摘要:立足于節(jié)能減排的大環(huán)境下,從高校的背景和面臨的挑戰(zhàn)入手,在校園規(guī)劃與設計、能源與資源管理、合同制節(jié)能減排的優(yōu)劣3個方面,對高校建成綠色學校帶來相關思路,以期為建成綠色學校提供借鑒和參考。
關鍵詞:綠色學校;能源管理;合同制
引言
隨著環(huán)境保護意識的日益增強,綠色學校建設成為我國高校建設綠色學校的重要議題。綠色學校建設不僅關乎環(huán)境保護,更關乎高校師生和周邊環(huán)境交互后的持續(xù)成長和全面發(fā)展。本文以西南政法大學為例,探討綠色學校建設的遵循原則與可行的選擇路徑,力求為師生創(chuàng)造一個更加綠色、健康、和諧的學習環(huán)境?;诖?,提出了綠色學校建設“生態(tài)優(yōu)先、以人為本、可持續(xù)發(fā)展”的3大遵循原則,確保綠色學校建設過程中的環(huán)境友好性、教育性、系統(tǒng)性和社區(qū)性。同時,提出了3條可行的選擇路徑,一是合理規(guī)劃校園,通過架空層設計合理規(guī)劃樓棟空間區(qū)域,并且加大綠色建材使用,降低能耗;二是加強能源資源管理,通過構建校內立體海綿體、推廣光伏技術,以及引入合同節(jié)水、光伏發(fā)電等節(jié)能環(huán)保舉措,推動校內可再生資源持續(xù)增長;三是通過加強合同制節(jié)能減排的校企合作模式,探尋節(jié)能減排工作在綠色校園建設中的持續(xù)推進。
1 綠色學校建設的背景和重要性
西南政法大學位于重慶市,是新中國最早建立的政法類高等學府。由于重慶市在 2004 年就已開始全面落實綠色建筑的推廣應用,同時參照國家相關標準制定發(fā)布了符合自身地域特點的“重慶市工程建設標準”,歷經多個版本的修改和完善,從2006年、2009年、2014年,直至2020年的《綠色建筑評價標準》 (DBJ 50/T-066-2020),以及制定發(fā)布了《綠色低碳生態(tài)城區(qū)評價標準》(DBJ 50/T-203-2014)、《低碳建筑評價標準》(DBJ 50/T" "13-2012),點面結合推動城鄉(xiāng)建設的綠色低碳發(fā)展[1] ,因此在“綠色發(fā)展理念”的宏觀大幕下,西南政法大學作為重慶市發(fā)展的重要“名片”之一,創(chuàng)建綠色高校,踐行綠色發(fā)展理念是最基本的著力點和出發(fā)點,不但可為在校師生創(chuàng)造舒適宜人的學習生活場景,而且對推進建設“雙一流”,助力重慶市高質量發(fā)展,創(chuàng)造高品質生活具有里程碑意義。
2綠色學校建設面臨的挑戰(zhàn)
2.1場所挑戰(zhàn)
重慶市的地貌形態(tài)類型可分為低山、中山、臺地、平原、丘陵5大類。其中,中山、低山面積達 24136 km2 ,占重慶市總面積的75.9%,且地貌類型組合分異明顯,構成以山地為主的地貌類型特征。因此,西南政法大學的地理位置也較為特殊,位于典型的山地地形,用地為緩坡、北高南低。此外,西南政法大學建設比較完整,中部為教學、辦公區(qū),南部、北部為學生宿舍區(qū)、運動區(qū),但仍有4塊已批(2006年規(guī)劃)未建的用地,主要分布在南部和北部,且場地內南北高差近60m[2]。
2.2天氣挑戰(zhàn)
