在实践中学习和领会公共图书馆建设标准——以宁夏回族自治区图书馆新馆建设为例
庄 青
为促进公共图书馆事业的发展，加强和规范公共图书馆基础设施建设，提高建设项目的决策水平，依据法律、法规及国家现行政策，文化部制定了《公共图书馆建设标准》（以下简称《标准》），并于2008年11月1日开始实施。
《标准》的实施，一是确立了以服务人口为主要依据确定公共图书馆建设规模的原则；二是形成了比较系统的基于公共图书馆建设现实水平且具有一定前瞻性的控制指标体系；三是提出了体现现代图书馆理念、与现代图书馆服务方式相适应的公共图书馆布局与建设要求，对公共图书馆的总体布局、外观造型、室内装修、环保节能、防灾防火、建筑设备等提出了原则要求；四是重视公共图书馆的环境建设，明确规定公共图书馆的建设内容。《标准》的实施对公共图书馆的建设具有非常明确及现实的指导意义。
《标准》中反复强调和提出了比较系统的基于公共图书馆建设现实水平且具有一定前瞻性的控制指标体系，就是公共图书馆建设不仅要体现现代图书馆理念、与现代图书馆服务方式相适应的公共图书馆布局，还要遵循建筑节能法规、节能设计标准和有关节能要求，根据当地的气候条件，在改善公共图书馆建筑室内环境的同时提高能源利用效率。
公共图书馆建筑节能设计要注重建筑与建筑热工设计，建筑暖通与空调设计，设计人员对标准规范理解要透彻，设计思路清晰，节能设计完善，采用数据正确，构造做法合理。要遵循“节约能源、节省资源、保护环境、以人为本”的基本理念，最大限度地节约能源、保护环境，为人们提供健康适用和高效的使用空间与自然和谐共生的建筑。笔者有幸参加了宁夏图书馆新馆工程的建设，结合工程实践提出一些个人的感受。
一、公共图书馆选址的要求
《标准》第十七条提出公共图书馆的选址：（1）宜位于人口集中、交通便利、环境相对安静、符合安全和卫生及环保标准的区域。（2）应符合当地建设的总体规划及公共文化事业专项规划，布局合理。（3）应具备良好的工程地质及水文地质条件。（4）市政配套设施条件良好。
宁夏图书馆新馆选址在宁夏的省会城市银川市金凤区，是因为金凤区是宁夏银川市未来城市发展的行政中心、文化中心、商业中心，新建的图书馆北临银川市交通主干道北京路，东面是银川市文化艺术中心，西邻银川市政府行政中心，南侧为宁夏博物馆，周边景观环境优美，场地开阔，为以后增设配送中心、辅导、协调和信息处理，中心机房（主机房、服务器）、计算机网络管理与维护等提供了扩展空间，具备了《标准》所提出的自治区中心图书馆设置与未来发展的一切条件。
二、公共图书馆建筑设计在外观造型和围护结构保温、隔热、温度和湿度的要求
《标准》第二十四条提出公共图书馆建筑设计在外观造型、室内装修和环境设计上，注意体现文化建筑的氛围特点，讲究实用效果；第三十五条提出公共图书馆的文献资料防护应包括围护结构保温、隔热、温度和湿度要求、防潮、防尘、防有害气体、防阳光直射和紫外线照射、防磁、防静电、防虫、防鼠、消毒和安全防范等要求。根据建筑实践和实际测算，建筑体形的变化直接影响建筑采暖能耗的大小，建筑设计首先应满足使用功能要求并结合各种不同建筑特点，合理确定建筑形状，平、立面设计力求规则，避免凹凸过多，设计中兼顾不同类型的建筑造型，尽可能地减少外表面积，严寒、寒冷地区建筑体形系数应控制在节能设计标准规定的0.4以内[1]。
（1）宁夏图书馆新馆建筑平面形状为“回”字型，建筑体形系数仅为0.12，在建设用地上不仅满足《公共图书馆建筑用地指标》，还很好地满足《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）关于“寒冷地区建筑体形系数应小于或等于0.4”的规定。较小的体形系数可以减少建筑外表面与室外空气的接触面积，降低建筑物本身与外界的能量交换，达到节能目的。
（2）该建筑东、南、西、北立面为半隐框玻璃幕墙与干挂石材墙面，选用无色透明低辐射玻璃，各个立面的窗墙比在0.29～0.56间，在满足建筑外立面通透效果的基础上，又达到《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）中对窗墙比的强制要求。
（3）可开启通风窗的设置。考虑到建筑外立面的整体效果，在半隐框玻璃幕墙上未设置开启扇，而是将通风窗均隐藏在每层挑出的钢筋混凝土板顶部，通风窗体可根据室内环境需要，自动调节开关，同时该部分窗体具有空调开启、风雨感应自闭功能，有效避免了能源浪费。
