高校建筑能耗現(xiàn)狀及節(jié)能途徑分析

羅宇晨 李欣

摘 要：對(duì)于一般的高校而言，圖書(shū)館，學(xué)生宿舍占據(jù)了高校能耗的很大一部分。分析圖書(shū)館的能耗會(huì)很有代表性。本文通過(guò)對(duì)沈陽(yáng)某高校的能耗現(xiàn)狀進(jìn)行節(jié)能分析，提出需要改進(jìn)的方向。

1 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，一個(gè)尖銳的問(wèn)題進(jìn)入到人們的視野，那就是全球變暖，人們對(duì)能源與環(huán)境問(wèn)題也開(kāi)始重視起來(lái)。隨著我國(guó)各方面的快速發(fā)展，能源短缺問(wèn)題已經(jīng)凸顯出來(lái)。自2010年以來(lái)我國(guó)建筑業(yè)能源消費(fèi)總量有不斷上升的趨勢(shì)且每年增加7%左右，這和我國(guó)不斷增加公共建筑數(shù)量有關(guān)。其中公共建筑運(yùn)行能耗在總建筑能耗的占比也在不斷上升，是不可忽視的重要組成。其中公共建筑能耗由采暖能耗，空調(diào)能耗，照明能耗，辦公能耗等組成。2017年，建筑業(yè)能源消費(fèi)在能源消費(fèi)總量的占比已經(jīng)接近20%。其中高校建筑能耗在公共建筑能耗中的占比較大，且有上升趨勢(shì)[1]。

2高校建筑能耗現(xiàn)狀

高校作為學(xué)生日常起居，學(xué)習(xí)、教師辦公，教學(xué)的場(chǎng)所，它是一個(gè)承擔(dān)了很多功能的建筑綜合體。這樣一個(gè)綜合性的建筑場(chǎng)所決定了它能源消耗的多樣性[2]。

沈陽(yáng)大學(xué)北院圖書(shū)館南北走向，正面朝東。圖書(shū)館是學(xué)校的文獻(xiàn)信息中心，是大學(xué)生的第二課堂，提供借書(shū)、閱覽、自習(xí)、看電影和網(wǎng)絡(luò)資源等多項(xiàng)服務(wù)。圖書(shū)館作為大學(xué)生主要的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，應(yīng)滿足大學(xué)生的日常學(xué)習(xí)需求，如光線明亮，學(xué)習(xí)環(huán)境安靜舒適，空氣質(zhì)量符合人體需求且穩(wěn)定。

3節(jié)能途徑的分析

沈陽(yáng)某大學(xué)圖書(shū)館現(xiàn)有兩座館舍，分別位于南北校區(qū)，總面積達(dá)19，300多平方米，我們以北院圖書(shū)館為例，說(shuō)明高校的建筑能耗特點(diǎn)及節(jié)能途徑。

圖書(shū)館是一個(gè)有機(jī)整體，應(yīng)該立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，不能局限于眼前?？紤]未來(lái)的信息共享（Information Commons），師生能在圖書(shū)館中交換各自的想法，所以在改造分析中應(yīng)給圖書(shū)館留有一定的改造空間。同時(shí)執(zhí)行能耗改造后也應(yīng)適應(yīng)校園的文化氛圍，與環(huán)境相互協(xié)調(diào)。

3.1使用節(jié)能環(huán)保建筑材料

在許多文獻(xiàn)中，對(duì)建筑的能耗分析都對(duì)建筑的全生命周期進(jìn)行分析。如果從圖書(shū)館建設(shè)完畢到圖書(shū)館拆除后的建材回收開(kāi)始計(jì)算建筑能耗，那么圖書(shū)館的建設(shè)能耗占比在整個(gè)建筑生命周期中會(huì)很大，因此，在建筑的改造過(guò)程中使用更加環(huán)保節(jié)能的材料，更加節(jié)能的建設(shè)方式可以有效降低建筑在建設(shè)過(guò)程的所消耗的能源，從而降低整個(gè)生命周期中的能耗。

3.2建筑燈光的能耗

一般情況下圖書(shū)館在自然光比較充足時(shí)，采用自然光照明。自然光無(wú)法滿足學(xué)習(xí)需求時(shí)，采用人工光源進(jìn)行光照的補(bǔ)充。照明系統(tǒng)的降耗途徑是優(yōu)先選用更加高效的光源，合理的控制照明，延長(zhǎng)照明系統(tǒng)的使用時(shí)間。

圖書(shū)館能耗與占到了全校建筑總能耗的28%，在1，5，7，9月份的考試月，學(xué)生更喜歡到圖書(shū)館復(fù)習(xí)，此時(shí)能耗主要為照明用電，這部分能耗不可避免，照明所產(chǎn)生的能耗是相當(dāng)可觀的。圖書(shū)館內(nèi)燈的選型可以采用細(xì)管，環(huán)形和U型熒光燈，較白熾燈節(jié)能百分之七十到八十，較標(biāo)準(zhǔn)燈節(jié)能百分之十。選用優(yōu)質(zhì)的啟動(dòng)設(shè)備應(yīng)可以有效延長(zhǎng)燈具的使用壽命。最后合理的控制照明，如果某一區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有人應(yīng)由自動(dòng)控制系統(tǒng)熄滅該區(qū)域的燈光。這種控制方式應(yīng)在走道內(nèi)使用。也可以在走道設(shè)置部分的聲控?zé)艉透袘?yīng)燈[3-4]。

