绿色建筑与绿色校园建设

文 徐小伟

大家身在北京，对北京的环境，尤其是对北京的空气有非常密切的关注。2011年，我国已经超越美国，成为世界上碳排放第一位的国家。当时大家对这个排名并不太在意，但从2013年大家对北京的雾霾天有了深刻的印象后，开始意识到碳排放已经不是一件简单的事情，它会带来一系列的环境问题，跟我们每个人的生活息息相关。如何从大的形势下看碳排放的要求，无论是从北京地区层面，还是从教育这条战线，或是从市场看，大家都会认为在节能减排教育方面可以做很多工作。校园，能够成为社会可持续发展、环境保护示范的一个场所；学生，也越来越关注环保问题；建筑企业，可以成为节能减排的排头兵。因此，我们需要探索绿色建筑与绿色校园的建设。

一、绿色校园的背景

在中小学开展绿色校园的建设，一方面是硬件的建设，另一方面是对中小学生节能环保意识的养成教育。所以建设绿色学校，既符合国家和北京市的低碳、可持续发展战略，也是构成校园生态文明的重要内容。目前，全国大概有37.5万所中小学校，校舍在200万栋以上，在校学生人数超过1.55亿。如此众多的学校数量和学生人数，决定了在学校开展节能减排包括绿色学校建设工作，会带来非常广泛的影响。如果把学生看成一个核心圈的话，他可能会与同学、家庭、社区发生联系，这样就会以学校为核心，形成非常大的社会影响力。

从原来的节约型校园到绿色校园是一个跨越和发展。绿色校园建设就是在其全寿命周期内最大限度地节约资源，以保护环境和减少污染，为师生提供健康高效的生活环境，对学生具有环境教育的功能。所以从这个定义来看，绿色校园的建设分为几个部分：一是具体的管理，包括能源的管理，以及相关的组织和相应的制度。二是绿色校园技术，有相应的规划、建设和运营的基础。三是绿色校园需要承载一定的教育功能，包括教学的宣传以及社团活动等。只有包含了管理、技术和教育三方面内容，才能称之为完整的绿色校园建设。

二、国内外绿色校园发展现状

早在1972年的斯德哥尔摩人类环境会议上就提出了绿色校园的概念。1994年，联合国教科文组织正式提出可持续性的教育，主要是希望通过对青少年和全体社会成员进行环境教育、人口教育和可持续发展教育，促进整个环境和社会的可持续发展。1997年，有30余所著名高校加入，284位美国大学校长加盟并发表联合声明，要把大学校园建成一个碳综合园区。北京也有200多所学校参加了这个项目实验的一些活动。

欧洲进行生态学校建设，更加注重把一些环保理念与学校的管理和教育相融合，希望培养学生的环境素养。美国绿色建筑协会有一个绿色评估体系，重点是推广绿色建筑，以硬件为主。随着网络技术和信息化技术的发展，安装感应传感器对整个建筑进行实时检测成为一种新趋势。在国外，有专门针对绿色校园后期运营维护的节能方案，有与运营成本相对应的白皮书和指导手册，对整个学校如何实现绿色和节能目标进行全程管理，对绿色采购、节能措施、零排放等都有非常明确的指导。美国绿色校园的认证包含能源、大气环境、材料和资源等项目，根据不同的得分情况分为认证级、银级和金级，形成了体系化。

美国的一所知名学校，是非常典型的绿色校园，校园分为教学区、活动区、操场、服务设施等几个区域，学校针对不同的区域采取不同的节能和环保措施。比如室内环境对孩子的成长非常重要，所以就要提高室内空气的流动性，尽量采用自然通风。学校的传媒中心可以连接各个教室的功能区，整个区域全部选配无毒材料，有利于学生的身体健康。教室的照明、自然通风情况和建筑的高度，都是非常有利于学生进行活动和学习的。图书馆采用轻装修风格，自然采光，大玻璃窗的设计让人觉得非常舒服和亲近自然。公共空间的设计，入口处有绿色带，可以隔离道路上的噪声。室外花园多采用透水地面，尽量选用本地物种，提高物种的存活率，降低维护成本。

