浅谈图书馆节能与绿色建筑设计

浅谈图书馆节能与绿色建筑设计

[摘要] 绿色建筑基于节约与环境友好的建筑设计思想，其核心内容是节能。跟随西方发达国家的步伐，我国也建立了包含一系列法律、法规、管理制度和技术标准在内的绿色建筑评价体系。山东交通学院图书馆是我国图书馆建设中较成功的绿色建筑，利用有限的条件实现了节能、节地、节水、节材的目标，同时也创造出了健康舒适的室内环境。重视节能、贯彻绿色建筑思想，是建设节约型图书馆的必由之路。

[关键词] 图书馆节能绿色建筑

在2009 年11 月25 日国务院常务会议上，我国政府提出了到2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40%-45% 的目标[1]，并已在哥本哈根世界气候大会上向全世界做出了庄严承诺。“低碳”关注的是人类活动对自然环境的影响，其核心和本质依然是节能。绿色建筑是基于节约与环境友好而提出的一种设计思想，其内涵比节能更宽，关注面更广。目前，我国正处在工业化、城镇化快速发展的关键阶段，坚持可持续发展、大力推动建筑节能、应对气候变化，事关我国经济社会的发展全局和人民群众的根本利益，是国家经济社会发展的重大战略。

图书馆建筑作为主要的公共建筑，在建筑节能战略中占据举足轻重的地位。20 世纪90 年代以来，图书馆建设加速发展，建筑面积在20 000m2 以上的图书馆由于使用功能定位的提高，大量采用了通透式、大开间的设计，同时配备了现代化空调系统等建筑设备，大部分已跨入耗能大户的行列。中国图书馆学会在2010 中国图书馆学会年会中首次将节能列入议题，并提出了建设节约型图书馆的倡议。

1 节能与绿色建筑的关系

《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）将绿色建筑定义为，在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，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[2]。

通常也将绿色建筑的概念简称为“四节一环保”。建筑节能即在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能地降低能耗。

绿色建筑的概念涵盖了节能，节能是绿色建筑的核心与基础。绿色建筑的宗旨为以尽可能低的消耗、尽可能低的环境影响获得更舒适、更健康、更符合人性化需求的建筑空间。

在绿色建筑评价的过程中，通过节能评价是进行绿色建筑评价的先决条件。只有对建筑节能的水平提出高要求，绿色建筑的水平才能提高，只有处理好建筑节能与绿色建筑各

方面的关系，才能让绿色建筑健康协调发展[3]。

2 国内外绿色建筑发展现状

2.1 国外绿色建筑发展现状20 世纪60 年代，美籍意大利建筑师保罗·索勒瑞把生态学和建筑学两个词合并为Arology，提出了著名的生态建筑（绿色建筑）的理念[4]。

20 世纪70 年代，石油危机的暴发使人们清醒地意识到，以牺牲生态环境为代价的高速文明发展史是难以为继的，耗用自然资源最多的建筑产业必须改变发展模式，走可持续发展之路。太阳能、潜层地热、风能、节能围护结构等各种建筑节能技术应运而生，节能建筑成为绿色建筑发展的先导。直至1992 年，巴西里约热内卢“联合国环境与发展大会”的召开，“可持续发展”

这一重要思想才在世界范围内达成共识，推动了绿色建筑理念的发展，一套相对完整的绿色建筑理论初步形成，并在许多国家实践、推广，成为世界建筑发展的方向。40 多年来，绿色建筑研究从对建筑个体、单纯技术的研究上升到体系层面的研究，由建筑设计扩展到环境评估、区域规划等领域，从而形成了具有整体性、综合性和多学科交叉特点的理论体系。

21 世纪以来，西方发达国家从最初的英国和美国逐渐扩大到更多其他的发达国家及地区，开始建立绿色建筑评价与评估系统，并将其向深层次的应用发展。继英国开发绿色

建筑评价体系“ 英国建筑研究组织环境评价法”

（Building Research Establishment Environmental AssessmentMethod，简称BREEAM）后，美国、加拿大、澳大利亚及意大利、丹麦、法国、芬兰、德国等国家和地区也相继推出了各自的绿色建筑评价体系（见表1），并逐渐开始有一些国家和地区将制定的绿色建筑标准作为强制性规定。各国的绿色建筑评价评估体系大致相同，其主旨均在于通过具体评估技术定量、客观地描述绿色建筑中节能率、节水率、减少温室气体排放、材料的生态环境性能及建筑经济性能等指标来指导建筑设计，为决策者和规划者提供参考标准和依据。

