大学图书馆建筑节能探析——以宁夏大学图书馆为例

●才 波，庄 青（宁夏大学 图书馆，银川 750021）

1 图书馆建筑节能的重要意义

近年来，我国新建的图书馆呈现出建筑面积大、建筑标准高的特点，但建筑能耗偏高的问题亦引起了建筑界和图书馆界的担忧，因此对图书馆建筑节能问题的探讨具有较强针对性和现实意义。

1.1 节能是现代社会对图书馆建筑的要求

2005年4月，建设部发布了《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005），对公共建筑的节能设计提出了具体的要求，图书馆被列为科教文卫类的公共建筑。2006年4月，国务院举行了新闻发布会，建设部副部长仇保兴在会上介绍了中国节能与绿色建筑等方面的情况。他在会上指出，目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2至3倍以上。在全社会对建筑节能问题高度关注的大环境下，作为传播人类知识和文明的图书馆在建筑节能方面理应走在社会前列。

1.2 节能是图书馆建筑发展的必然要求

从古代图书馆“以藏为主”的建馆理念到20世纪20年代初“以人为本、以用为主”的设计理念，再到柱网统一的块状布局的模数式图书馆，图书馆的建筑发展历经百年，但过分地依赖空调系统和人工照明，造成能耗高、经济性差的问题并没有随着建筑设计的发展，建筑材料的更新，建筑施工技术的发展得到彻底改善。在2008年的建筑年会上，建筑学界重申了“适用、经济、美观”的建筑设计原则，再一次强调了建筑物的经济性和能耗是密切相关的，要达到使用、维护的经济性，节能将成为图书馆建筑发展的必然要求。

1.3 节能是图书馆生存和可持续发展的必然要求

我国是一个发展中国家，经济的快速增长和能源相对短缺的现象会长期存在。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，同时也关系到图书馆自身的生存和发展。在我国西部欠发达地区的图书馆，不注意节能,“电费吃书费”的现象就会产生。

2 宁夏大学图书综合实验楼建筑设计的节能探索与实践

宁夏大学图书综合实验楼建筑总面积为31326.33M2，其中，实验楼为5层，建筑面积5515.12 M2；教学楼为8层，建筑面积12636.49 M2；图书馆部分为4层，建筑面积13174.72 M2。项目预算投资额为6000万元（含空调、网络设备、内外装修等），工程于2007年5月开工,2009年11月完成装修投入使用。作为一所资金并不富裕的西北综合性大学，该工程在初期设计论证时对建筑节能问题就给予了高度关注。

2.1 “申纽丽”外墙外保温措施在图书馆实验综合楼的应用

“申纽丽”外保温系统结构:“申纽丽”外保温系统由模塑膨胀聚苯乙烯泡沫塑料阻燃保温板、外墙外保温系统专用粘结剂、耐碱玻璃纤维网格布、保护涂层和辅助材料等组成。整个系统外覆盖装饰性涂料，通常为厚塑性涂层。其专用粘结剂与外饰涂层均为纯丙烯酸系列产品，具有优异的耐候性与耐碱性，是外墙外保温系统稳定性的根本保证。其阻燃保温板和网格布均是通过粘贴方式，或用金属件、螺钉或其他装置（如特殊金属件、插件、连接件等）固定于墙面。

该施工方法的优点是：适用范围广、保温效果明显，保护主体结构，有利于改善室内环境，扩大室内的使用空间，便于丰富外立面。

“申纽丽”施工在宁夏大学图书综合实验楼的工程实践中取得了良好的效果。本工程自2009年投入营运以来，保温板与墙体粘结牢固，外墙表面瓷砖到现在为止未发现任何裂纹和脱落，室内的保温和隔热效果明显。在夏天室外温度37摄氏度以上时，房间内气温明显偏低，有阴凉感，降低了空调的使用频率，可节电40%左右。冬季该系统避免了冷桥的产生，大大减少室内热能通过外墙损失，使用空调可节电 50%左右。［1］

2.2 图书馆供暖系统节能措施在图书馆实验综合楼的应用

对于公共建筑而言应最大限度地满足既舒适又节能，在上班时间、休息时间保持室内设计温度（+18℃），下班时间及节假日室温保持值班采暖温度（+5℃）。即保证供热管道及其他设备不冻结的温度。由于建筑物的外维护结构具有一定的蓄热能力，根据公共建筑的使用特点，对不同建筑物采用分时分温供热调节手段，实现按需供热，从而可以减少不必要的能源浪费。［2］

