被動(dòng)式生態(tài)檔案館設(shè)計(jì)策略初探

摘 要：在創(chuàng)新才能持續(xù)發(fā)展的背景下，綠色、生態(tài)已經(jīng)成為城市、建筑可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本文通過對(duì)被動(dòng)式生態(tài)檔案館的概念、預(yù)期達(dá)到的效果進(jìn)行分析，初步提出被動(dòng)式生態(tài)檔案館的設(shè)計(jì)策略。

關(guān)鍵詞：被動(dòng)式生態(tài)檔案館；設(shè)計(jì)策略

一、被動(dòng)式建筑與被動(dòng)式生態(tài)檔案館的概念

被動(dòng)式建筑，也稱為被動(dòng)式超低能耗建筑、被動(dòng)房等，是一種全新的節(jié)能建筑概念，是指不通過傳統(tǒng)的外部能源提供方式和主動(dòng)的空氣調(diào)節(jié)形式，而是通過極佳的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，帶有熱回收功能的新風(fēng)系統(tǒng)以及無熱橋設(shè)計(jì)等手段，使房屋在不需要傳統(tǒng)外部設(shè)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(dòng)式生態(tài)檔案館是不需要“主動(dòng)”提供能量的一種檔案館，使得檔案館對(duì)采暖、空調(diào)等耗能需求的最小化，同時(shí)加以生態(tài)化設(shè)計(jì)，利用綠色設(shè)計(jì)以及可再生能源、少量利用新風(fēng)系統(tǒng)等手段。既能極大程度的降低能源需求，又能達(dá)到舒適的室內(nèi)溫濕度，滿足冬暖夏涼的要求，是集高舒適度、低能耗、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性于一體的節(jié)能建筑。

二、被動(dòng)式生態(tài)檔案館預(yù)期達(dá)到的效果

1舒適。 被動(dòng)式生態(tài)檔案館高保溫性能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)使室內(nèi)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(nèi)恒溫；同時(shí)，新風(fēng)系統(tǒng)過濾過多的濕氣，陰雨天季節(jié)，也不會(huì)太潮濕 ，對(duì)館存的檔案起到很好的保護(hù)作用；室內(nèi)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(fēng)量控制在30m3/h左右，相對(duì)濕度保持在40-60%，空氣流速在0.3m/s，合理設(shè)計(jì)送風(fēng)口位置，讓人感覺在室內(nèi)的任何一個(gè)角落都會(huì)很舒服，舒適性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)建筑。

2環(huán)保。

（1）被動(dòng)式生態(tài)檔案館的高氣密性可以減少外部不利因素對(duì)建筑內(nèi)部的干擾。嚴(yán)密的外圍護(hù)系統(tǒng)，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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)和安裝，可以將室外污染嚴(yán)重的空氣環(huán)境有效隔離開；因?yàn)槊荛]，室內(nèi)不容易滋生細(xì)菌和蟲害，有利于檔案的保存；再次，高密閉性的設(shè)計(jì)減少了室外噪音的干擾，不用擔(dān)心周邊噪音對(duì)檔案館使用的影響。

（2）被動(dòng)式生態(tài)檔案館高性能的新風(fēng)系統(tǒng)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(nèi)良好的空氣質(zhì)量。被動(dòng)式檔案館的新風(fēng)系統(tǒng)安裝的是一種帶有污染物過濾裝置且熱回收效率高達(dá)75%的機(jī)械新風(fēng)系統(tǒng)，優(yōu)于一般空調(diào)機(jī)，能往室內(nèi)源源不斷的輸送新鮮空氣；室內(nèi)廢氣也要經(jīng)過回收過濾，去除異味，花粉和粉塵，二氧化碳濃度不超標(biāo)。

（3）被動(dòng)式生態(tài)檔案館使用綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加以生態(tài)設(shè)計(jì)。館內(nèi)排放的有害物質(zhì)非常少，能夠自然降解，可以持久地防止對(duì)環(huán)境的傷害。不僅減少大氣污染物的排放，而且對(duì)周邊環(huán)境起到一個(gè)很大的促進(jìn)作用，有利于節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境。

（4）被動(dòng)式生態(tài)檔案館高封閉性的同時(shí)，因?yàn)樽钄酂針?，杜絕了普通建筑常有的發(fā)霉結(jié)露，建筑構(gòu)件、墻壁墻角、陽臺(tái)、飄窗上再也不會(huì)出現(xiàn)霉菌， 既清潔又美觀。