BREEAM 是由英国建筑研究组织和一些私人部门的研究者于1990 年共同制定的，目的是为绿色建筑实践提供权威性的指导，以期减少建筑对全球和地区环境的负面影响。

从1990 年至今，BREEAM 已经发行了《2/91 版新建超市及超级商场》、《5/93 版新建工业建筑和非食品零售店》、《环境标准3/95 版新建住宅》及《BREEAM’98 新建和现有办公建筑》等多个版本，并已对英国的新建办公建筑市场中25％-30％的建筑进行了评估，成为各国类似评估手册中的成功范例。自1990 年首次实施以来，BREEAM 系统得到不断的完善和扩展，可操作性大大提高，基本适应了市场化的要求，至2000 年已经评估了超过500个建筑项目，成为

各国类似研究领域的成果典范[5]。

由美国绿色建筑协会建立并推行的《绿色建筑评估体系》（Leadership in Energy & Environmental Design BuildingRating System，简称LEEDTM，通常表达为LEED）被认为是目前在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估及建筑可持续性评估标准中最完善、最有影响力的评估标准。

LEED 评估体系的技术框架由五大方面、若干项指标构成，主要从可持续建筑场址、水资源利用、建筑节能与大气、资源与材料、室内空气质量几个方面对建筑进行综合考察、评判其对环境的影响，并根据每个方面的指标进行打分，以综合得分作为结果，并根据得分将通过评估的建筑分为白金、金、银和认证4 个级别，以反映建筑的绿色水平。目前，在美国和世界各地已有53 个工程被LEED 评估认定为绿色建筑，另有820 个工程已注册申请进行绿色建筑评估[6]。

2.2 国内绿色建筑发展现状我国绿色建筑的发展是在“十五”期间，国家安排并组织实施了科技攻关计划项目——绿色建筑关键技术研究与示范，重点研究适合我国国情的绿色建筑评价标准和技术导则，开发符合绿色建筑标准的具有自主知识产权的关键技术和成套设备，并通过系统的技术集成和工程示范，形成中国绿色建筑核心技术的研究开发基地和自主创新体系。自2001 年起，在课题研究的基础上，国

家政府主管部门陆续颁布了《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》、《全国绿色建筑创新管理办法》、《全国绿色建筑创新实施细则（试行）》、《绿色建筑技术导则》等一系列标准和指导性政策文件。这些举措为我国建立起适合国情的绿色建筑评价体系和绿色建筑评价标识制度、发展我国的绿色建筑事业奠定了基础。

2006 年6 月，国家标准《绿色建筑评价标准》

（GB/T50378-2006）由住房和城乡建设部正式发布实施，该标准是在总结近年来我国绿色建筑方面的实践经验和研究

成果的基础上，借鉴国际先进经验制定的第一部多目标、多层次的绿色建筑综合评价标准，并以此构建了符合我国国情的“绿色建筑评价标识”体系。该标准是住房和城乡建设部用来衡量和评价中国绿色建筑的标尺。

为贯彻执行资源节约和环境保护的国家发展战略政策，引导绿色建筑健康发展，住房和城乡建设部于2007 年8 月出台了《绿色建筑评价标识管理办法（试行）》（建科[2007] 206 号）和《绿色建筑评价技术细则（试行）》（建科[2007]205 号），大力推进一二星级绿色建筑评价标识工作，充分发挥和调动全国各地发展绿色建筑评价标识的积极性，鼓励绿色建筑在全国范围内快速健康发展；住房和城乡建设部于2009 年6 月印发了《关于推进一二星级绿色建筑评价标识工作的通知》（建科[2009]109 号），并制定了《一二星

级绿色建筑评价标识管理办法（试行）》，鼓励具备条件的省市住房和城乡建设主管部门经过住房和城乡建设部审批后，科学、公正、公开、公平地开展所辖地区一二星级绿色建筑评价标识工作。截至2010 年10 月底，上海市、浙江省、深圳市、江苏省、宁夏回族自治区、大连市、新疆维吾尔自治区、广西壮族自治区、河北省、辽宁省、福建省、四川省、厦门市、山东省、天津市、湖北省、陕西省、湖南省、青岛市、黑龙江省、吉林省等21 个省市自治区相继获得住房和城乡建设部批复，开展所辖地区的一二星级绿色建筑评价标识工作。随着各省市自治区逐步开展一二星级绿色建筑评价标识工作，地方绿色建筑评价标识机构网络将逐渐形成，这不仅将推动绿色建筑评价标识在我国的快速发展，而且能够有效地提高我国绿色建筑的整体发展水平。截至2010 年10 月，我国应用现行《绿色建筑评价标准》已先后评出“绿色建筑设计评价标识”项目52 项，“绿色建筑评价标识”项目两项。其中获得三星级项目24 项，二星级项目17 项，一星级项目13 项。

绿色建筑设计是几乎涉及到所有建筑相关专业的多系

列技术集成，图书馆设计建设中的单项技术应用一直伴随着建筑技术的发展而进步。但国内目前在整体意义上贯彻绿色建筑设计建设理念并通过绿色建筑评价标识的，只有山东交通学院图书馆一例。关于图书馆的能耗与节能情况，中国图

