绿色建筑技术在高等学校建筑的应用分析

摘 要：高等学校的校园建筑与一般的民用、工业建筑不同，其是一个有机联系的整体，具有较为显著的园区能耗的特征，绿色建筑技术在高等学校建筑中的应用具有较为良好的前景。本文通过对3所高校建筑用能的分析，指出在照明、绿化和景观用水、洗浴用热水中采用绿色建筑技术，可有效的节约能源消耗，为高校开展节能减排、建设绿色校园提供参考。

关键词：绿色建筑技术；用能分析；高等学校；绿色校园

引 言

目前，我国高校数量约为2000左右，我国高校的建筑类型比较多，并不是简单的将各栋楼进行组合，而是将其建设成一个有机联系的整体，因此要重视校园建筑园区性的用能特点，不应仅着眼于单体建筑的节能减排。同时，与一般建筑相比，校园建筑用能季节性更突出。由于高校建筑的用能特点和普通的工业建筑和民用建筑区别较大，其对应的节能措施也和普通建筑有区别。

1 学校建筑用能概况

1.1 华北地区某高校概况

该高校占地面积约为390万m2，内部总建筑面积为190万m2，在校学生数量约为3.9万人。此高校2012年水电账单如下：电力消耗1.6×108kWh，自来水2.0×106m3。电力服务于办公设备、照明、实验设备、采暖空调系统及综合服务系统的耗电。水主要用于生活用水、绿化用水、采暖及空调补水。

1.2 华东地区某高校概况

此高校占地面积约为190万m2，内部总建筑面积为100万m2，在校学生约3.5万人。此高校2012年学校水电账单如下：电力消耗5.6×107kWh，自来水4.2×106m3。电力服务于办公设备、照明、实验设备、采暖空调系统及综合服务系统的耗电。水主要用于生活用水、绿化用水、采暖及空调补水。

1.3 西南地区某高校概况

此高校占地面积约为370万m2，内部总建筑面积为150万m2，在校学生约4.0万人。此高校2012年学校水电账单如下：消耗电力4.1×107kWh，自来水3.9×106m3。电力服务于办公设备、照明、实验设备、空调系统及综合服务系统的耗电。水主要用于生活用水、绿化用水、空调补水。

2 建筑用能特点分析

单体建筑能耗一般情况下仅仅是建筑自身的能耗，而高等学院作为一个校园来说，其能量消耗具有自身明显园区能耗的特征，具体分析如下：

2.1 路灯和景观灯的照明

一般情况下，高校校园中存在大量的路灯与景观灯，其作为校园照明系统的重要组成，因为夜间长时间开启照明用灯，依据相关调查，上述3所高校的少部分灯是钠灯和水银灯等非节能灯具，且只有一个高校对路灯和景观灯开启时间和方式进行了控制，路灯和景观灯是高校建筑的一个节能点。

2.2 绿化和景观用水

众所周知，高校的校园中一般都会有较多的绿化植物，有的高校还有人工湖等景观，这些都需要消耗大量的水资源。本文调查的3所高校中，华北某高校的校园占地和建筑面积都比另外两所高校大，在校学生数量也比较接近，但自来水消耗量不到另外两所高校的50%。原因就在于该高校的绿化和景观用水大量使用了收集的雨水和处理的中水，学校80%的绿化用水都采用雨水和中水。可见，绿化和景观用水有很大的节水潜力。

2.3 空调系统低负荷运行

因为高校建筑的服务对象与普通公共建筑不同，其建筑的能耗存在明显的季节性特点，寒暑假期间，学生大部分放假回家，建筑的使用率降低，建筑能耗也相应减少。但同时，部分安装有中央空调系统的建筑，在寒暑假期间，由于系统低负荷运行，造成了电能的浪费，这一时期空调系统能耗有比较大的节能潜力。

2.4 洗浴用热能耗

一般高校的洗浴用热水，主要都是由燃油锅炉或燃气锅炉所提供，该部分的能耗也是高校建筑能耗的一个重要组成部分，也有较大的节能潜力。

3 绿色建筑技术的应用分析

3.1 路灯和景观灯方面

由上文分析可知，路灯能耗是组成校园照明能耗的重要组成部分，对于路灯而言，其节能措施主要有下面两个方面：①景观使用的水银灯更换为45W或60W的节能灯，钠灯的路段更换为100W或120W的LED路灯；②加强路灯控制，采用智能路灯控制器，根据每日太阳升起和落下的时间控制全校路灯开、关时间；采用长短灯照明（即前半夜正常照明），保障师生的出行，后半夜采用间隔亮灯、单侧亮灯等方式，在满足夜间道路照明的前提下，尽可能节约电能。