3 節(jié)能。被動(dòng)式生態(tài)檔案館降低了暖氣、空調(diào)的使用率，能耗約是普通節(jié)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(shè)施的依賴，極低的能耗費(fèi)用也使它比傳統(tǒng)建筑更加經(jīng)濟(jì)；同時(shí)，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(tǒng)壓力得以緩解。

4美觀。 同時(shí)，被動(dòng)式生態(tài)檔案館減少了管道設(shè)備，釋放更大的空間，建筑內(nèi)部空間感、使用率可以得到更大程度的改觀。

5安全。 被動(dòng)式生態(tài)檔案館結(jié)實(shí)、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(dòng)式生態(tài)檔案館設(shè)計(jì)策略

策略一，良好的檔案館外保溫結(jié)構(gòu)。 良好的外保溫結(jié)構(gòu)是被動(dòng)式生態(tài)檔案館降低能耗的核心所在。因此，整個(gè)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(dòng)式生態(tài)檔案館要求外圍護(hù)結(jié)構(gòu)要采用傳熱系數(shù)較低的保溫材料。目前比較流行的外保溫結(jié)構(gòu)主要是木結(jié)構(gòu)和帶保溫間層的砌體結(jié)構(gòu)。通常情況下，屋面的保溫應(yīng)優(yōu)于墻面，墻面優(yōu)于底板。

策略二：采取無熱橋設(shè)計(jì)。熱橋是指處在外墻和屋面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(qiáng)，通過熱橋，一方面會(huì)有大量的熱能散發(fā)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(fù)荷，另一方面，熱橋內(nèi)表面溫度較低，也存在冷凝發(fā)霉的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步破壞建筑構(gòu)件。因此在設(shè)計(jì)被動(dòng)房時(shí)，必須避免熱橋。

策略三：增強(qiáng)檔案館建筑氣密性。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上一般會(huì)存在裂紋、縫隙和細(xì)小的空洞。通過這些縫隙，大量的熱能會(huì)流失掉，同時(shí)產(chǎn)生導(dǎo)致不舒適感的氣流，甚至產(chǎn)生霉菌，影響身心健康。因此提高建筑氣密性是保證被動(dòng)式生態(tài)檔案館建筑節(jié)能及舒適的重要前提。

策略四：被動(dòng)式門窗的運(yùn)用。一般檔案館建筑冬天容易在門窗構(gòu)件以及玻璃表面形成水霧，損壞構(gòu)件，另一方面，大量的熱能會(huì)進(jìn)行無組織的交換，降低室內(nèi)舒適度和平衡度。為了滿足被動(dòng)式生態(tài)檔案館的低能耗及高舒適度，被動(dòng)式門窗就尤為重要。 在被動(dòng)式門窗的設(shè)計(jì)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(dǎo)性能遠(yuǎn)高于玻璃，特別是一些鋁合金窗框。 同時(shí)，仔細(xì)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(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)系統(tǒng)可以保證室內(nèi)空氣的新鮮度 回收空氣中的熱量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，降低建筑熱負(fù)荷，調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，也可以通過除濕裝置調(diào)節(jié)濕度，使室內(nèi)空氣一直保證在舒適、健康的水平。

策略六：加強(qiáng)高密閉性空間室內(nèi)綠化的運(yùn)用。室內(nèi)綠化有凈化空氣、調(diào)節(jié)小氣候的功能，改善高封閉性被動(dòng)式生態(tài)檔案館室內(nèi)生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要措施就是室內(nèi)綠化，所以在構(gòu)建被動(dòng)式生態(tài)檔案館時(shí)要增強(qiáng)室內(nèi)綠化部分的設(shè)計(jì)。一是可以在原有基礎(chǔ)上增加和改進(jìn)綠化面積和綠化種類；二是運(yùn)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(nèi)傳統(tǒng)的有用經(jīng)驗(yàn)和方法。從而改善檔案館內(nèi)部的小氣候。

參考文獻(xiàn)：

[1]周正楠.對(duì)歐洲被動(dòng)房建筑的介紹與思考[J].建筑學(xué)報(bào) 2009.5.

[2]綠色建筑研習(xí)社.愛上“被動(dòng)房”的20個(gè)理由[EB/OL]. 2017.8.28

[3]朱繼龍.你想知道的被動(dòng)房核心知識(shí)[EB/OL].綠色建筑研習(xí)社 2018.4.18

作者簡(jiǎn)介：

陳旭銘，1980～，男，碩士，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院教師