高校图书馆节能技术探析
中图分类号：G251 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0233-02
1 高等学校图书馆节能必要性与可行性
在我国建筑能耗中，公共建筑的能耗比例非常突出，目前我国公共建筑的能耗约占我国社会总能耗比例约为30%，且逐年上升。高校图书馆作为教育类公共建筑，其能耗问题和热舒适问题令人堪忧。高校图书馆具有面积大，服务时间长，网络化办公造成的照明和用电能耗大，能耗需求高，长时间高强度的采暖、制冷、照明能耗严重造成了资源和能源的严重负荷。
节能减排工作是当前发展我国经济，能源战略有效实施的重要任务，建设可持续校园要本着“四节一环保”的原则，统筹协调资源能有的有效利用和保护自然环境，为高校师生创造一个舒适的热环境。高校图书馆适用人群大，使用时间比较分散，能耗的构成有自己的特点，对其进行节能的控制可以降低建筑能耗，节约投资成本，促进生态校园的建设，此外对于改善和提高学生的学习环境具有重要意义。该文探讨了目前我国高等学校图书馆木能耗现状与影响因素，分析目前高校图书馆存在的节能问题，并提出了适用性的节能建议。
2 我国高校图书馆的能耗制约因素
2.1 建筑设计因素
建筑设计是影响建筑能耗最重要的因素。图书馆作为特殊的公共建筑，所面对的人群和承担的服务功能都有其具体的特征，因此高校图书馆一方面要本着适用人群为大学师生的特点进行设计；另一方面要利用好大学校园的规划条件，合理地选址。图书馆是大学的标志性建筑，一方面要保证其使用功能和作为标志性建筑的美观功能；另一方面高校图书馆一般体积大，人员流动性高，密度大，如果不考虑节能则会造成巨大的能源浪费现象。很多高校的图书馆由于在设计前期没有很好地考虑节能因素，造成了很多局部通风差，白天要依照人工照明才能维持正常的光照，南方部分高校图书馆建筑设计未协同建筑遮阳，立面太阳辐射严重，夏季室内气温偏高，需要通过空调才能正常工作，这些都是由于建筑设计不当而导致的能耗问题，可见前期对建筑设计不能很好的控制，那么后期图书馆在采暖、制冷、遮阳与通风方面的能耗就会越突出，节能成本也会越高，因此，好的建筑设计是图书馆实现高效节能的第一步工作。
2.2 建筑物体形系数
体型系数指的是建筑物外包面积（与大气接触的外表面积）V与建筑物的体积V0的比值。研究表明，建筑物的体型系数越大，建筑的外散热量越大，也就越不节能，而建筑物的体型系数过小，则建筑缺乏变化，内部空间的功能、采光和通风都会受到影响。因此，合适的体型系数对建筑物的节能非常重要。我国对不同热工气候分区的建筑物规定了其体型系数的限制。
2.3 窗墙面积比
窗墙比表征建筑物立面窗户面积与房屋立面单元的比值。高校图书馆是校园里比较重要的公共建筑，也是很多学校的典型标志性建筑，因此，在功能和外观上都有一定的要求，但目前我国很多高校没有处理好立面设计与建筑节能的关系，立面开窗过大，且大面积采用玻璃幕墙，外观达到了要求，但是窗墙面积比不能达到规范要求，冬季的热损失严重，夏季过大的窗户会增加室内的热量和温度，在这种情况下，空调制冷成为了改善环境采取的必要行为，如此面积和使用人群的公共建筑空调制冷成为了制约节能。
3 对高校图书馆节能技术与策略的思考
3.1 结合建筑构件的自然通风
高校图书馆的通风措施是保证图书馆良好空气和舒适第的重要措施，我国目前高校图书馆在通风技术方面的经验做法一般都倾向于通过建筑设计的手段达到自然通风，如将图书馆的屋顶设计为通风屋顶，内设可开启式百叶通风口，夏天打开实现自然通风，冬天关闭可以防止热量散失（见图1）。也有图书馆内院设置天井，利用垂直的风效应实现通风。也有很多处于炎热地区的高校（见图2）。
3.2 自然采光与智能照明
高校图书馆的照明能耗是整个能耗构成中比例较高的影响因素。由于图书馆学生的学习时间不一致，图书馆的办公房间很多白天都开着灯的现象时有发生，每天每个图书馆的平均照明时间基本要达到10 h以上，照明设计应该能根据使用人群的时间分布规律，进行系统和有组织的照明系统设计。如多采用高效的节能型灯具，在走廊或者书架廊道内安装声控灯具等，实现人工智能控制。但从长远来看，还是要尽可能采用自然光源，对人的伤害小，且大大降低了照明的能耗。此外要多引入太阳光进入室内，避免室内采光不足，对太阳光的轨迹进行研究，实现可调节光线引入，开设天窗或者天井采光都是可以采用的方法。
3.3 中央空调分区运行策略
我国目前多数高校都使用了中央空调系统。中央空调一定程度上改善了我们的学习环境，但也对能源需求提出了更高的挑战，由于高校图书馆的使用人群基数大，时间长而分散，馆内很多房间对于空调的使用时间和分布比例不一致，因此，建议今后中央空调实施更为智能的分区控制，对使用不是很频繁的可以控制其运行时限，这将大大缓解目前能耗白白浪费的问题。
3.4 可再生能源的使用
可再生能源干净，不污染环境，应该在图书馆有条件的情况下鼓励使用，对于处于可再生能源比较便利的气候区，应更多的适应气候条件，如太阳能的使用，作为一种可再生能源，有效减少了采暖与空调能耗，就可以被利用到图书馆热水系统与采暖系统中。图书馆在可再生能源的利用层面上，要利用好太阳能，将其作为能源的提供者。如高校图书馆在日照率比较丰富的地区可以通过在建筑物顶部或者主立面设置光伏电板，光伏电板通过收集太阳能一方面降低了热量从屋顶或者朝向面进入室内的热量；另一方面光伏电板收集的电量作为图书馆内部办公的采暖与制冷的供电负荷量，同时立面光伏电板收集热能起到了建筑遮阳的效果，避免了二次设计遮阳的成本费用。
太阳能光导照明则同样可以作用于图书馆内部或者外环境设计中，利用建筑物的周围空间或者沿窗布置的结构构件设置智能太阳能光导照明装置，白天收集的热量可以转化为电能为图书馆的内部办公与外部空间环境提供正常的光照补充，节约了用电负荷。
4 结语
高校图书馆的节能工作是一个连贯和系统的工程，需要设计者和使用者共同努力才可以实现真正节能，由于高校图书馆所处气候热工分区的差异性和使用性质上差异性，节能工作呈现不同的特点，总之，在图书馆节能的问题上要解决好建筑设计与建筑节能的关系，合理选址基址与朝向，合理控制建筑的窗墙面积比和采光系数，并有效运用自然采光与通风，在有条件的地方要尽可能使用新能源和可再生能源。
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