻璃應(yīng)避免使用可見(jiàn)光透光率低的深色鍍膜玻璃或著色玻璃,而適宜采用普通透明玻璃或淡色低輻射鍍膜玻璃的中空玻璃。門(mén)窗型材應(yīng)采用塑料型材、斷熱彩鋼及斷熱鋁合金型材,不得采用非斷熱鋁合金及彩鋼型材。此外,還要求外門(mén)外窗具有良好的氣密、水密性、不小于30dB的隔聲性能和不小于2.5kPa的抗風(fēng)壓性能。

合理的窗墻比是自然采光、通風(fēng)和降低熱輻射的保證。按照節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),公共建筑的窗墻比不應(yīng)大于0.7,小于0.4,可見(jiàn)光的透射比不應(yīng)小于0.4。⑧透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱,除提高玻璃和框扇本身的熱工性能和保證中空玻璃的密閉性之外,還與玻璃和邊框接縫,以及框扇搭接縫的嚴(yán)密程度有密切的關(guān)系。空氣滲透是能量損失的重要途徑之一,只有各部分接縫足夠嚴(yán)密,才能保證盡量減少空氣的滲透,使各種能量得以最優(yōu)化地發(fā)揮。

節(jié)能門(mén)窗安裝除符合一般門(mén)窗安裝的技術(shù)規(guī)定外,尚應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)對(duì)金屬框的窗,在保證有足夠空間的條件下,用塑料、橡膠、尼龍隔熱條等材料進(jìn)行斷橋處理,斷橋的寬度不宜小于15mm,長(zhǎng)度應(yīng)與框相等,且在安裝五金件和安裝窗時(shí)不得破壞斷橋結(jié)構(gòu);(2)如為塑料門(mén)窗,由于其對(duì)溫度比較敏感,故門(mén)窗進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)在50℃以下的庫(kù)房(棚)內(nèi)存放,并遠(yuǎn)離熱源。要注意塑料門(mén)窗及玻璃的安裝,應(yīng)避免在低溫下進(jìn)行施工;(3)外門(mén)窗四周側(cè)面與墻體之間的縫隙應(yīng)采用EPS聚苯板或聚氨酯等高效保溫材料嵌填,不得采用水泥砂漿嵌填;外門(mén)窗框內(nèi)、外兩側(cè)面與墻體面層之間應(yīng)預(yù)留5至8厘米深的槽口,用密封材料嵌填。

(四)綠化手段讓高校圖書(shū)館更加低碳節(jié)能

高校圖書(shū)館在建筑時(shí)應(yīng)充分考慮到一些綠化手段的應(yīng)用,以此來(lái)達(dá)到減碳節(jié)能的目的。筆者認(rèn)為,綠化手段可以在高校圖書(shū)館的館舍外墻和館舍內(nèi)部?jī)蓚€(gè)方面加以運(yùn)用。在圖書(shū)館館舍外墻方面,綠色植被附著在館舍外墻,可以在盛夏時(shí)節(jié)形成自然蔭涼。這種自然蔭涼的形成使外墻受太陽(yáng)暴曬的程度大大降低,因此也降低了圖書(shū)館內(nèi)制冷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)度。使館內(nèi)室溫下降的同時(shí),厚厚的綠色植被還通過(guò)光合作用吸收了空氣中的大量二氧化碳。這樣既降低了能耗、減少了碳的排放量,又使圖書(shū)館的外觀具有令人心曠神怡的視覺(jué)效果。在圖書(shū)館館舍內(nèi)部方面,圖書(shū)館在建筑時(shí),要給綠色盆景植物預(yù)留出適當(dāng)?shù)目臻g,在樓宇入口及走廊等位置擺放適當(dāng)數(shù)量的綠色盆景是很有必要的。比如蘆薈、景天等,晚上不但能吸收二氧化碳,還能釋放出氧氣,使室內(nèi)空氣中的負(fù)離子濃度增加。綠化與建筑藝術(shù)水乳交融,使人能夠接近自然,既學(xué)知識(shí)又淘治情操,起到了以人為本的作用。⑨總之,綠化手段的應(yīng)用進(jìn)一步體現(xiàn)了高校圖書(shū)館建筑時(shí)的低碳節(jié)能理念。

(五)高校圖書(shū)館建筑中的節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高校圖書(shū)館的用電主要是照明、電梯和計(jì)算機(jī)用電。電能的控制要多方面入手,在圖書(shū)館總配電室有安裝節(jié)電器的必要。