重慶市坐落在夏熱冬冷地區(qū)(Ⅲ區(qū)),7月和8 月是夏季高溫的頻發(fā)期,其中在8月份的時候易出現大量高溫日,靠近主城區(qū)的地方氣溫最高的時候基本在40℃以上,低溫一般在12月至次年2月出現。從歷年資料來看,西南政法大學入夏以來用電量環(huán)比增加約24.4%,因此綠色化改造的重點應放在對夏季高溫的應對上。此外,由于重慶市靠近江邊,市內年平均降水量在1200mm以上,空氣中的濕度較大,因此會在每年的夏季出現高濕高溫的情況,每年最熱月份的相對濕度約為72%;而冬季的時候多為陰冷潮濕,最冷月份的相對濕度約為82%[3]。
2.3能效挑戰(zhàn)
據統(tǒng)計,我國高校建設增長較快,從1994年1080所到2020年3005 所,26年間平均每年增加約74所高校,而在高校建設數量和規(guī)模日益迅猛增長的同時,帶來的負面影響就是我國高校的建筑能耗指數呈階梯式上升。目前,西南政法大學年均用水量為155萬t,年均用電量為2760萬kWh,學校的單位建筑面積能耗為7.27,已經遠遠超出《公共機構能源消耗定額》(DB50/T 1080-2021)中“教育類公共機構能源消耗定額指標的基準值6”的要求[4] [5]。
3綠色學校建設遵循的原則
為建設綠色學校,給學生創(chuàng)造一個更加綠色、健康、和諧的學習環(huán)境,西南政法大學應遵循“生態(tài)優(yōu)先、以人為本和可持續(xù)發(fā)展”的原則。這些原則,不僅體現了對自然環(huán)境的尊重和保護,也強調了人類活動與自然環(huán)境的和諧共生。
3.1生態(tài)優(yōu)先原則
學校在建設過程中應充分利用和保護自然資源,降低能耗和減少污染。
3.2以人為本原則
學校應提供一個健康、舒適的學習環(huán)境,同時培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和綠色生活習慣。
3.3可持續(xù)發(fā)展原則
學校在發(fā)展過程中應注重長期效益,推動綠色技術創(chuàng)新,實現資源的高效利用。
4綠色學校建設的路徑選擇
4.1校園規(guī)劃與建筑設計
4.1.1合理規(guī)劃校園布局提高空間利用率
針對重慶市夏季潮濕炎熱的天氣,以西南政法大學南園學生宿舍和博學樓為例,通過采用架空層設計來改善空氣對流和進行樓棟功能分區(qū),是提升校園環(huán)境和空間利用率的重要策略,可為在校師生帶來諸多便利。
4.1.1.1提升環(huán)境品質
架空層有助于增強校園的通風和采光,使空間更加開闊和通透,從而提升整體環(huán)境品質。
4.1.1.2有效應對氣候變化
在氣候多變的地區(qū),架空層可以起到一定的緩沖作用,為校園內的行人和活動提供一個相對舒適的微氣候環(huán)境。
4.1.1.3改善空氣對流
通過架空層設計增加空氣對流有助于減少病菌滋生,提高室內空氣質量,為師生創(chuàng)造健康、舒適的學習和生活環(huán)境。同時,通過合理的建筑設計,如采用穿堂風設計、增加窗戶面積等方式,也可有效改善室內空氣對流情況。
4.1.1.4明確功能區(qū)域
通過架空層的模式,將學生宿舍樓棟劃分為物業(yè)值班室、學習區(qū)、生活服務區(qū)、快遞存取區(qū)、非機動車停車區(qū)等一體的功能模塊。這樣不僅可以確保各個區(qū)域互不干擾,提高工作和學習效率,還能結合周邊設施設備進行氛圍交互,形成“上樓休憩、下樓休閑”的場所空間[6]。
4.1.2 采用綠色建筑材料和技術降低建筑能耗
4.1.2.1提高綠色建材使用率
