綠色學(xué)校建設(shè)探索與實(shí)踐研究——以山東大學(xué)（青島）為例

王維棟

綠色學(xué)校建設(shè)探索與實(shí)踐研究——以山東大學(xué)（青島）為例

王維棟

[山東大學(xué)（青島）后勤管理處]

建設(shè)綠色學(xué)校是深入踐行綠色發(fā)展理念，貫徹落實(shí)習(xí)近平生態(tài)文明思想的重要舉措。在“雙碳”目標(biāo)指引下，全面開展綠色學(xué)校建設(shè)，推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型，是實(shí)現(xiàn)學(xué)校綠色高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章從高校后勤工作實(shí)際出發(fā)，從中水、雨水、能源平臺(tái)、新型電力系統(tǒng)建設(shè)、綠色建筑與節(jié)能改造等方面闡述綠色學(xué)校建設(shè)的探索與實(shí)踐，對(duì)青島校區(qū)能源管理方面存在的問題進(jìn)行了剖析，并提出了有針對(duì)性的解決路徑。

綠色學(xué)校；高校后勤；能源綠色轉(zhuǎn)型；新型電力系統(tǒng)建設(shè)

一、建設(shè)綠色學(xué)校的背景和意義

山東大學(xué)（青島）立足于綠色化、低碳化的建設(shè)要求，從校園規(guī)劃理念、景觀系統(tǒng)規(guī)劃，到清潔能源利用、校園污水零排放與中水回用、能源系統(tǒng)精細(xì)化管理以及綠色建筑工程等方面，通過節(jié)能降碳新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，力求將新校區(qū)建設(shè)成綠色低碳、節(jié)約集約、和諧智慧、獨(dú)具特色的美麗校園。[1]這是以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，厚植綠色發(fā)展理念，樹牢綠色價(jià)值觀，將習(xí)近平生態(tài)文明思想貫穿學(xué)校改革發(fā)展全領(lǐng)域、全方位、全過程；將生態(tài)文明融入到立德樹人根本任務(wù)中，著力構(gòu)建生態(tài)文明教育規(guī)范的制度體系和長(zhǎng)效的工作機(jī)制；大力提升全校師生員工生態(tài)文明素養(yǎng)，加快推進(jìn)辦學(xué)質(zhì)量一流、育人內(nèi)涵豐富、引領(lǐng)社會(huì)風(fēng)尚的綠色學(xué)校建設(shè)，持續(xù)將生態(tài)價(jià)值轉(zhuǎn)化為推動(dòng)學(xué)校高質(zhì)量發(fā)展的有力舉措。

二、綠色學(xué)校建設(shè)的探索與實(shí)踐

（一）建設(shè)中水站和中水回用系統(tǒng)

山東大學(xué)（青島）（以下簡(jiǎn)稱“校區(qū)”）位于黃海之濱，鰲山灣畔，溫泉近鄰，規(guī)劃用地3000畝。中水站位于校區(qū)西北角，該項(xiàng)目房屋總建筑面積2331.17m2，地下一層779.19m2，一層1551.98m2，投資額2200萬元。中水站設(shè)計(jì)為一體化中水站，處理規(guī)模5100m3/天，分為兩組模塊并行工藝，前期水量較小可半幅運(yùn)轉(zhuǎn)使用，起到一用一備，可檢修，水量充足后，雙模塊滿負(fù)荷運(yùn)行處理。服務(wù)校內(nèi)師生29000人的綜合生活污水，由污水變?yōu)榭稍倮盟_(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，用于校區(qū)綠化灌溉、道路沖洗、景觀湖等用水。杜絕污染，降低了水資源浪費(fèi)，為創(chuàng)建綠色校園，美化學(xué)習(xí)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)。出水要求符合《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)和《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB18918-2002)的要求，并同時(shí)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A類的標(biāo)準(zhǔn)，圖1為校園中水站處理工藝流程的簡(jiǎn)圖。

圖1 中水處理工藝流程簡(jiǎn)圖

校區(qū)以中水站為橋梁，推進(jìn)建設(shè)綠色環(huán)保校園。持續(xù)做好現(xiàn)有中水設(shè)備的管理和中水回用，將中水站打造為推動(dòng)節(jié)水型高校建設(shè)的亮點(diǎn)，在2023年內(nèi)完成節(jié)水型高校創(chuàng)建。