高校圖書(shū)館在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,在保障照度適度的同時(shí),可采取以下幾種方法節(jié)約電能:(1)加大自然采光,減少白天用電。在圖書(shū)館館舍設(shè)計(jì)時(shí),容入天井設(shè)計(jì),充分利用頂光,利用多重反射將頂光反射到室內(nèi)進(jìn)深的部位。保持合理窗墻比的同時(shí)使用玻璃幕墻,增加入射光線。窗戶(hù)應(yīng)采用推開(kāi)式或“埋入墻內(nèi)”式,特別是采用雙層玻璃的窗戶(hù)這樣可以擴(kuò)大陽(yáng)光射入房?jī)?nèi)的光;(2)使用節(jié)能燈。在走廊、廁所等區(qū)域使用光效高,顯色性好,壽命長(zhǎng)的節(jié)能燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈。根據(jù)國(guó)家半導(dǎo)體照明研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),到2015年,我國(guó)半導(dǎo)體照明市場(chǎng)總體規(guī)模將達(dá)到5000億元以上。半導(dǎo)體中的LED是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)能照明設(shè)備。LED燈是高效節(jié)能的,耗能僅是普通燈的1%,它的流行是一種趨勢(shì)。(3)實(shí)行區(qū)域控制。照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),要便于管理人員的分區(qū)域控制,避免全開(kāi)、全關(guān)的電路。電燈開(kāi)關(guān)應(yīng)按自然光能射入房?jī)?nèi)的程度而分組控制燈光。采用分層,分段電路設(shè)計(jì),將圖書(shū)按照使用頻率分區(qū)擺放,依據(jù)讀者的需求合理布局燈光,在保障充足的光線的前提下,最大限度的節(jié)約了電能。此外,為節(jié)約電能,高校圖書(shū)館應(yīng)積極推廣使用高光效、長(zhǎng)壽命光源,如金屬鹵化燈、細(xì)管徑直管型熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈等。同時(shí),開(kāi)發(fā)并使用低功耗、優(yōu)性能的節(jié)能鎮(zhèn)流器,它與傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器相比,具有低功耗、噪聲小、溫升低、無(wú)電磁干擾及諧波污染等優(yōu)點(diǎn)。⑩

此外,水循環(huán)利用可以大大減輕水資源短缺的壓力,這是積極主動(dòng)地保護(hù)水環(huán)境,解決生態(tài)用水和環(huán)境用水的最佳途徑。高校圖書(shū)館在建筑時(shí)要設(shè)計(jì)一個(gè)水資源綜合利用系統(tǒng),將雨水的收集利用納入設(shè)計(jì)施工,通過(guò)在地下建蓄水池將雨水收集處理,用于圖書(shū)館日常衛(wèi)生、沖廁、樓道清潔、道路澆灑及周邊綠化,實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)再利用。在衛(wèi)生間內(nèi)使用按壓式節(jié)水龍頭,無(wú)水小便池和節(jié)水型蹲位,安裝紅外線感應(yīng)節(jié)水器,可以做到有效節(jié)約用水。低碳節(jié)能的建筑理念應(yīng)在高校圖書(shū)館的點(diǎn)滴之處得到體現(xiàn),而不能僅僅是流于一種形式。

四、總結(jié)與建議

對(duì)于高校圖書(shū)館的建筑來(lái)說(shuō),運(yùn)用好低碳節(jié)能理念應(yīng)在以下幾個(gè)方面做好工作:

一是在建筑高校圖書(shū)館時(shí)要充分意識(shí)到低碳節(jié)能的重要性,高校圖書(shū)館應(yīng)主動(dòng)承擔(dān)減少碳排放,節(jié)約能源資源的責(zé)任。二是高校圖書(shū)館建筑行業(yè)內(nèi)部加強(qiáng)低碳節(jié)能理念的交流,使一些成熟的低碳節(jié)能的新技術(shù)、新工藝盡快得到推廣和應(yīng)用。三是高校圖書(shū)館建筑時(shí)要制定各種完善的有利于低碳節(jié)能理念貫徹和實(shí)施的管理措施、規(guī)章制度。四是充分調(diào)動(dòng)高校圖書(shū)館建筑時(shí)相關(guān)人員的工作積極性,讓他們積極參與到低碳節(jié)能的工作中來(lái)。

高校圖書(shū)館建筑是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)工程,內(nèi)容涉及建筑材料、設(shè)備、照明、采暖、電器等諸多方面。要實(shí)現(xiàn)高校圖書(shū)館低碳節(jié)能的建筑理念,需要設(shè)計(jì)、施工和管理多方的密切配合。我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,能源相對(duì)緊張,節(jié)能降耗已經(jīng)成為關(guān)系的國(guó)計(jì)民生的首要問(wèn)題。低碳節(jié)能,任重道遠(yuǎn),在2010年上?！暗吞际啦钡耐苿?dòng)下,高校圖書(shū)館要以強(qiáng)烈的歷史使命感和社會(huì)責(zé)任感主動(dòng)承擔(dān)起這份責(zé)任。

注釋

①馬宏偉:《環(huán)境與布局是圖書(shū)館整體形象的靈魂》,《當(dāng)代圖書(shū)館》2004年第2期。

②李進(jìn)宅:《現(xiàn)代高校圖書(shū)館建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題》,《科學(xué)大眾科學(xué)教育》2009年第4期。

③楊春:《對(duì)52所高校新(擴(kuò))建圖書(shū)館的調(diào)查分析》,《圖書(shū)館建筑》2005年第6期。

④在2009年12月29日刊發(fā)的中國(guó)企業(yè)報(bào)的第6版上,該報(bào)記者陳瑋英在結(jié)合哥本哈根世界氣候大會(huì)論述節(jié)能減排時(shí)進(jìn)行了如此描述。

⑤張連芬:《推廣建筑節(jié)能,做好可持續(xù)發(fā)展》,《內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)》2010年第1期。

⑥⑦羅萬(wàn)軍、徐承立、馬洪亭:《幾種主要建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景》,《安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)》2007年第11期。

⑧潘向?yàn){:《關(guān)于圖書(shū)館建筑節(jié)能的研究與實(shí)踐》,《圖書(shū)館論壇》2007年第3期。

⑨程微:《圖書(shū)館建筑節(jié)能環(huán)保建設(shè)芻議》,《高校圖書(shū)館工作》2009年第2期。

⑩孫秀菊、齊雪潔:《對(duì)高校圖書(shū)館建筑節(jié)能的思考》,《河北科技圖苑》2007年第6期。

責(zé)任編輯平樂(lè)

2010-03-10