三、公共图书馆的室内环境设计要求
《标准》第三十二条提出公共图书馆的室内环境设计、建筑热工设计和暖通空调设计，应符合《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）的规定，改善室内环境，提高能源利用效率。建筑构配件、装修材料和建筑设备必须选择安全、节能、环保、不损害健康的产品。
宁夏图书馆新馆的围护结构热工及节能设计很好地体现了这些要求。节能设计标准中已规定了严寒地区A区、B区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区围护结构传热系数限值，为使所设计的建筑到达预期的节能效果，不致造成建筑耗热量或耗冷量计算值偏小，必须考虑围护结构周边混凝土梁、柱、墙等“热桥”影响，以保证建筑在冬季采暖和夏季空调时，通过围护结构的传热量不超过标准要求[2]。
1.设计标准提出外墙、屋面
尽量采用墙体自保温，在满足节能要求的同时降低工程造价。对外墙与屋面直接接触室外空气的钢筋混凝土梁、柱、板等部位，采取保温措施，减少围护结构热桥部位的传热损失。围护结构外表面宜采用浅色饰面材料[3]。
宁夏图书馆新馆外墙采用250mm厚三排孔陶粒（粉煤灰）混凝土空心砌块填充墙，既有效利用了高炉燃烧残渣，同时也满足了轻质节能的要求。在陶粒墙外侧设计100mm厚聚苯乙烯泡沫（20kg/m3）保温层，并在其上铺设耐碱玻纤网格布和聚合物砂浆以提高保温系统的耐久性，达到有效的隔绝了室内外的能量交换的目的。经计算传热系数仅为0.50W/m2·K，低于国标0.55W/m2·K的标准。在成本方面陶粒混凝土砌块低于黏土空心砖。
2.根据设计标准提出外门窗、玻璃幕墙
建筑外门窗、玻璃幕墙宜采用中空玻璃、镀膜玻璃。建筑设计中控制窗墙面积比，平衡解决建筑立面美观、采光通风等与建筑节能之间的关系。不宜提倡大面积应用玻璃幕墙。
宁夏图书馆新馆玻璃幕墙采用半隐框形式，选用5+5双钢化中空LOW-E玻璃，传热系数（K值）仅为1.2W/m2·K，实现了：（1）有效的阻挡红外线，将温度高的一侧传递过来的80%以上的远红外热辐射反射回去，从而避免了由于自身温度提高产生的二次热传递。冬日保温、夏日隔热，能够降低能耗，减少成本开支；（2）高效屏蔽紫外线，显著阻隔紫外线对人体和物品的侵害；（3）中空并充填氩气有效降低噪声的干扰。幕墙风压变形性能、雨水渗透性能、空气渗透性能和保温、隔声性能设计均为Ⅱ级。
其它部位窗体均设计为为断桥铝合金、5+5中空玻璃，传热系数为2.7W/m2·K，低于《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）中3.0W/m2·K（窗墙比为0.29）的标准。在窗体密封条选用、开启扇的设置、窗周边的保温处理等方面都采用了较为先进的节能措施，窗气密性和雨水渗透性能均不小于Ⅱ级。
3.图书馆建筑屋面节能做法设计
（1）在宁夏图书馆新馆250厚屋面结构板面上设置180mm厚水泥聚苯板，附加最薄处30mm厚水泥珍珠岩找坡，保护层为30mm厚C20混凝土，面层为SBS防水卷材。保温层可有效阻断通过屋顶结构的室内外能量交换。
（2）为满足图书馆中厅采光需要而设计的采光顶的面积为625m2，占整个屋面总面积的16%，满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）中“屋顶透明部分的面积不应大于屋顶总面积20%”的要求。选用8+12A+6+1.14PVB+6单钢化中空夹胶玻璃，符合节能标准。同时考虑到夏季阳光直射产生的中厅温度升高，避免不必要的空调能源浪费，在采光顶侧板处设置定时排风机，加强通风，缓解中厅热环境。
四、图书馆热工设计和暖通空调设计要求
《标准》第三十五条提出公共图书馆要有严格可靠的防水、防潮措施，书库、特藏书库和非书资料库、阅览室的防护设计应符合《图书馆建筑设计规范》（JGJ38-99）的规定，设置必要的通风、空调、除湿设备，有条件的宜设空气调节和净化设施，《标准》第三十九条提出公共图书馆室内温度、湿度设计参数、通风换气次数、送风气流速度等应符合《图书馆建筑设计规范》（JGJ38-99）的规定。需要空气调节的大、中型公共图书馆，宜按照现行国家标准，设置集中空调系统。供热热源优先采用城市集中供热。