后勤管理處與環(huán)境學(xué)院黨組織“結(jié)對(duì)共建”，以校園環(huán)境治理提升為切入點(diǎn)，充分發(fā)揮黨建優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新黨組織共建的機(jī)制與內(nèi)容，形成校園治理的共建共治共享體系，打造“三全育人”的創(chuàng)新實(shí)踐教育基地與教學(xué)實(shí)踐基地。利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，增加智能化手段，在校區(qū)構(gòu)建較為完善的學(xué)生勞動(dòng)教育與教學(xué)、科研實(shí)踐基地。環(huán)境學(xué)院參與校園池塘綠藻治理，解決水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化問題，對(duì)中水站污泥進(jìn)行取樣化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均合格，實(shí)現(xiàn)了中水站污泥再利用，作為肥料改良勞育農(nóng)場(chǎng)、牡丹園和玫瑰園的土壤環(huán)境，不斷提升校園環(huán)境治理水平，共同推動(dòng)環(huán)境人才培養(yǎng)和綠色校園建設(shè)。

（二）建設(shè)雨水收集系統(tǒng)

校區(qū)櫻海湖占地3.5萬平方米，其中水域面積1.3萬平方米，總投資額為1203萬元。是校區(qū)的雨水花園，作為雨水和中水收集凈化的濕地湖區(qū)，對(duì)于整個(gè)校區(qū)的生態(tài)維護(hù)與系統(tǒng)構(gòu)成起到重要作用。南北800米的生態(tài)軸體現(xiàn)了海綿城市的設(shè)計(jì)理念，生態(tài)軸人工湖建設(shè)景觀池塘6個(gè)，全部作為中水回用的中水蓄水湖。櫻海湖湖邊栽植垂柳、晚櫻、海棠等喬木灌木，湖中種植香蒲、水蔥、蘆葦、睡蓮等水生植物，春天紅櫻盛放，夏天荷花滿塘，秋天楓葉似火，冬天水鳥云集，生態(tài)環(huán)境十分優(yōu)美。這樣的情景讓安靜的北區(qū)校園多了一絲浪漫和詩意。

（三）建設(shè)能源管理平臺(tái)

校區(qū)通過能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)校內(nèi)給水管網(wǎng)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及水、電、熱力及燃?xì)獾姆猪?xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集和遠(yuǎn)傳功能，實(shí)現(xiàn)了能耗實(shí)時(shí)在線計(jì)量、能源質(zhì)量監(jiān)測(cè)、熱力自動(dòng)化控制和安全用能管理等功能。通過智能網(wǎng)關(guān)采集，使得供電計(jì)量、給水計(jì)量、熱力計(jì)量和計(jì)量的遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)通過校園網(wǎng)傳送到校區(qū)能源監(jiān)控中心的能源管理平臺(tái)中。[2]

（四）推進(jìn)節(jié)能降碳、綠色轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)

持續(xù)推進(jìn)“海綿校園”建設(shè)，加快建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”校園。利用櫻海湖、青島校區(qū)生態(tài)軸等校園工程的蓄水、補(bǔ)水功能，做好雨水回收再利用。管理維護(hù)利用好浴室太陽能集熱系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)；推進(jìn)校園充電樁建設(shè)。根據(jù)師生醫(yī)務(wù)員工需求，科學(xué)設(shè)點(diǎn)、合理增加部分電動(dòng)自行車和新能源汽車充電樁，加強(qiáng)充電樁的維護(hù)和管理，目前建成汽車充電樁12套，自行車充電口1200余口；因地制宜建設(shè)了示范性風(fēng)光互補(bǔ)太陽能發(fā)電路燈，積極構(gòu)建新型電力系統(tǒng)[3]；建設(shè)中心燃?xì)忮仩t房建筑面積3400平方米，創(chuàng)新性地采用天然氣和地源熱相結(jié)合的環(huán)保方式為學(xué)生供暖。

（五）實(shí)施綠色建筑工程與節(jié)能改造

校區(qū)圖書館、博物館地源熱泵制冷供熱節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)，作為我校積極響應(yīng)國(guó)家《開展節(jié)約型機(jī)關(guān)、綠色家庭、綠色學(xué)校、綠色社區(qū)、綠色出行等創(chuàng)建行動(dòng)工作方案》要求的綠色節(jié)能項(xiàng)目，為學(xué)校爭(zhēng)取到了236萬元節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)資金。同時(shí)，與航天科工、卡奧斯能源、校區(qū)生態(tài)損害鑒定研究院等開展合作，對(duì)校區(qū)能源消耗大的建筑實(shí)施節(jié)能改造與優(yōu)化。

