綠色建筑技術(shù)在高等學(xué)校建筑的應(yīng)用分析

摘 要：高等學(xué)校的校園建筑與一般的民用、工業(yè)建筑不同，其是一個有機聯(lián)系的整體，具有較為顯著的園區(qū)能耗的特征，綠色建筑技術(shù)在高等學(xué)校建筑中的應(yīng)用具有較為良好的前景。本文通過對3所高校建筑用能的分析，指出在照明、綠化和景觀用水、洗浴用熱水中采用綠色建筑技術(shù)，可有效的節(jié)約能源消耗，為高校開展節(jié)能減排、建設(shè)綠色校園提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色建筑技術(shù)；用能分析；高等學(xué)校；綠色校園

引 言

目前，我國高校數(shù)量約為2000左右，我國高校的建筑類型比較多，并不是簡單的將各棟樓進(jìn)行組合，而是將其建設(shè)成一個有機聯(lián)系的整體，因此要重視校園建筑園區(qū)性的用能特點，不應(yīng)僅著眼于單體建筑的節(jié)能減排。同時，與一般建筑相比，校園建筑用能季節(jié)性更突出。由于高校建筑的用能特點和普通的工業(yè)建筑和民用建筑區(qū)別較大，其對應(yīng)的節(jié)能措施也和普通建筑有區(qū)別。

1 學(xué)校建筑用能概況

1.1 華北地區(qū)某高校概況

該高校占地面積約為390萬m2，內(nèi)部總建筑面積為190萬m2，在校學(xué)生數(shù)量約為3.9萬人。此高校2012年水電賬單如下：電力消耗1.6×108kWh，自來水2.0×106m3。電力服務(wù)于辦公設(shè)備、照明、實驗設(shè)備、采暖空調(diào)系統(tǒng)及綜合服務(wù)系統(tǒng)的耗電。水主要用于生活用水、綠化用水、采暖及空調(diào)補水。

1.2 華東地區(qū)某高校概況

此高校占地面積約為190萬m2，內(nèi)部總建筑面積為100萬m2，在校學(xué)生約3.5萬人。此高校2012年學(xué)校水電賬單如下：電力消耗5.6×107kWh，自來水4.2×106m3。電力服務(wù)于辦公設(shè)備、照明、實驗設(shè)備、采暖空調(diào)系統(tǒng)及綜合服務(wù)系統(tǒng)的耗電。水主要用于生活用水、綠化用水、采暖及空調(diào)補水。

1.3 西南地區(qū)某高校概況

此高校占地面積約為370萬m2，內(nèi)部總建筑面積為150萬m2，在校學(xué)生約4.0萬人。此高校2012年學(xué)校水電賬單如下：消耗電力4.1×107kWh，自來水3.9×106m3。電力服務(wù)于辦公設(shè)備、照明、實驗設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)及綜合服務(wù)系統(tǒng)的耗電。水主要用于生活用水、綠化用水、空調(diào)補水。

2 建筑用能特點分析

單體建筑能耗一般情況下僅僅是建筑自身的能耗，而高等學(xué)院作為一個校園來說，其能量消耗具有自身明顯園區(qū)能耗的特征，具體分析如下：

2.1 路燈和景觀燈的照明

一般情況下，高校校園中存在大量的路燈與景觀燈，其作為校園照明系統(tǒng)的重要組成，因為夜間長時間開啟照明用燈，依據(jù)相關(guān)調(diào)查，上述3所高校的少部分燈是鈉燈和水銀燈等非節(jié)能燈具，且只有一個高校對路燈和景觀燈開啟時間和方式進(jìn)行了控制，路燈和景觀燈是高校建筑的一個節(jié)能點。

2.2 綠化和景觀用水

眾所周知，高校的校園中一般都會有較多的綠化植物，有的高校還有人工湖等景觀，這些都需要消耗大量的水資源。本文調(diào)查的3所高校中，華北某高校的校園占地和建筑面積都比另外兩所高校大，在校學(xué)生數(shù)量也比較接近，但自來水消耗量不到另外兩所高校的50%。原因就在于該高校的綠化和景觀用水大量使用了收集的雨水和處理的中水，學(xué)校80%的綠化用水都采用雨水和中水?？梢?，綠化和景觀用水有很大的節(jié)水潛力。