1.空调冷热源设计
宁夏图书馆新馆空调主机采用两台一体化直燃机，以城市管网天燃气为燃料，电力为辅作为空调冷热源的能源。冷热水采用机械循环四管制封闭式系统，标准层分为田字型四块区域分别设置空调箱和冷水立管，外区独立采暖系统。各区可独立调节，同时解决了朝向不同以及内外带来的负荷不平衡问题。均可按空调末端负荷要求提供冷热量，节约了能源。各末端设备可自由选择运行模式，满足了不同馆舍的舒适性要求。
空调水系统使用一、二次泵变流系统，空调一次性水系统根据空调负荷对水冷螺杆机组进行调控。二次变频水泵及水水交换器后的三次变频水泵，根据空调负荷利用变频器进行流量和台数控制，以达到最大程度的节能运行。具有很好的流量调节能力和节能效果，并且还能实现软启动、降低运行噪声，延长使用寿命等。
空调水系统分为低区、中区、中高区和高区四个系统，中、高区在4F设备层分别设置水水热交换器，根据室内温度，将设备运行控制在1000/0、750/0的工作状态。低、中区工作控制在500/0、250/0的状态，减小初投资[4]。设置专业空调设备冷却水系统。这样可以平衡城市能源结构，减轻夏季供电压力，提高夏季低谷天然气负荷率。具有较好的节能环保效果，保证城市安全，具有良好的社会和环境效益。
2.空调风系统设计
宁夏图书馆新馆标准层分内、外区。内区单制冷变风量系统（VAV系统），外区设独立周边供热系统。外区采用地热，设备初投资减少。依靠地热的方式来满足供热的目的，无需风机动力。
设置紧凑型空调箱，并采用大温差送风方式：空调箱上进上出的方式，最大程度的减少机房面积；夏季低温送方式，减小送风量，降低风机动力消耗；减小了风管的截面积尺寸，层高得到有效利用。
采用VAV系统，并配合地热的使用。送风量可根据负荷变化而变化，节约风机运行能耗；全空气系统，可利用室外新风消除室内负荷，没有水损等问题；灵活性较好，易于改扩建，适用于格局多变的建筑。地热和VAV-BOX的配合使用有着内外区分明、控制方便、使用安全、节省能耗等显著优点[5]。
3.空调节能细节设计
针对图书馆单体内不同功能场所的不同使用要求，不同的负荷特点，设计分别采用不同的冷热源和空调系统：中厅及阅览室、书库、办公区等单体内舒适性空调部分采用风冷热泵冷热水机组和筒并联热回收冷水机组，将冷凝热回收利用实现：
（1）恒温恒湿空调系统的再加热，实现了能源的二次利用，改变了恒温恒湿空调领域采用电加热或其他能源进行再加热的历史，极大地降低了恒温恒湿空调系统的总能耗，节能效果显著[6]。
（2）全部房间设置地热采暖，相应减少了供热能耗，充分节能。冷风机组水系统设置了与热泵冷热水系统的连通管，在部分冷负荷时，可避免启动热泵机组，节省系统运行能耗[7]。
（3）通过对温湿度的精确控制，避免手动控制的不准确性和滞后性，提高温度控制精度。系统送风温度固定，由变风量末端装置改变房间的送风量来满足室内负荷的变化，以维持室内的温度需要。系统总送风量随末端风量变化而变化。这样的系统控制可以直接根据室内的人员数量、环境的变化，敏感、自动地进行调节，创造一个舒适、健康的环境，并相应的节约能源20%～30%。
在《公共图书馆建设标准》、《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）的指导下，宁夏图书馆新馆自工程投入使用以来，图书馆建筑和空调系统在各个季节使用效果良好，实现了设计理念，创造了一个舒适、节能、高效、温馨而安全的环境。
以上介绍的宁夏图书馆新馆建筑设计和节能设计，实际上仅仅是在两个标准指导下的众多的公共图书馆设计和节能技术中的一部分。希望以此起到抛砖引玉的作用，期待有更多、更好的公共图书馆建筑设计和节能建筑不断涌现出来，为公共图书馆建设和公共图书馆控制指标体系的实现作出贡献。
【参考文献】
［1］［2］［3］杨春华.建筑节能在大型公共建筑设计中的应用——以廊坊市数字化图书馆设计为例.建筑设计，2006，（8）：29-30.
［4］［5］寿炜炜.暖通节能技术在公共建筑中的应用.上海建材，2006，（4）：27-28.
［6］［7］王坚.发展节能建筑，保护环境——公共建筑节能设计的技术策略.石家庄铁路职业技术学院学报，2006，（3）：51-54.
（庄青，男，宁夏大学图书馆副研究馆员）
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