三、存在的問題及對(duì)策研究

（一）圖書館和博物館能源管理精細(xì)化程度不夠

1.能耗概況

校區(qū)2022年用電量4650萬kW·h，電費(fèi)2355萬元。學(xué)校圖書館、博物館、體育館為綠建2星認(rèn)證。圖書館、數(shù)據(jù)中心、博物館空調(diào)形式為水冷中央空調(diào)，三個(gè)場(chǎng)所用電量占校園總能耗約20-25%,年耗電量約1000萬kW·h。校區(qū)圖書館、博物館為地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)，下面以圖書館為例進(jìn)行分析。

2.現(xiàn)狀分析

圖書館目前使用率不高，全年整體冷熱負(fù)荷較低，而夏季負(fù)荷側(cè)水泵開啟臺(tái)數(shù)大于主機(jī)開啟數(shù)量，使用過程中不進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致系統(tǒng)長(zhǎng)期處在“大流量、小溫差”的狀態(tài)運(yùn)行，存在能量浪費(fèi)；學(xué)校圖書館地源側(cè)水泵由設(shè)備操作人員根據(jù)使用情況進(jìn)行開啟或關(guān)閉，無智能啟停控制系統(tǒng)，使用過程中無法根據(jù)主機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，宜進(jìn)行改造；電氣化，智能化的分項(xiàng)管理尚未完全實(shí)現(xiàn)。圖書館地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備情況如表1所示。

3.對(duì)負(fù)荷側(cè)水泵智能化控制優(yōu)化

通過完善冷凍水循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，增加負(fù)荷側(cè)水泵智能控制柜，控制水泵的合理運(yùn)行模式（頻率、臺(tái)數(shù)）等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的蒸發(fā)器壓降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過水泵的狀態(tài)調(diào)節(jié)控制機(jī)組的安全流量，保證冷水機(jī)組的安全運(yùn)行；水泵在保證主機(jī)安全流量的基礎(chǔ)上，合理控制冷凍系統(tǒng)冷水機(jī)組的溫差，減少水泵流量輸出的浪費(fèi)；實(shí)現(xiàn)水泵的智能化自動(dòng)運(yùn)行，根據(jù)機(jī)組的壓力、溫度以及循環(huán)管網(wǎng)的溫度、壓力情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)行臺(tái)數(shù)和頻率，在安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上減少負(fù)荷側(cè)循環(huán)泵的運(yùn)行能耗；溫度、壓力點(diǎn)位的增加，結(jié)合系統(tǒng)控制畫面，管理人員可以實(shí)時(shí)地了解冷凍循環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)；結(jié)合水力平衡控制，從而保證最不利點(diǎn)的效果。

4.對(duì)地源側(cè)水泵智能化控制優(yōu)化

通過增設(shè)機(jī)組冷凝器進(jìn)出口溫度壓力點(diǎn)位、水泵供回水管溫度和壓力點(diǎn)位。增加負(fù)荷側(cè)水泵智能控制柜，控制水泵的合理運(yùn)行模式（頻率、臺(tái)數(shù)）等方式。實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的冷凝器壓降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過水泵的狀態(tài)調(diào)節(jié)控制機(jī)組的安全流量，保證冷水機(jī)組的安全運(yùn)行；水泵在保證主機(jī)安全流量的基礎(chǔ)上，結(jié)合地源側(cè)冷卻效果合理控制冷卻系統(tǒng)的溫差，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)行臺(tái)數(shù)和頻率，在安全的基礎(chǔ)上減少地源側(cè)循環(huán)泵的運(yùn)行能耗；溫度、壓力點(diǎn)位的增加，結(jié)合系統(tǒng)控制畫面，管理人員可以實(shí)時(shí)地了解地源側(cè)循環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)。