近些年，我国绿色校园建设发展很快。最早我们叫“节约型校园”，更多地讲能源的节约和房屋修缮这些内容。随着大家对绿色校园认识的不断加深，就开始从节约型校园建设向绿色校园转变。绿色校园承载的范围和内涵都远远大于节约型校园，另外绿色校园和绿色城市的理念相吻合，是未来校园建设的大趋势。节约型校园是以资源节约为主，绿色校园强调的是人的感受，就是师生的感受，主要目的是节约资源，但首先是要提供健康舒适的环境，在这个基础上最大限度地节约资源、保护环境。

我国在2013年4月1日颁布了绿色校园的评价标准，这个标准跟国外的绿色校园评价标准有些相似，包括环境与可持续场地、节能水资源、材料等，里面还加入了教育推广，这是跟其他绿色建筑建设不同的地方。因为学校建筑与宾馆等场所有所不同，校园的规划和建设应尽量采用被动式设计，就是自然通风、自然采光，而不是通过购买高档的设备来实现。这也符合校园建筑的特点，符合目前我国的整体发展水平，也有利于学生的身心健康。

总体来说，我们的学校还处于节约型校园建设阶段，并开始向绿色校园方向发展。整个学校建设应该系统推进，而不仅是发展硬件，还要有相应的管理，需要更多的教师、学生共同参与，才能形成绿色校园的整体推进机制。另外，绿色校园的建设既包含政策管理，也包含技术和市场资金的运作，需要三者联动。

三、绿色校园包含的内容

我们如何合理地选择相应的技术建设绿色校园呢？校园的建筑类型相对来说更加多样和复杂，包括普通教室、实验室、专业教室、办公室、图书馆、体育馆、宿舍、食堂等。但是这些建筑不会追求复杂的风格、奢华的装修。因此，整个校园建筑的运营特点就非常明显，不同类型的建筑，它的功能和要求完全不同。对一般建筑来说，可能更多关注制冷、采暖，对学校来说可能更关注春秋季的运营，可能还会关注一些冬季和夏季的运营。绿色校园的技术体系总体来讲叫“三环布局”和“两轴定位”，“三环”即属性环、技术环和周期环，“两轴”更多的是讲绿色校园除了承载技术以外，还承载文化教育平台，保证目标不偏离实际的效果。

“属性环”就是指校园的属性。校园的建筑特点、使用特点决定了我们具体选择什么样的技术，同时，我们提倡选择适合本土的低投入技术。有些设计要考虑当地的资源条件和限制条件，比如说太阳能，北京地区属于太阳能较丰富的地区，其他地区未必适用。再比如场地，周边是否有污染、噪声，都与校园的设计和后期运营有关系。绿色校园还是一个管理的理念，一个文化教育的理念，绿色校园的学生如果不能养成绿色生活习惯和绿色价值观的话，那么从某种意义上说绿色校园建设工作是失败的，因为建一座大楼并不是教育的根本目的，我们是希望培养高素质的人才。

“技术环”是关于技术的选择，在难度上技术分高、中、低，从实现途径上分软性技术和硬性技术，从经济效益上存在高投入低产出，或者是低投入高产出。以居住建筑为例，大家可以看到现在有很多技术得到应用，在众多技术中，设计技术是主要的，它决定楼建成什么样，其他技术如立体停车、地下空间的利用等，这些是跟节约土地资源相关的技术，我们可以把它分为低成本的技术、适宜的技术和高投入的技术，有着不同效益的产出。我们需要根据校园建设的具体情况及一些技术的要求选择合理的措施，比如节水措施有雨水的收集灌溉、节水型器具、室外人工湿地等，能源供应方面有自然采光、围护结构、内外保温、空调等，整个技术都需要通过改善设备来实现，有的需要较大的投入。

“周期环”就是整个建筑全生命周期的考虑。现在由于一些信息技术和IT技术的出现，我们可以通过时时监控方便地了解到整个项目的运行情况。在修缮改造方面，原来我们只关注具体的一些改善，现在按照我们对绿色校园的理解，可能会分为节能改造、节水措施、室内环境等方面的内容。