對于在校工程建設應倡導增加綠色建材的使用頻率,廣泛使用裝配式構件、預拌混凝土、保溫板材等二星級綠色建材。如,針對校內多個學生宿舍外墻磚松動問題,為在排除隱患的同時增加樓棟外墻美觀、防水和保溫性能,可對校內外墻體系廣泛采用彩色復合GRC裝飾板。經市場調研,彩色復合GRC裝飾板色澤耐久,取材環(huán)保,擁有一次成型的使用優(yōu)點,可避免施工單位在相同區(qū)域反復施工裝修,大大減少了校內建筑樓棟產生的建筑垃圾;同時,產品本身具備的抗?jié)B性能、耐久性能、高強度、耐火性能、耐候耐腐蝕性能,可降低運營階段的維護成本。
4.1.2.2提高校園建筑垃圾回收產品的利用效率
通過在校內公共區(qū)域的人行道廣泛鋪裝植草磚、人行道磚、人行道石、道路無機材料等可再生使用的建筑材料產品,避免建材一次使用而造成浪費。對于部分校區(qū)樓棟外圍護結構砌體,可通過以礦渣、粉煤灰等為主要原料的增壓加氣混凝土砌塊等利廢建材,滿足建筑垃圾資源化再回收、再生產的要求。
4.1.2.3使用節(jié)水器具及回收利用非傳統(tǒng)水源
廣泛推廣智能節(jié)水器具,并回收利用雨水、灰水等非傳統(tǒng)水源,用于室內衛(wèi)生潔具,以及室外的綠化灌溉、景觀美化、道路沖洗、外墻清洗等,從而降低水能的消耗,實現水資源節(jié)約。
4.2能源與資源管理
4.2.1構建生態(tài)海綿系統(tǒng)緩解熱島效應
以西南政法大學渝北校區(qū)為出發(fā)點,現有建筑與道路截斷了校內大部分徑流路徑,同時侵占了校區(qū)內多數滯蓄空間,因此在建設綠色學校時可對徑流廊道重新布局。實施地標排水,同時以校內主干道、地形地貌為界,進一步將場地細分為北園學生宿舍、博學樓+勤業(yè)樓、新工科大樓+篤行樓+致知樓、敬業(yè)樓、圖書館、西園學生宿舍、南園學生宿舍+致理樓、東園學生宿舍8個匯水分區(qū),便于分區(qū)域收集雨水。整體布局生態(tài)滯蓄設施與蓄水模塊,并臨近建筑建設蓄水模塊,便于對非傳統(tǒng)水源(雨水)進行收集。優(yōu)化校內水系整體脈絡,最終形成場地8個蓄水模塊+45個生態(tài)花園(校內各樓棟)+2個儲蓄模塊(毓秀湖+南園湖塘)的生態(tài)海綿系統(tǒng)。
4.2.2構建立體海綿系統(tǒng)
以西南政法大學渝北校區(qū)敬業(yè)樓為例,可將部分打造為立體海綿系統(tǒng)。
4.2.2.1樓棟中庭花園的海綿化改造
(1)打造雨水收集系統(tǒng)
在高校樓棟中庭花園中設置雨水收集系統(tǒng),通過雨水口、排水溝等設施,將雨水引入地下儲水箱或蓄水池進行儲存。這樣不僅可以在雨季時收集大量雨水,供旱季時使用,還可以減少對城市供水系統(tǒng)的依賴。
(2)實行滲透鋪裝
對中庭花園的地面進行滲透鋪裝改造,使用透水磚、植草磚等透水性好的材料,增加地面的透水性。這樣不僅可以使雨水迅速滲透到地下,補充地下水,還可以減少地表徑流,降低城市排水系統(tǒng)的壓力。
(3)構建生態(tài)滯留池
在中庭花園中設置生態(tài)滯留池,通過植物、土壤和微生物的共同作用,對雨水進行自然凈化。這種生態(tài)處理方式不僅可以去除雨水中的污染物,還可以為高校師生提供宜人的休閑空間[7]。
4.2.2.2屋頂綠化的海綿化利用
(1)綠化植被選擇
進行屋頂綠化時應選擇景天、佛甲草等耐旱、耐瘠薄、根系淺的植物,不僅可以美化環(huán)境,還能通過蒸騰作用調節(jié)屋頂溫度,減少能源消耗。
(2)雨水收集與再利用
屋頂綠化可配備雨水收集系統(tǒng),將屋頂的雨水收集起來,經過簡單處理后用于綠化灌溉或沖廁等用途,既能節(jié)約水資源,又能減輕城市排水系統(tǒng)的負擔。