5.對(duì)電梯能量進(jìn)行回收

電梯在運(yùn)行過程存在耗電和發(fā)電的階段，約各占50%。電梯發(fā)出的電能通常通過制動(dòng)電阻消耗而浪費(fèi)，造成電梯控制系統(tǒng)運(yùn)行溫度升高，影響電梯壽命。故安裝電梯回饋節(jié)能裝置對(duì)電梯浪費(fèi)的電能進(jìn)行回收并回饋到電網(wǎng)為其他設(shè)備供電，從而達(dá)到節(jié)能降碳和延長(zhǎng)使用壽命的目的。

（二）數(shù)據(jù)中心機(jī)房余熱梯級(jí)利用程度不夠

1.問題分析

數(shù)據(jù)中心位于圖書館一層，占地面積3600平方米，1600kVA*2+2500kVA*2四臺(tái)專用變壓器每?jī)陕坊殡p電源供電，數(shù)據(jù)中心余熱利用目前存在很大空白，余熱利用問題普遍被忽略，機(jī)房節(jié)能降碳改造已成為大勢(shì)所趨，結(jié)合“液冷”“余熱再利用”等行業(yè)前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)青島校區(qū)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施與用熱設(shè)施相結(jié)合，形成更加高效的能源利用形態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的“雙碳”高質(zhì)量發(fā)展。

2.對(duì)策與解決思路

零碳機(jī)房的建設(shè)要以加強(qiáng)機(jī)房節(jié)能管理和余熱服務(wù)學(xué)生熱水實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用為目的，以人為本、服務(wù)學(xué)生。以校區(qū)數(shù)據(jù)中心PUE值降低和學(xué)生生活熱水使用的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，切實(shí)解決學(xué)校各方最關(guān)心的、最現(xiàn)實(shí)的重點(diǎn)難點(diǎn)問題。鳳凰居部分宿舍樓存在高峰期熱水供應(yīng)不足，水溫不穩(wěn)定等問題，通過數(shù)據(jù)中心機(jī)房余熱梯級(jí)利用進(jìn)行調(diào)峰減碳可創(chuàng)新性地解決該難題。

對(duì)現(xiàn)有校區(qū)數(shù)據(jù)中心機(jī)房風(fēng)冷型機(jī)柜進(jìn)行節(jié)能改造，157臺(tái)風(fēng)冷機(jī)柜改造為100臺(tái)液冷機(jī)柜，1套換熱泵組設(shè)施與熱水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳的同時(shí)余熱二次利用，機(jī)房與鍋爐房換熱站都位于圖書館位置相鄰，可操作性強(qiáng)。以此為契機(jī)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)清晰、體系完整的智慧校園零碳機(jī)房余熱梯級(jí)利用示范體系。

四、結(jié)語

青島校區(qū)在綠色學(xué)校建設(shè)方面大膽探索，先行先試，取得了一些成效。以中水站和中水回用系統(tǒng)為亮點(diǎn)，結(jié)合櫻海湖雨水收集和中水蓄水功能，實(shí)現(xiàn)了校園污水零排放，并在年內(nèi)完成節(jié)水型高效建設(shè)；通過建設(shè)電能計(jì)量管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)用電的精細(xì)化管理和優(yōu)化。推進(jìn)能源低碳技術(shù)實(shí)施，建設(shè)校園充電樁，因地制宜建設(shè)了風(fēng)光互補(bǔ)新能源路燈，提高風(fēng)光等可再生能源消耗占比；建設(shè)3400平方米燃?xì)忮仩t房替代燃煤鍋爐，綠色環(huán)保低碳?！皟绅^”供暖制冷系統(tǒng)創(chuàng)新性的采用了地源熱泵系統(tǒng)，并作為校區(qū)綠色節(jié)能項(xiàng)目，獲得了政府的節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)資金。

[1]陳勝.美麗中國(guó)背景下高校綠色校園建設(shè)的實(shí)踐與思考——以中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）新校區(qū)為例[J].城市建筑,2020,17(25):147-149.

[2]謝小利,曾燕,何蘇潔等.“3060雙碳”目標(biāo)下高等院校綠色低碳校園建設(shè)全過程管理路徑新探[J].綠色建筑,2023,15(03):5-7+20.

[3]張文平,閆文鑫.高?！疤歼_(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑探究——以北京科技大學(xué)為例[J].高校后勤研究,2021(09):12-15.

山東大學(xué) 2022 年度后勤研究專項(xiàng)課題“綠色學(xué)校的建設(shè)成效、存在問題及對(duì)策研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2022HQA01）

（責(zé)任編輯：楊書元）