如何对博物馆进行绿色化建筑节能改造？

某市博物馆建于20世纪50年代，建筑面积2万余m ² ，是以收藏历史文物为主的综合性博物馆，拥有各类藏品近万件，其中经鉴定的国家一、二、三级珍贵文物800多件。文物收藏中，明代服饰是国内保存最集中、最完好的明代民用纺织品，尤其是丝织品；六朝青瓷、宋元明清瓷器有较多精品收藏，独具特色。进入21世纪，该博物馆经长期使用，受时间和环境因素影响，建筑状况变差，如门窗漏风、墙面脱落等，原空间已不能满足大量参观者的需要，基于保护建筑文物及安全需要，拟对博物馆进行绿色化建筑改造，即在不破坏生态平衡的条件下，尽量减少使用合成材料，充分利用空间和自然材料，节约能源，促进人、建筑和自然的协调发展。

博物馆建筑中，门窗作为重要组成部分，占建筑面积的15%～25%，能量损失约占建筑能耗的50%以上，且窗四周与墙相交处也易出现冷热桥现象。因此，在满足门窗基本功能的前提下，还要进一步提升外门窗气密性，避免在采暖季和供冷季由于窗户的空气渗漏，造成更多能量损失。因此，博物馆门窗节能改造时，建议采用被动式门窗节能技术，着重解决门窗的保温性和密封性，并设置可调外遮阳。外门窗采用断桥铝合金三玻中空玻璃门窗（见图1），并在北向入口处设置门斗，为保证门窗的整体气密性，外门窗的气密性等级均为8级。

图1高性能断桥铝合金门窗

●选用Low-E中空玻璃及内置遮阳

Low-E中空玻璃具有传热系数低和可反射红外线的特点，改造建议外窗采用3层Low-E玻璃，三玻窗型材传热系数为0.7W/(m ² ·K)，玻璃间隔条采用非金属间隔条。玻璃的太阳能总透射比≥0.45。采用Low-E中空玻璃，在寒冷的冬季既可让太阳的能量尽可能地进入室内，又能有效阻止室内热量的损失；在炎热的夏季可降低近红外线透过率，避免阳光直射，保持较高可见光透过率的同时，使热量最少地进入室内。

遮阳对玻璃和外门窗节能也十分有效。结合建筑外观，拟采用中置遮阳，即在三玻窗中间设置百叶遮阳，百叶可调整角度，夏季关闭，可最大限度阻止阳光直射进室内，冬季完全打开，保证阳光最大限度进入室内。外门窗型材传热系数≤1.2W/(m ² ·K)。中置遮阳效果可等同于全部遮蔽窗户的活动外遮阳，且不受建筑外形的限制，使用方便，造型美观。

●应用智能通风系统装置

在博物馆建筑中，通过自然通风开窗换气，可保持室内空气的清新，也可最大限度地减少空调使用时间，从而达到节能效果。但在供暖季和供冷季开窗换气，无法控制能量损失及防止室外污染气体进入室内，因此，在节能改造中安装具有通风净气、高效热回收功能的新风系统（见图2），可保证室内气流组织定向流动，同时根据室内温湿度、CO ₂ 浓度对新风量进行反馈，保证室内舒适性。新风系统配置空气质量检测仪，可24h智能监测室内空气中有害气体含量，通过智能感应功能在智能显示屏显示相关数据，根据室内空气状况自动运行，调节室内空气质量，控制换气量。

图2高效热回收新风系统

●提升水密、气密性能

随着技术的不断进步，门窗产品可满足更高的使用舒适度要求，采用高密封、防水框扇组合型材生产的塑钢窗，其气密性与水密性均显著提升，可大幅度提高门窗的气密、水密等性能。建议博物馆门窗建筑改造中的框、扇、密封挂件间使用高质量胶条，使整窗的性能达到水密性6级、气密性8级。

●非承重节能木墙的应用

博物馆建筑节能改造中，部分墙体可采用非承重节能木墙。非承重节能木墙是由木骨架和外饰面板组成的非承重墙体，其龙骨间的空隙用具有保温隔热及隔声性能的材料填充。非承重木骨架组合墙体可用于大空间框架结构的非承重外墙。木墙具有质量小、保温性能好的优点，在工厂按尺寸预先加工，现场安装，可缩短施工周期。使用非承重节能木墙，外墙墙体替代混凝土砌块或钢结构填充墙，可提高建筑的保温性能，减少环境污染与碳排放。

节能木墙的消防安全要求主要遵循GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）及GB/T 50361—2018《木骨架组合墙体技术标准》中的规定。

●加气混凝土的应用

博物馆建筑节能改造中，采用加气混凝土作墙体材料。加气混凝土具有一定的保温功能，根据不同的干密度，导热系数为0.10～0.20W/(m·K)，尤其是在夏热冬冷气候区，墙体本身可满足公共建筑对外墙传热系数的要求。加气混凝土还可节约资源，利用工业废弃物实现产品绿色化，符合建设节约型社会的要求。加气混凝土可利用电厂的粉煤灰、玻璃原料、铁矿尾矿等工业废弃物为原料，保温、隔热性能良好，可替代烧结砖、黏土砖、实心砖，且已被列为新型墙体材料，集机械化、现代化、规模化于一体，可制作砌块、板材，用于非承重墙或框架填充。

●博物馆建筑防火处理

根据室内火灾消防措施，可分为通风控制型、燃料控制型、喷淋控制型3种。若博物馆建筑内部起火，室内温度将迅速升至250℃以上，外门窗在高温作用下逐步变形，玻璃破碎，此时火焰从门窗洞口窜出，向室外翻卷，并向建筑上部和两侧蔓延，建筑物饰面材料在高温作用下出现龟裂、脱落等现象，且易引燃可燃材料，造成火灾沿外墙迅速蔓延，导致火势加大和损失加重。

博物馆建筑改造时，建议采取以下措施。

1）设置竖向防火隔离带阻止火势向水平方向蔓延，防火隔离带宽度应≥1m，横向防火带宜设置在窗口周边。

2）避免博物馆建筑外墙出现空腔结构，采用防火封堵材料严密封堵结构内空腔。如建筑外墙增加保温系统，保温材料的防火性能应为A级，且在墙体保温结构连接处和结构缝等位置应封堵严密。

3）设置与结合器相连的喷水保护系统。可沿建筑外墙四周设简易喷水灭火系统，一旦出现火灾，可通过水泵结合器，启动喷淋系统，喷水保护建筑外墙。

4）严格控制火源，降低火灾荷载，严格限制建筑物的使用功能，提高建筑物耐火等级。规范电气线路的安装与敷设。

5）维护保养好已设置的消防设施和灭火器材。定期维护保养建筑内的消防设施，定期对系统进行全面检查测试，确保消防设施完整好用。

●室外地砖改造

博物馆建筑室外地砖改造时，建议使用具备绿化、透水、通行、停车、抑尘、降温、生态、环保于一体的透水砖。