(3)排水設計
合理的排水設計在屋頂綠化中至關重要,通過設置排水層、過濾層和防水層等設施,不僅能確保屋頂綠化在暴雨時及時排水,還能防止積水對建筑物造成損害。另外,將屋頂綠化和中庭花園進行串聯,能使整個樓棟形成一個閉合式的生態(tài)庭院。在下雨天時可將多余的雨水通過雨水管道接入到中庭花園,并通過花園內置的蓄水模塊接入校內的雨水管網,與學校內的毓秀湖和南苑湖、池塘形成連接。若遇到干旱少雨的季節(jié),還可直接取用位于儲水模塊內的水源反向灌溉中庭花園。
4.2.3推廣合同節(jié)水項目減少校內水資源浪費
對西南政法大學渝北校區(qū)給水管網系統(tǒng)及用水設施進行合同能源管理服務。通過提供合同節(jié)水管理相關的技術、設備、人員,保證校內供水管道及其設施設備、用水器具等都能正常運行且達到節(jié)水效果,同時助力創(chuàng)建國家“水效領跑者示范單位”。另外,合同節(jié)水服務企業(yè)也自籌資金和引入技術,對學校漏損供水管網進行修復或更換,建設學校用水綜合管理平臺,完善地下給水管網圖,安裝智能用水計量表具,實現全校給水管網可視化管理,同時通過組織給水管理團隊,降低校園的整體水耗。
4.3推進光伏發(fā)電技術在校園的應用
由于近年來厄爾尼諾現象頻發(fā),間接造成全球出現反常氣候,加之大學生對于舒適環(huán)境需求的不斷增長,因此國內多地髙校宿舍都安裝了分體式空調,導致高校學生宿舍能源消耗量急劇增長。目前,空調能耗在我國高校建筑能耗中占的比重較大,對整個高校區(qū)域的電網負荷和綠色校園節(jié)能減排工作都有著很大的影響。結合建筑學和市場經濟效益,從現有的光伏技術來看,推進光伏發(fā)電技術與建筑學相結合,實現具備多個優(yōu)點的光伏建筑一體化(BIPV),可促進高校環(huán)境效益、經濟效益的雙贏和,以及技術和教育的融合。
4.3.1節(jié)約用地與空間優(yōu)化
BIPV系統(tǒng)能夠有效利用建筑閑置的屋頂或陽臺空間,且不需要額外占用土地來安裝光伏發(fā)電設備,對于空間有限的高校而言尤為重要。
4.3.2降低投資與運維成本
BIPV系統(tǒng)通常與公共電網并聯,可就地發(fā)電供電,不僅能減少長距離輸電的設備裝置和線路損失,還能降低系統(tǒng)投資和運維成本。又由于不需要配置額外的儲能裝置如蓄電池,因而能更進一步節(jié)省初期投資和后期維護成本。
4.3.3提高能源效率與環(huán)保性能
光伏組件直接作為建筑材料使用,如屋頂、外墻等,不僅能發(fā)電,還能起到隔熱、絕緣等建材的作用,大大提高了建筑的整體能源效率。同時,光伏發(fā)電減少了對化石燃料的依賴,降低了溫室氣體排放,也有助于高校碳中和目標的實現。
4.3.4提升建筑美學與功能性
BIPV系統(tǒng)的設計可兼顧建筑的美學和功能性要求。光伏組件可制成多種顏色和形狀,與建筑外觀相協(xié)調,甚至成為建筑設計的亮點。如,浙江大學紫金港校區(qū)的光伏長廊就采用了柔性薄膜光伏組件,既提高了安全性能,又美觀大方。
4.3.5小結
綜合而言,推進BIPV系統(tǒng)的運行,可消除噪音、有害氣體和固體廢物的形成,不僅不會對高校和周邊環(huán)境產生負面影響,還能通過光伏發(fā)電系統(tǒng)生產能源且有利于環(huán)境保護。重慶市作為夏季全國最熱的幾個城市之一,其夏季的集中用電制冷會導致整個城市出現巨大的用電缺口,因此西南政法大學推進光伏發(fā)電技術對重慶市的環(huán)境保護也具有重大意義。