3.3窗墻比設(shè)置不合理帶來(lái)的能耗

窗墻比是窗戶的面積與外墻的比值，窗戶面積越大相對(duì)的窗墻比就越大。在圖書(shū)館這樣的公共建筑中，如果窗戶面積較大，可以提供充足的直射陽(yáng)光，給室內(nèi)帶來(lái)良好的光照環(huán)境。但窗戶面積過(guò)大會(huì)導(dǎo)致傳熱系數(shù)過(guò)大，室內(nèi)難以保持穩(wěn)定的熱環(huán)境，從而需要更多地能源來(lái)維持室內(nèi)熱環(huán)境。這對(duì)降低能耗十分不利。

所以窗戶的面積既不能太大也不能過(guò)小，過(guò)大的窗面積需要額外的熱補(bǔ)充，過(guò)小則需要額外的光照補(bǔ)充。

3.4圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗

對(duì)于許多學(xué)校的圖書(shū)館而言，圖書(shū)館大多老舊，保溫隔音性能相對(duì)很差，圖書(shū)館內(nèi)部冬冷夏熱，這影響了圖書(shū)館的室內(nèi)環(huán)境舒適性。同時(shí)圖書(shū)館維持日常所需能源遠(yuǎn)超平均建筑水平，不符合節(jié)能要求，有些甚至墻體老化，安全性能也低于標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于耗能嚴(yán)重的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如：窗戶，門等，應(yīng)及時(shí)更換，使用更節(jié)能，保溫性能更好的窗門能有效降低能耗。對(duì)于不保溫，耗能嚴(yán)重的墻體，應(yīng)采取補(bǔ)救措施，例如在外墻增加額外的墻體材料，采用傳熱系數(shù)更小的墻體材料等。

3.5建設(shè)數(shù)字化圖書(shū)館

學(xué)生去圖書(shū)館的主要目是自習(xí)，借書(shū)和課外閱讀，而圖書(shū)館作為一個(gè)藏書(shū)的媒介，儲(chǔ)存了大量的圖書(shū)會(huì)使圖書(shū)館的運(yùn)行管理消耗額外的能源。特別是一些低使用率的圖書(shū)占據(jù)了藏書(shū)室的很大一部分，這就浪費(fèi)了圖書(shū)館的有效面積，帶來(lái)了能源的浪費(fèi)。

信息時(shí)代的到來(lái)方便了數(shù)字化圖書(shū)的普及，大量的紙質(zhì)圖書(shū)需要消耗大量的人力物力去維護(hù)，高校圖書(shū)館的藏書(shū)應(yīng)該由全部的紙質(zhì)儲(chǔ)存慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的儲(chǔ)存模式，加快建立數(shù)字化圖書(shū)館的建設(shè)進(jìn)程。同時(shí)也要積極與學(xué)生溝通，來(lái)減少這一轉(zhuǎn)變帶來(lái)的不適應(yīng)感。

3.6 運(yùn)用太陽(yáng)能技術(shù)

在能源領(lǐng)域，太陽(yáng)能屬于一種清潔無(wú)污染的新型能源，是可再生能源，其穩(wěn)定高效深受人們喜歡。分析太陽(yáng)能發(fā)電量累計(jì)值，累計(jì)值漲幅變化不大，每年的太陽(yáng)能發(fā)電量比較穩(wěn)定，可以看做是一個(gè)定值，所以太陽(yáng)能是一個(gè)十分安全可靠的能源。圖書(shū)館可以在屋頂安裝部分太陽(yáng)能光電板來(lái)收集太陽(yáng)能，收集的太陽(yáng)能可以抵消掉一部分的能源消耗，從而側(cè)面降低了減少建筑能耗。

3.7提高圖書(shū)館的綠化程度

綠色植物有著維持室內(nèi)熱穩(wěn)定性，增加濕度，讓人心情舒暢等等的作用，而且沒(méi)有明顯的缺點(diǎn)。圖書(shū)館中可適當(dāng)增加綠化程度，提高空氣質(zhì)量。植物在蒸騰、蒸散過(guò)程中，不僅將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱效應(yīng)外，還吸收周圍環(huán)境中的能量，顯著降低了環(huán)境溫度，造成能量的良性循環(huán)利用。有效減少了空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的負(fù)荷，從而側(cè)面降低建筑的能耗。

3.8提高高校生的環(huán)保素養(yǎng)

降低能耗不僅要從客觀角度去分析，也要有從學(xué)生與校園這一有機(jī)整體出發(fā)。當(dāng)代大學(xué)生不僅要有過(guò)硬的文化素養(yǎng)也要有環(huán)保素養(yǎng)，要對(duì)于節(jié)約要有一個(gè)清晰的認(rèn)知。如：圖書(shū)館的入口設(shè)置在二樓，學(xué)生去三樓查閱資料借閱書(shū)籍可由電梯旁的樓梯上行，一層樓的高度都要做電梯的行為應(yīng)盡量減少。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家數(shù)據(jù)官網(wǎng) http：//data.stats.gov.cn/

[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50189-2015公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.

[3]何花.廣州某高校建筑能耗現(xiàn)狀及節(jié)能策略分析[J].制冷，2014，33（01）：33-36.

[4]邱磊，李海軍，楊智良.圖書(shū)館節(jié)能設(shè)計(jì)及降耗措施分析[J].開(kāi)封教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，34（11）：287-288.

作者簡(jiǎn)介：

羅宇晨，1998.07.27，男，漢族，遼寧撫順，本科學(xué)生，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè).

李欣（1978.06）女，漢族，遼寧沈陽(yáng)，博士，副教授，研究方向：建筑節(jié)能.

沈陽(yáng)大學(xué)校級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目“高校建筑能耗分析與綠色化改造研究”（課題編號(hào)：2019110350115）.

遼寧省自然科學(xué)基金指導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目“基于性能表現(xiàn)的既有公共建筑綠色化改造設(shè)計(jì)方法研究”.