王 雪 峰

(1.河北建筑工程學(xué)院；2.河北省水質(zhì)工程與水資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，張家口 075000)

0 前 言

在綠色低碳生態(tài)城市建設(shè)領(lǐng)域，水資源高效利用、可再生能源應(yīng)用等已成為城市生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容[1-3].本文以河北省某新建校區(qū)為研究對(duì)象開(kāi)展了案例研究，在全面分析校園現(xiàn)狀基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新科研平臺(tái)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)生態(tài)校園重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域加以分析，探索具有典型地區(qū)代表性的城市綠色低碳生態(tài)校園建設(shè)模式，以期為促進(jìn)地方綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供借鑒與幫助.

1 綠色低碳生態(tài)校園建設(shè)基本思路

校園所在城市位于北京市的西北方向，氣候條件降水量小、蒸發(fā)量大、外來(lái)水源匱乏，屬于干旱和半干旱地區(qū).校園占地960畝，有一條貫穿南北的排洪溝，承擔(dān)部分橋東區(qū)雨季的排水泄洪任務(wù)，平時(shí)河床裸露，河道涵水蓄水保障能力弱.因與首都屬同一自然生態(tài)系統(tǒng)，在保障首都水資源和生態(tài)環(huán)境方面居于特殊的生態(tài)區(qū)位，發(fā)揮著不可替代的作用.

綠色低碳生態(tài)是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的具體形式，即最大限度降低對(duì)自然資源消耗，減少碳排放為主要目標(biāo).“樹(shù)立生態(tài)優(yōu)先意識(shí)，加強(qiáng)城市生態(tài)建設(shè)”[4]對(duì)于推動(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展、推進(jìn)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展等均具有重大現(xiàn)實(shí)意義.在深入調(diào)查校園設(shè)施現(xiàn)狀、水文資源、氣候、地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀等基礎(chǔ)上，因地制宜，提出具有地區(qū)代表性的綠色低碳生態(tài)校園建設(shè)思路，確定從中水生態(tài)循環(huán)利用、雨水收集利用、可再生能源、綠色校園建設(shè)、智慧校園建設(shè)、低能耗照明器材及智能化自動(dòng)控制乖重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域著手.同時(shí)，積極鼓勵(lì)廣大師生全程參與維護(hù)，貫穿于整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的全生命周期(見(jiàn)圖1).

圖1 綠色低碳生態(tài)校園建設(shè)思路

2 中水生態(tài)循環(huán)利用

校園南部建有中水處理站一座，主要收集教學(xué)樓、宿舍樓及食堂排水，處理方法采用曝氣生物濾池為主導(dǎo)的生物處理技術(shù)，并輔助以混凝沉淀預(yù)處理和消毒后處理，處理站出水服務(wù)于校園的學(xué)生宿舍、辦公樓、教學(xué)樓及其輔助用房、景觀和綠地澆灑等.根據(jù)校園詳細(xì)規(guī)劃，設(shè)計(jì)流量為4386m3/d，現(xiàn)狀日產(chǎn)水量約為400～600m3.中水站設(shè)直徑100mm出水管道一根由河道北端接入河道，在非汛期雨水量不足時(shí)可將出水提升至河道，在滿足河道補(bǔ)水的同時(shí)可循環(huán)利用于校園綠化用水.河道及西側(cè)暗渠平面如圖2、3所示.

圖2 校內(nèi)河道平面圖 圖3 河道西側(cè)排洪暗渠

3 雨水收集與利用

校園建設(shè)初期已經(jīng)完成對(duì)雨水管網(wǎng)改造，通過(guò)將雨水管網(wǎng)內(nèi)匯集雨水引入河道以實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源收集與利用.根據(jù)氣象局提供的降雨資料，張家口市年平均降水量為400mm，年平均蒸發(fā)量為1720mm，河道蓄水量平衡關(guān)系如表1所示.

表1 河道蓄水量平衡

根據(jù)表1可知，每年6-9月份雨水收集量大于河道蓄水量，因此在雨量充足階段，補(bǔ)水水源僅考慮自然雨水資源即可.在非雨季，雨水資源量不足的時(shí)段，由學(xué)校中水站處理出水作為補(bǔ)給水源.考慮到寒假放假時(shí)學(xué)生離校，可將河道補(bǔ)水期初定為一個(gè)月.

4 可再生能源供熱

校園所在地區(qū)風(fēng)能、太陽(yáng)能豐富，且存在較嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，可再生能源供熱前景廣闊.自該地區(qū)可再生能源示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃獲國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)以來(lái)[5-7]，4個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中，總建筑面積為34萬(wàn)m2，其中，河北省某校區(qū)試點(diǎn)面積26萬(wàn)m2，擬年消納風(fēng)電供暖電量3100萬(wàn)kW·h.風(fēng)能、光能是重要的可再生能源，有較強(qiáng)的產(chǎn)生季節(jié)性和時(shí)間性，校區(qū)冬季供熱是可再生能源的就地消納和拓展應(yīng)用的重要方式.校區(qū)節(jié)能措施緊緊圍繞冀西北地區(qū)風(fēng)力發(fā)電資源優(yōu)勢(shì)，充分利用低谷時(shí)段電力負(fù)荷儲(chǔ)熱、供熱，并輔以太陽(yáng)能、空氣能等其他可再生能源，實(shí)現(xiàn)高效清潔供熱、節(jié)能環(huán)保運(yùn)行.節(jié)能優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案如表2所示.

表2 節(jié)能優(yōu)化的建設(shè)方案

靠近供熱中心的體育館、實(shí)驗(yàn)室、研究生公寓和后勤辦公樓等建筑采暖的用熱為固體儲(chǔ)熱電鍋爐產(chǎn)生.圖書(shū)館報(bào)告廳等部分公共區(qū)域利用污水源熱泵低品位能源產(chǎn)生的熱進(jìn)行供熱.在供熱中心屋頂設(shè)置太陽(yáng)能真空管集熱設(shè)備加熱供熱系統(tǒng)補(bǔ)水；相對(duì)獨(dú)立、間歇使用的可再生能源供熱示范展廳采用儲(chǔ)熱式電采暖裝置供熱.其他面積較大、使用集中的建筑均采用電鍋爐儲(chǔ)熱式水系統(tǒng)產(chǎn)生的熱采暖，充分利用低谷時(shí)段電能儲(chǔ)熱、供熱.

5 結(jié) 語(yǔ)

綠色低碳生態(tài)校園的建設(shè)對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，立足于地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)展校園內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的功能，學(xué)?？蒲袆?chuàng)新平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，從再生水生態(tài)循環(huán)利用、雨水收集利用、可再生能源供熱、綠色校園建設(shè)、智慧校園建設(shè)、低能耗照明器材及智能化自動(dòng)控制等重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域著手，打造和諧舒適的資源節(jié)約型校園.