档案馆建筑绿色技术系列介绍(七)——可再生能源利用

　　文/米士刚

　　改变传统档案馆建筑高能耗现状，实现档案馆建筑绿色升级甚至实现超低能耗或近零能耗，加大可再生能源利用是必不可少的手段。众所周知，随着国家对建筑节能工作的深入细化，档案馆建筑围护结构性能的不断优化，对能源的需求开始降低，但由于照明、电器设备等用能需求客观存在，档案馆的建筑能耗依然会存在。提高可再生能源在绿色档案馆建筑中的应用，不仅可以大量降低建筑物的碳排放量，甚至可以抵消建筑能耗，实现真正意义上的“碳中和”。可再生能源在绿色档案馆建筑中的应用主要包括：太阳能、地热能、风能。下面对这3种可再生能源技术进行简要阐述。

　　太阳能的价值及利用

　　太阳能利用是可再生能源中利用最广泛、最高效的技术之一。目前，主要有3种利用形式:太阳光转换成热能利用、太阳光转换成电能利用、太阳能绿色照明。太阳光转换成热能技术是利用建筑物本身所形成的集热、蓄热和隔热系统以及附加建筑物上的专用太阳能部件，对太阳光进行光—热转换等来满足建筑物的热水供应、采暖、空调等方面的能耗需求，从而达到减少建筑能耗，节约常规能源，改善生态环境的目的。太阳光转换成电能技术是通过布置在屋顶、墙体、窗台位置的光伏发电装置进行光能—电能的转换。部分建筑通过将光电转换材料、建筑材料结合，构建出兼具建筑美学和光电转换功能的建筑，比如光电玻璃，能够在替代传统玻璃的同时具有发电功能。太阳能绿色照明是通过采光罩高效采集太阳光线，经过特殊制作的导光管传输和强化后通过漫射装置把自然光均匀高效地照射到建筑物内，从而得到由自然光带来的特殊照明效果。

　　地热能的价值与利用

　　在地表浅层（通常地下不超过200米）的岩土体蕴含有较多的热能，这种能源是地热资源的一部分，是地热能的一种形式。浅层地热能的能量来源为太阳辐射能，可以将其分为过程型能源、非燃料型能源、低品位型能源、非商品型能源、可再生能源、清洁能源等多种类型。开发使用浅层地热能通常按照下列步骤进行：第一步通过地源热泵技术进行浅层地热能的集中收集；第二步以电能为驱动对低温物体热能进行吸收，并将热能传递给高温物体，从而实现热量从低温物体到高温物体的输送；第三步则可以将高温、低温介质输送至建筑内实现制冷、供热功能。浅层地热在使用过程中几乎不产生污染物质，因此有助于实现人与自然的和谐统一。

　　风能的价值与利用

　　绿色档案馆建筑与风能利用的结合，为解决档案馆建筑的能源问题提供了切实可行的途径。在风能资源比较丰富的地区，可以对风能进行有效利用，将风能转换成电能，为档案馆建筑提供必要的能源补充。相对于传统的火力发电，利用风力发电具有建造成本低、保养和围护简单、没有二次污染等优势。为了达到最好的发电效果，从一开始就要在建筑平面设计、剖面设计、结构选择以及建筑材料的使用方面，对建筑和风力机进行风电建筑一体化设计。一般将风力发电设备安置在建筑物的顶层以及高层建筑物之间。这是因为，当距离地面的高度越高时气流的强度就越大，风能就越大，将风能设备和涡轮发动机安装在这些位置，得到的电能也就越多。与此同时，为了将风力发电得到的电力能源进一步增加，可以将建筑物的外形设计成扩散形状，使风能在此处的速度有效加快，风能利用的效果进一步增强。

　　可再生能源是绿色低碳能源，对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。《“十四五”全国档案事业发展规划》为档案事业高质量发展明确了任务和目标，走绿色发展之路，践行绿色发展理念，实现档案行业的“双碳”目标，就需要在降低档案馆建筑能耗，加大可再生能源利用方面不断进行探索。

　　作者单位：国家档案局科研所

　　责任编辑：周拯民