节能型校园的建设与实施

节能型校园的建设与实施（杜洪勋同济大学机械工程学院）摘要：目前，国内国际能源形势日趋严峻，党中央、国务院提出了建设节约型社会的重要决策。本文结合同济大学自身经验，提出建设节能型校园的几点设想与实施方案，旨在为全国节能型校园的建设提供一些参考依据。关键词：校园节能建设实施前言节能型校园建设可以说是对“建设节约型社会”重要决策的积极响应。笔者将结合同济大学自身经验，综合理论分析与实践结果，提出一些设想，其中不足之处还请大家批评指正。1.校园节电的建议与对策1.1办公场所节电的建议与对策1.1.1办公建筑的节能设计（1）办公建筑要尽量采用自然光，避免严重依赖人造光源的设计方案。办公建筑的特点是人员的逗留时间较长，需要长时间的采光与照明，如果过分依赖人造光源，电能的消耗将会增大；同时，我国是一个日照时间比较长的国家，过分依赖人造光源也是对自然资源的一种浪费。同济大学的综合楼（见图1-1）便采用了横明竖隐玻璃幕墙（8＋12A＋6LOW－E中空钢化玻璃）、平推窗（8＋12A＋6LOW－E中空钢化玻璃，可开启部分大于整窗面积的30%）以及屋面采光顶（10＋12A＋6＋0.76＋6夹胶中空玻璃，设开启通风天窗和可调节遮阳帘）的措施提高了自然光的利用效率。图1-1同济大学综合楼内景①（2）办公建筑的空调系统要采用节能型设计，逐步摆脱传统空调系统能耗大、效率低的特点。这里所说的节能型设计有两层含义：一是空调系统本身的能耗低，二是空调系统采用了新型的制冷方式，从而降低了能耗。前一种比较容易理解，后一种应用到现实中可参考同济大学综合楼的空调系统设计方案。节能型空调系统的空调冷源采用冰蓄冷系统，系统采用分量蓄冰方式，双工况冷水机组与盘管蓄冰装置串联，主机上游。设计工况的供冷运行策略为主机优先，部分负荷时可按融冰优先甚至全量蓄冰模式运行。同时在中庭的顶部设计几扇电动启闭的自然通风窗和若干台风机械通风风机，在每个小中庭的底部均设置多扇可开启外窗。在空调季节的夜间可利用机械排风风机在整栋大楼形成一个至下而上的自然通风效果，充分利用晚间的自然冷却效果将夜间空气具有的冷量储存在建筑内，以降低白天上班初期的空调冷负荷；同时在空调时间也可利用机械通风进一步排除集聚在大中庭顶部的热负荷，降低空调的运行能耗。在过渡季节可利用通风窗来达到自然通风的效果。1.1.2办公室内部节电措施（1）采用节能型电器，降低办公时能源的消耗比如，节能型灯具的特点是功率小且照明度高，它比白炽灯节电70％至80％，且寿命长达8000至10000小时，是白炽灯的8至10倍。一般钨丝灯所消耗的能源90％都会变成热能，只有10％转化为光能，而使用节能灯，既可使屋内光线充足，又可节省75％的电能，并比普通灯泡耐用5至10倍。以8瓦的优质节能灯为例，其测定寿命为5000小时，而具有同样照明效果的40瓦白炽灯，使用寿命为1000小时②。（2）采用统一供断电的电路控制系统，在上班时间供电，下班后统一断电。这样可以防止一些电器（电脑、灯具、热水器等）由于未及时关闭而造成的浪费。以同济大学为例，图书馆1－11月份比去年同期节电27.12万度，节约14.87％；南北教学楼今年10月与3月比较，节电10％。逸夫楼物业管理与学校签订协议，从2005年开始就将能耗核定指标纳入协议，办公区域校领导机关带头节能，缩短中央空调使用时间，节水节电。后勤职工在保证会务服务前提下，采取有效措施控制公共部位能耗，效果显著，05、06连续两年水电费每年递减20％③。1.2寝室节电的建议与对策1.2.1寝室节电能力的初步估计以同济大学嘉定校区学生宿舍7号楼为例，宿舍内主要电器的功率如表1-2所示，表1-2宿舍内主要电器的功率电器名称灯具热水器电脑风扇功率kW0.021.50.30.1(数据来源：作者自己的统计)按灯具每天使用3小时，热水器每天使用1小时，电脑每天使用4小时，风扇每天使用12小时，一学期按18周计算，则有一个寝室一年的耗电量为:（3×18×2×7×0.02+1×10×7×1.5+4×18×2×7×0.3+12×10×7×0.1）kWh=506.5度如果把同济大学所有寝室（6603间④）的用电总量加以考虑，这必将是一个很庞大的数字。因而只要把每间寝室的节能工作做好，其效果将十分显著。1.2.2寝室节电建议的实施（1）完善电费收缴系统，提高学生的自觉性一个完善的电费收缴系统可以让学生及时了解自己寝室的用电状况，电用的多缴费也多，从自身经济状况考虑，学生必将自主的节约用电。按照同济大学后勤系统提供的信息可以看出：四平校区和嘉定校区学生宿舍已全部实现了一卡通智控收费系统，沪西校区一卡通智控收费系统改造已全部完成投入使用，电控收费大大地提高了电费回收率，同时降低了管理成本。（2）采用智能控制系统，减少不必要的电能损失仍旧以同济大学嘉定校区学生宿舍7号楼为例，寝室走廊中的日光灯虽属于节能灯，但开关确是手动的，往往会出现走廊没人灯却亮着的情况，不仅浪费电能而且还打扰同学的正常休息。