4.4引入合同制節(jié)能減排的校企合作新模式
4.4.1促進節(jié)能減排目標的實現
4.4.1.1目標明確
合同制模式使得高校的節(jié)能減排目標更加明確和具體。通過與服務機構簽訂合同,高??梢悦鞔_規(guī)定節(jié)能減排的目標、任務和時間表,從而確保項目的實施有明確的方向和計劃。
4.4.1.2責任落實
在合同制模式下,服務機構需按照合同的要求來完成節(jié)能減排任務,如果未能達到預期效果,就要承擔相應的責任,這就使得高校和服務機構的責任得到了明確的劃分和落實。因此,合同制模式有助于推動項目的順利實施和目標的實現。
4.4.1.3專業(yè)支持
服務機構通常具有專業(yè)的節(jié)能減排知識和經驗,能夠為高校提供專業(yè)的技術支持和解決方案,有助于高??朔诠?jié)能減排過程中遇到的技術和管理難題,從而更好地實現節(jié)能減排目標。
4.4.1.4持續(xù)改進
合同制模式還鼓勵高校和服務機構在項目實施過程中進行持續(xù)的改進和優(yōu)化。如,服務機構會定期評估項目的實施效果,提出改進意見和建議,幫助高校不斷提高節(jié)能減排的效果和水平,確保高校節(jié)能減排的長期穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。
4.4.2降低成本和風險
4.4.2.1節(jié)約減排成本
通過與專業(yè)的節(jié)能減排服務機構合作,高??上硎艿揭?guī)模經濟和專業(yè)化的好處。服務機構通常具有更先進的節(jié)能減排技術和更高效的項目實施能力,能夠幫助高校以更低的成本實現同樣的節(jié)能減排效果。
4.4.2.2減少技術風險
節(jié)能減排技術不斷更新換代,選擇合適的技術方案對高校來說可能是一個挑戰(zhàn)。而通過合同制節(jié)能減排,服務機構能夠為高校提供專業(yè)的技術支持,確保所采用的技術方案既先進又適合高校的實際情況,從而降低技術選擇不當帶來的風險。
4.4.2.3分散投資風險
節(jié)能減排項目往往需要大量的資金投入,如果項目失敗或效果不佳,高??赡軙媾R巨大的經濟損失。而通過合同制節(jié)能減排,高??梢詫⒉糠滞顿Y風險轉移給服務機構,由服務機構來承擔項目實施過程中可能出現的各種風險,規(guī)避高??赡苊媾R的投資風險。
4.4.2.4降低管理成本
節(jié)能減排項目的管理和運營需要專業(yè)的知識和經驗。通過合同制模式,高??梢詫⒐?jié)能減排項目的管理和運營工作交給服務機構來負責,從而節(jié)省了高校在相關方面的人力、物力和財力投入。
結語
總的來說,綠色學校建設是一個多元化、全方位的過程,不僅涉及到校園環(huán)境的改善,還包括教育理念的更新、能源管理的優(yōu)化及環(huán)境教育的加強,因此綠色學校建設不僅是對當前環(huán)境挑戰(zhàn)的積極響應,還是對未來可持續(xù)發(fā)展的有力承諾。
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作者簡介
徐江(1990—),男,漢族,四川綿陽人,工程師,碩士,主要從事高校節(jié)能減排及能源管理工作。
劉恒吉(1984—),男,漢族,重慶人,工程師,大學本科,主要從事高校節(jié)能減排及能源管理工作。
鄒晏春(1979—),男,漢族,四川宜賓人,高級工程師,大學本科,主要從事主持高?;昂笄诠ぷ?。
加工編輯:馮為為
收稿日期:2024-05-21