书馆学会联合中国建筑标准设计研究院于2010 年5月开展了“全国图书馆能耗现状调研”工作，调查情况请见本专栏黎震先生的论文。

3 我国绿色建筑评价体系

3.1 绿色建筑评价标识绿色建筑评价标识是指对申请进行绿色建筑等级评定的建筑物，依据《绿色建筑评价标准》系列文件，按照《绿色建筑评价标识管理办法（试行）》确定的程序和要求，确认其等级并进行信息性标识的一种评价活动，标识包括证书和标志。

对应不同的建设阶段，绿色建筑评价标识可分为“绿色建筑设计评价标识”和“绿色建筑评价标识”两类。

3.2 绿色建筑评价指标体系根据现行《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006），绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理6 类指标组成。

3.3 绿色建筑等级划分表3 所列的6 类指标中，每类指标都由控制项、一般项和优选项组成。控制项为评价绿色建筑的必备项目，一般项为实现难度及指标要求中等的项目，优选项为实现难度较大、指标要求较高的项目。绿色建筑评价按照标准中明确列出的指标规定进行评级，绿色建筑应满足标准中所有控制项的要求，按满足一般项和优选项的数量，由低至高划分为一星、二星、三星3 个等级。

现行《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006）中包括住宅建筑和公共建筑两部分，图书馆属于公共建筑，公共建筑根据满足评价项数的等级划分见下页表4 所示。

3.4 绿色建筑标识管理机构由住房和城乡建设部科技发展促进中心与绿色建筑专委会共同组建的绿色建筑评价标识管理办公室（以下简称绿标办）于2008 年4 月14 日正式成立。绿标办设在建设部科技发展促进中心，成员单位有中国建筑科学研究院、上海建筑科学研究院、深圳建筑科学研究院、清华大学、同济大学等。绿标办主要负责绿色建筑评价标识的管理工作，受理三星级绿色建筑评价标识，指导一二星级绿色建筑评价标识活动。

4 图书馆建设中的绿色建筑实践

近年来，在全国各地纷纷进行的图书馆建设中，建筑业者进行了许多有益的绿色建筑实践，本文简单介绍一个广受好评的案例——山东交通学院图书馆[7-8]。

山东交通学院图书馆由清华大学建筑学院设计，2003年5 月竣工运行。作为国内较早探索绿色生态技术策略并得以实施的项目，山东交通学院图书馆是综合运用生态设计策略，在采用普通技术条件下建成的绿色建筑。在有限的投资条件下，不仅实现了节能、节地、节水、节材的目标，同时也营造出健康舒适的室内环境，因此，本项目获得2007 年建设部绿色建筑创新奖综合一等奖。

4.1 场地条件及设计策略山东交通学院图书馆拟建场地的地势北高南低，东高西低，在场地北部有一个低洼的水塘。拟建场地为济南辉长岩分布区，岩体暴露，地下水位层深达数百米，不具备利用地下水或土壤热的条件。在深入调查济南的自然条件和现状后，设计者确定了以下6 个主要设计策略：（1）尽量采用被动式构造技术，充分利用济南地区太阳能资源；（2）充分利用场地的有利地形条件和良好的通风环境，加强室内自然通风；（3）改造北部水塘，使它成为可收集雨水的室外水景观，调节微气候；（4）重视室外场地和建筑周边的绿化，并通过立体绿化和室内外绿化相结合的办法，改善场地生态环境，提高建筑的舒适性；（5）针对济南夏热冬冷的气候特点，建筑外围护结构采取保温隔热和遮阳措施；（6）研究地道风技术用于预冷预热空气。

4.2 简单适用的技术山东交通学院图书馆的设计者主要采用了简单有效的普通技术。例如，在方案设计中，为满足图书馆的功能要求把玻璃大厅放在南部，构成玻璃温室，被动地利用太阳能，形成温度缓冲区和调节空间，冬季可以减少室内的热损耗，夏季可以通过玻璃大厅的热压作用加强自然通风，提高室内热舒适性。

项目采用的主要生态技术和措施主要有以下几项：（1）外围护结构保温隔热技术；（2）遮阳技术；（3）自然通风技术；（4）自然采光技术；（5）地下风道对于新鲜空气进行预

冷预热处理；（6）节水技术；（7）立体绿化。

4.3 运行效果山东交通学院图书馆建成投入使用已有3 年时间，经过使用测试，实效显著。其中空调制冷设备年均耗电量仅13.

6kWh/m2；冬季采暖耗煤量指标可达7.8kg 标煤/

（m2·年），低于济南市节能标准9.8kg 标煤/（m2·年）。

5 结语

图书馆作为公共建筑耗能大户，其节能问题必须引起设计人员与管理者的重视。绿色建筑理念是实现节能型乃至节约型图书馆的必由之路。技术是五花八门、层出不穷的，只有图书馆的主管部门与管理者真正认识到建设节约型图书馆的重要意义，才能迈出卓有成效的步伐，并以图书馆公益文化服务窗口的特殊地位为社会作出良好的示范。