如果改成声控灯则每晚（按8小时计）每层（假设只有40只灯在学生就寝后耗电）可节约电能（8×0.02×80）×0.5kWh=6.4度，那么仅7号楼一晚就可因走廊灯节省电能6.4×6kWh=38.4度，在推广到同济大学，结果必然十分可观（见图1-2）。图1-2同济大学2006年水电支出情况⑤2.校园新型能源的开发利用如果把节能分为“主动节能”与“被动节能”两个层次，那么上文所说的节能方案均属于“被动节能”的范畴，从能量方面来看，“被动节能”只是把不应该流失的能量回收利用，被回收的能量最后还是要被消耗，在此过程中，并没有新能量加入，对与日趋严峻的国内国际能源形势来讲，这只能是一种“缓兵之计”，因而是被动的；而“主动节能”过程中有新能量的加入，它会改变能源的形势，是可持续发展的高等阶段，可以说“治标又治本”，所以说它是主动的，是应该大力提倡并应尽快写入开发日程的。下面我谈一谈自己对于“主动节能”的看法。2.1校园太阳能的利用跟据图2-1可以看出，我国的日照时间还是比较长的，太阳能资源相对丰富，因而开发太阳能潜力巨大。对于节能型校园太阳能的利用，我认为以下几点是非常重要的：图2-1全国日照时数距平分布状况⑥（1）合理利用高校自身优势，整合各类资源，搭建创新平台对于高校来讲，其自身拥有人才、技术、资金这三大方面的优势，如果学校有关方面能将太阳能开发利用提上日程，再结合自身的优势，那么开发成果将指日可待。在人才运用方面，各高校可以充分利用自身的人力资源，或者采取校际合作以及学校与相关科研院所、企事业单位之间的合作，从而解决人才问题；而资金方面，学校可以不必动用本校运行经费，即可以采取招标、合作等方式，或者可以和人才问题同时解决；技术方面，学校要组织好前两个环节，即利用人才所掌握的技术或者向全社会征集解决方案，总之这三方面的优势是有机结合的，需要统筹兼顾。（2）将已有科技成果迅速转化成实用技术，用经济效益拉动技术发展一项技术成果的经济收益一旦超过其成本便会有企业或单位愿意出资来进行它的研发，太阳能热水器在中国的兴起很好的证明了这一点。因而当学校方面取得了相应的技术之后，就应该组织相关人员将其普及、推广，当它被公众认同之后，科技也就转化成了生产力。以同济大学四平路校区学生浴室的太阳能建设为例，从图2-2中即可看出其经济效益十分明显。图2-2同济大学太阳能利用简介⑦2.2校园生物质能的综合开发利用目前，全国各大专院校的校区建设都朝着绿色、环保、生态的方向发展，这是应该予以鼓励与肯定的。然而在生态校区建设的同时，各种有机垃圾，比如树叶、杂草、动物粪便等等也越来越多，如果采用传统的焚烧方式处理则会污染空气，达不到环保要求；如果采用填埋方式处理则会导致生物质能的严重浪费。因而，笔者认为应采用以下方式处理：（1）借鉴以往经验，利用生态学的知识在解决有机垃圾的同时减少学校支出一般的院校都选择在校区内建造人工河，以此美化环境，若未能引进活水，则会出现水质变差，甚至腐败发臭，影响美观。事实上，在规划校区的时候，可以让人工河穿过树林以及植被的茂密地带，并在河里放养鱼、虾、鳖等水生动物，同时可引进天鹅、野鸭等禽类，形成“桑基鱼塘”（见图2-3）的生态模式，既解决了水质问题，又减少了清理树叶、杂草等所支付的费用。图2-3同济大学三好坞⑧（2）运用生物质能技术，让有机垃圾创造能量我国目前在一些生物质能应用技术上有了一定的突破，学校可以引进相对成熟的技术（比如沼气技术），来处理有机垃圾问题；同时要鼓励创新，可以将生物质能综合利用技术立为课题，供相关专业人员研究，也可将之纳入大学生科技创新项目。考虑到学校有机垃圾的成分以及利用规模等因素，笔者建议采用图2-4所示的沼气发酵设备以及图2-5所示的发酵流程。⑨⑩结论以上是笔者个人对于建设节能型校园的一些看法，总结起来可以得出以下结论（1）学校方面要形成一个统一筹划、安排相关事宜的领导机构（如图3所示），这样才能统筹兼顾，合理利用资源；图3节约型校园建设领导结构11（2）加大宣传力度，调动全校师生的积极性；（3）认真发掘自身优势，走适合自身发展的特色道路；（4）注重经验的总结与积累以便在全国范围内推广。致谢由衷感谢同济大学汽车学院李理光教授数次不厌其烦地对我的论文进行批改，让我受益匪浅；由衷感谢同济大学“节约型校园建设管理委员会”为我提供同济大学节约型校园建设的第一手资料；由衷感谢同济大学图书馆嘉定分馆为我提供相关文献资料。参考文献①中国人居环境网=1238②全国妇联宣传部编《家庭节能减排100问》北京：中国妇女出版社2007③同济大学资产管理处=aT1QMzMzMTEyJnQ9ciZzPW1heGltaXplZCZtPXZpZXc%3D&level=1④同济大学资产管理处=aT1QNDI2MDI5JnQ9ciZzPW1heGltaXplZCZtPXZpZXc%3D&level=1⑤同济大学节约型校园网⑥兴农网⑦同济大学图片库=918⑧同济大学图片库=192⑨杨运英编著《沼气综合利用技术》广东：广东科技出版社2004第20页⑩杨运英编著《沼气综合利用技术》广东：广东科技出版社2004第22页11同济大学节约型校园网