3.2 绿化和景观用水方面

对于高校而言，其绿化与景观用水具备非常大的节水潜力。一般情况下，可以从以下三个方面进行节水：①应用节水灌溉技术，采用滴灌、微喷灌、渗灌、管灌等方式，提高灌溉用水的使用率，同时种植节水型植物。通过以上措施，从源头上减少用水量。②合理设计雨水（包括地面雨水、建筑屋面雨水）徑流途径，减少雨水受污染机率；增加雨水渗透措施：硬质铺装地面采用渗水材质；雨水管采用渗透管或穿孔管，兼具渗透和排放两种功能。通过这种方式，达到提高雨水利用率的目的，减少自来水的用量。③绿化和景观用水对水质要求并不高，可以通过利用雨水以中水来达到节水的目的，详见以下的分析：一方面，建设雨水收集池，收集建筑屋顶、道路以及绿地的雨水用于绿化浇灌和景观用水。另一方面，建设集中型中水回用系统，回收教学楼、学生宿舍、公共浴室的生活污水，把污水处理成合格中水，用于绿化浇灌和景观用水，多余的中水还可以用于冲洗厕所。

3.3 空调系统的节能措施

学生寒暑假期间，高校大部分建筑处于非使用状态，但是仍然存在一些建筑处于使用状态，如果这些建筑的空调是集中式空调系统，末端空调设备部分使用，而冷水系统就处于低负荷状态，造成了电能的浪费。寒暑假时期的空调系统能耗有比较大的节能潜力。针对空调系统的节能，本文推荐几个低成本的节能措施如下：

（1）完善能源管理的相关制度，加强技术方面的培训，讲述空调系统的原理、运行方式，使其掌握空调系统节能运行的具体方法包括：定期清洗过滤器，定期清洗冷却塔，按照室外温度情况调整冷水机组的开启台数，按照冷水机组供回水温度改变水泵的运行频率等。通过培训，并把培训内容做成一个规范的作业指导书，做为能源管理制度的重点内容，让运行管理人员学习并按期考核，严格执行，以达到很好的无成本节能效果。

（2）定期对过滤器进行清洗。在对3所高校空调系统进行测试时，发现部分新风/空调机组过滤器有大量积尘，有些散流器表面也有灰尘，表明空调系统的过滤器、风道、送风口未定期清洗。建议定期对空调系统相关部件进行清洗，减少空调系统阻力和空调系统耗电量，同时改善室内空气品质。

（3）分阶段设定冷机供水温度。相关资料表明，当蒸发器供水温度提高1℃，冷水机组的效率会相应提高，可以节能2%～3%。虽然室内相对湿度会略微有所提高，但基本不影响人的舒适感，同时可降低新风除湿负荷。冷水机组的供水温度可以按照下面的方式设定：①在7月10日以前，冷水机组的设定温度为9℃；②7月10日到8月30日，冷水机组的设定温度为7℃；③8月30日以后，冷水机组的设定温度为9℃。

（4）中央空调系统提前开启。新风/空调机组早上室外空气温度比较低，可以有效地利用自然冷源，在冷水机组运行前，提前开启新风/空调机组，可以使学生/工作人员进入室内时，感觉室内空气新鲜，从而延迟冷水机组的开启时间，达到节能的目的。一般在建筑使用前一个小时开启新风/空调机组，既可以满足室内的舒适度，又能延迟冷水机组开启时间，达到节能的目的。

3.4 洗浴用热的节能措施

从上文中可知，高校中洗浴用热的能量消耗也是其能耗的重要组成部分，存在较大的节能潜力。下面以满足2000人的洗浴用水的集中式太阳能系统为例，分析太阳能提供洗浴用热水的经济性分析。集中式太阳能热水系统总集热面积为1128m2，每天可提供50℃的生活热水120t，可以满足2000人的洗浴需求。太阳能热水系统每天产生热量1.67×107kJ，约合469.9m3天然气，每年可节省天然气140972m3（学校浴室按照每年使用300天计算）。该系统经济性分析见表1。

从上表可以看出，生活热水采用太阳能热水系统，可年节约运行费用32.2478万元，投资回收期为5.1年。太阳能热水项目的实施，对高校推进节能减排效益、发展绿色校园具有良好的示范效益。

4 结 语

因为高校建筑自身具有特殊的用能特点，绿色建筑技术在高校建筑节能中具有非常广阔的发展前景。所以，相关人员在进行高校建筑设计时，应该切实考虑其节能节水的经济性与功能性的统一，将绿色建筑技术发挥在高校建筑之中。

参考文献

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作者简介：王翔（1987-），男，汉族，安徽宣城人，研究方向為建筑节能。