系统组成大体包括室内外温度检测系统（信息采集系统）、信息处理系统（智能系统中央处理器）、信息反馈系统、智能分时平衡调节阀。通过对系统的控制，实现楼宇热平衡、层间热平衡、定时自动供暖与调节，从而达到节能目的。

宁大图书馆实验综合楼分时分温系统实施方案主要由以下部分构成：

（1）DRN智能控制节能阀系统实现原理。DRN智能控制节能阀内部封装有一只机电一体三通截止阀和采集控制电路，是集检测、数据采集、传输、供暖控制、室内温度调整功能为一体的基本部件。整体系统还包括楼宇流量分配及计量控制装置、通信网络、计算机管理平台等。［3］

三通阀阀芯由步进电机带动，通过调节阀芯的开度调节进入散热器和旁通中的流量比例，达到调节室温的目的。现场应用是在每组散热器供水管端安装一支电子智能阀。控制电路集成有万年历模块，可以根据需要设定阀门定时开关的时间和开度，实现楼内供热平衡、定时自动供暖与调节，从而达到节能的目的。

供暖时间段内温度控制：16－20℃，平均温度18℃；值班采暖时间段内温度控制：5－9℃，平均温度7℃。

（2）气候补偿器控制的使用。气候补偿器控制是根据室外温度的变化及用户设定的不同时间对室内温度要求，按照设定曲线求出恰当的供水温度进行自动控制，实现供热系统供水温度——室外温度的自动气候补偿，避免产生室温过高或过低而造成能源浪费。例如，当室外温度降低时，为了维持原有的室内温度，总管供水温度应适当提高，此时气候补偿器将自动加大换热机组供应的输出负荷，以提高供水温度，反之亦然。另外，气候补偿控制可充分利用太阳辐射热和人的活动规律进行时间控制。并且，由于锅炉在较高的回水温度下运行，避免冷凝水的出现，可以防止锅炉腐蚀，延长锅炉使用寿命。采用分时供暖方法，充分利用建筑物的蓄热性质，提前加热（一般为1h），使建筑物在使用时达到温度要求。由于建筑物的蓄热性能很大，降温较慢，可提前停止供热（一般为1h）。采用分时分温供暖的方法控制简便，节约燃料（尤其是学校锅炉集中供热系统），节省电力。

（3）分时分温供暖智能控制系统的应用。在宁夏大学图书馆实验综合楼综合机房设计预留了分时分温供暖自动化控制系统，实现了数字化的计算机供暖管理。不仅对于智能控制系统软件能够准确记录，及时显示供热系统和辅机设备的运行参数及工作状态，而且对各运行参数（室内外温度、总管进水温度、总管回水温度、各供热区间回水温度等）可以自动记录及分析。能预测故障，显示故障部位、发生时间及当前数据等相关信息，并做记录。系统的可操作性强，设备参数的设定和修改处理方便。支持管理者网内远程监控功能。由上述分析可见，宁夏大学图书馆在采用分时分温采暖调节后的节能效果非常显著。

分时分温供暖的方法，可适用于具有供暖时间和负荷变化大的公共建筑的集中供热，各大学建筑物，尤其是大学有放寒假的特点，分时分温供暖更具有较大的优越性。通过宁夏大学图书实验综合楼的工程实践证明，在我国对公共建筑实施分时分温供暖调节方式，减少建筑物供暖能耗是可行和必要的。

在图书馆建筑节能方面，我们主要做了两方面工作：一是设计方案的论证，邀请了宁夏建筑设计界知名节能专家，对宁夏大学图书综合实验楼建筑外墙维护和分时分温供暖问题进行了论证；二是广泛地调研了西北地区的图书馆建筑，就宁夏设计院研究院的设计方案作了反复论证。在资金极为紧张的情况下，增加了分时分温供暖系统的设计和施工费用，为建成后在使用中集中控制和管理创造了条件。

［1］付达新．外墙外保温技术促进建筑节能——以“申纽丽”在湖南科技学院图书馆应用为例［J］.中国建设信息，2007（2）：61－62.

［2］建设部．采暖通风与空气调节设计规范（GB50019）［S］．北京：中国计划出版社,2003.

［3］吕传玉，等．DRN节能阀在公建集中供热系统中的应用 ［J］．暖通空调,2008（9）：64－65．