2.3 空調(diào)系統(tǒng)低負(fù)荷運行

因為高校建筑的服務(wù)對象與普通公共建筑不同，其建筑的能耗存在明顯的季節(jié)性特點，寒暑假期間，學(xué)生大部分放假回家，建筑的使用率降低，建筑能耗也相應(yīng)減少。但同時，部分安裝有中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑，在寒暑假期間，由于系統(tǒng)低負(fù)荷運行，造成了電能的浪費，這一時期空調(diào)系統(tǒng)能耗有比較大的節(jié)能潛力。

2.4 洗浴用熱能耗

一般高校的洗浴用熱水，主要都是由燃油鍋爐或燃?xì)忮仩t所提供，該部分的能耗也是高校建筑能耗的一個重要組成部分，也有較大的節(jié)能潛力。

3 綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 路燈和景觀燈方面

由上文分析可知，路燈能耗是組成校園照明能耗的重要組成部分，對于路燈而言，其節(jié)能措施主要有下面兩個方面：①景觀使用的水銀燈更換為45W或60W的節(jié)能燈，鈉燈的路段更換為100W或120W的LED路燈；②加強路燈控制，采用智能路燈控制器，根據(jù)每日太陽升起和落下的時間控制全校路燈開、關(guān)時間；采用長短燈照明（即前半夜正常照明），保障師生的出行，后半夜采用間隔亮燈、單側(cè)亮燈等方式，在滿足夜間道路照明的前提下，盡可能節(jié)約電能。

3.2 綠化和景觀用水方面

對于高校而言，其綠化與景觀用水具備非常大的節(jié)水潛力。一般情況下，可以從以下三個方面進(jìn)行節(jié)水：①應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，采用滴灌、微噴灌、滲灌、管灌等方式，提高灌溉用水的使用率，同時種植節(jié)水型植物。通過以上措施，從源頭上減少用水量。②合理設(shè)計雨水（包括地面雨水、建筑屋面雨水）徑流途徑，減少雨水受污染機率；增加雨水滲透措施：硬質(zhì)鋪裝地面采用滲水材質(zhì)；雨水管采用滲透管或穿孔管，兼具滲透和排放兩種功能。通過這種方式，達(dá)到提高雨水利用率的目的，減少自來水的用量。③綠化和景觀用水對水質(zhì)要求并不高，可以通過利用雨水以中水來達(dá)到節(jié)水的目的，詳見以下的分析：一方面，建設(shè)雨水收集池，收集建筑屋頂、道路以及綠地的雨水用于綠化澆灌和景觀用水。另一方面，建設(shè)集中型中水回用系統(tǒng)，回收教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、公共浴室的生活污水，把污水處理成合格中水，用于綠化澆灌和景觀用水，多余的中水還可以用于沖洗廁所。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

學(xué)生寒暑假期間，高校大部分建筑處于非使用狀態(tài)，但是仍然存在一些建筑處于使用狀態(tài)，如果這些建筑的空調(diào)是集中式空調(diào)系統(tǒng)，末端空調(diào)設(shè)備部分使用，而冷水系統(tǒng)就處于低負(fù)荷狀態(tài)，造成了電能的浪費。寒暑假時期的空調(diào)系統(tǒng)能耗有比較大的節(jié)能潛力。針對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，本文推薦幾個低成本的節(jié)能措施如下：

（1）完善能源管理的相關(guān)制度，加強技術(shù)方面的培訓(xùn)，講述空調(diào)系統(tǒng)的原理、運行方式，使其掌握空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行的具體方法包括：定期清洗過濾器，定期清洗冷卻塔，按照室外溫度情況調(diào)整冷水機組的開啟臺數(shù)，按照冷水機組供回水溫度改變水泵的運行頻率等。通過培訓(xùn)，并把培訓(xùn)內(nèi)容做成一個規(guī)范的作業(yè)指導(dǎo)書，做為能源管理制度的重點內(nèi)容，讓運行管理人員學(xué)習(xí)并按期考核，嚴(yán)格執(zhí)行，以達(dá)到很好的無成本節(jié)能效果。

（2）定期對過濾器進(jìn)行清洗。在對3所高校空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行測試時，發(fā)現(xiàn)部分新風(fēng)/空調(diào)機組過濾器有大量積塵，有些散流器表面也有灰塵，表明空調(diào)系統(tǒng)的過濾器、風(fēng)道、送風(fēng)口未定期清洗。建議定期對空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)部件進(jìn)行清洗，減少空調(diào)系統(tǒng)阻力和空調(diào)系統(tǒng)耗電量，同時改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。

（3）分階段設(shè)定冷機供水溫度。相關(guān)資料表明，當(dāng)蒸發(fā)器供水溫度提高1℃，冷水機組的效率會相應(yīng)提高，可以節(jié)能2%～3%。雖然室內(nèi)相對濕度會略微有所提高，但基本不影響人的舒適感，同時可降低新風(fēng)除濕負(fù)荷。冷水機組的供水溫度可以按照下面的方式設(shè)定：①在7月10日以前，冷水機組的設(shè)定溫度為9℃；②7月10日到8月30日，冷水機組的設(shè)定溫度為7℃；③8月30日以后，冷水機組的設(shè)定溫度為9℃。

（4）中央空調(diào)系統(tǒng)提前開啟。新風(fēng)/空調(diào)機組早上室外空氣溫度比較低，可以有效地利用自然冷源，在冷水機組運行前，提前開啟新風(fēng)/空調(diào)機組，可以使學(xué)生/工作人員進(jìn)入室內(nèi)時，感覺室內(nèi)空氣新鮮，從而延遲冷水機組的開啟時間，達(dá)到節(jié)能的目的。一般在建筑使用前一個小時開啟新風(fēng)/空調(diào)機組，既可以滿足室內(nèi)的舒適度，又能延遲冷水機組開啟時間，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.4 洗浴用熱的節(jié)能措施

從上文中可知，高校中洗浴用熱的能量消耗也是其能耗的重要組成部分，存在較大的節(jié)能潛力。下面以滿足2000人的洗浴用水的集中式太陽能系統(tǒng)為例，分析太陽能提供洗浴用熱水的經(jīng)濟性分析。集中式太陽能熱水系統(tǒng)總集熱面積為1128m2，每天可提供50℃的生活熱水120t，可以滿足2000人的洗浴需求。太陽能熱水系統(tǒng)每天產(chǎn)生熱量1.67×107kJ，約合469.9m3天然氣，每年可節(jié)省天然氣140972m3（學(xué)校浴室按照每年使用300天計算）。該系統(tǒng)經(jīng)濟性分析見表1。

從上表可以看出，生活熱水采用太陽能熱水系統(tǒng)，可年節(jié)約運行費用32.2478萬元，投資回收期為5.1年。太陽能熱水項目的實施，對高校推進(jìn)節(jié)能減排效益、發(fā)展綠色校園具有良好的示范效益。

4 結(jié) 語

因為高校建筑自身具有特殊的用能特點，綠色建筑技術(shù)在高校建筑節(jié)能中具有非常廣闊的發(fā)展前景。所以，相關(guān)人員在進(jìn)行高校建筑設(shè)計時，應(yīng)該切實考慮其節(jié)能節(jié)水的經(jīng)濟性與功能性的統(tǒng)一，將綠色建筑技術(shù)發(fā)揮在高校建筑之中。

參考文獻(xiàn)

[1]呂銳鋒.發(fā)展綠色建筑是深圳城市建設(shè)的必由之路[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2008（04）：23～24.

[2]仇保興.我國綠色節(jié)能建筑的發(fā)展前景及對策建議[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2011（01）：56～58.

[3]發(fā)展綠色建筑推動建筑節(jié)能[J].建設(shè)科技，2011（06）：67～69.

作者簡介：王翔（1987-），男，漢族，安徽宣城人，研究方向為建筑節(jié)能。