绿色校园的具体实施，要先做基础评估，首先是通过基础调研来获取信息，其次是进行整理分析，找出具体工作方向。每年每所学校都有相应的工作指标，如围护结构改造、计量改造等，改造完成后还要对效果进行评估。在改造前要针对存在的一些问题来选择不同的技术路线和具体实施路径。针对围护结构这方面，可能有外墙反射涂料的选择、保温砂浆的粉刷等，其他的还有室内照明灯具的更换、节水方式的选择等，通过这些措施使整个校园的能源、水资源和教育环境都有了改善和提高，总体上达到国家绿色建筑的标准。

目前随着物联网技术的推广，我们可以建设校园监管平台，时时对校园的信息和动态进行监管。目前比较成熟的监管平台包括数据采集子系统(通过电表、水表、热量表等对整个楼宇项目的各种信息进行采集)，数据终端(通过无线或有线方式，把数据上传到统一的中心进行分析和处理)。这个平台能够收集国内所有不同层级学校建筑的信息，形成学校建筑能效地图，从而可以看到不同省市能耗的水平和指标。对于一个地区，可以按照区域的划分和切割来进行时时检测和公布，通过三维方式展现总体能耗趋势，对这个区域内不同的学校给出用能指标的排序，帮助有关部门制定相应的政策和制度。现在很多学校的用能是按照每年预算的总量来划拨的，而不是根据实际发生情况进行有效分配。通过这个平台可以实现实时动态监控，把不同的学校、不同的建筑情况进行排序和比较，找出一个标杆建筑和一些高能耗的建筑，帮助运营管理人员找出造成这种情况的原因。比如在夜间看到有一些能耗数据，说明在这期间有的设备没有及时关闭造成浪费。另外还可以根据这些数据进行节能改造的评估。

四、绿色校园建设实践

如何从前期规划设计到后期建造运营，全程推进绿色校园建设工作呢？例如深圳南山丽湖学校，用地3万平方米左右，建筑面积1.7万平方米，包含教室、教工宿舍和其他一些建筑，整体风格的选择，跟其他校园相比还是有些特点的。校园选用书院方式，整个格局分为“两轴”“三院”：一个轴是入口轴线，另一个是中心景观轴；分为三个组团，即教学组团、实验组团和办公生活组团。在每个组团之内，按院落式打造，风格跟中国传统园林有点像。

节能环保技术跟校园是如何结合的呢？首先看正南正北的布局，可以争取最好的采光。学校用地并不是非常规整，如果按照传统布局方式，无法保证每座建筑都排列规整和南北朝向，所以采用组团式的布局。另外，非常重视声环境的影响。学校周边有一条主干道，因此在布局时把卫生间、楼梯间等对于噪声要求没有那么高的辅助设施放在道路两侧，把教学组团放在离道路最远的地方，这样校园内部噪声相对较低，保证了整个教学环境的质量。

食堂放在下风口，这是分析了整个风向后的考虑，因为食堂会有比较多的味道或者是污染物产生。学校室外通风环境也需要提前进行模拟和分析，包括整个校园夏季、冬季的主导风，以合理布置教室。整个建筑设置了大量的架空空间，一方面有利于气流的通过，保证整个校园的空气是清新和流动的，另一方面底层架空既避免了潮湿，又扩大了师生活动空间。

学校对自然采光的要求非常高，所以在建筑设计时，会对自然采光进行分析，通过设计比较大的窗户保证整间教室有比较好的自然采光，即便是阴天也不用开灯。同时采用半透明的围护结构和玻璃砖，使光线更加柔和。整个窗户采用了中空LOW-E玻璃，透射率比较高，又有比较好的隔热性能。整间教室还采用了一些屋顶自然采光的做法。

学校还尽可能地利用一些边角地带做趣味空间和绿地，如校园菜地分为大小不同的地块，供各个班级进行种植和其他课间活动。

节能方面，这个项目采用了200 mm的加气混凝土砌块，外面是220 mm的水泥砂浆，传热性能系数在1.0以内。屋顶采用了30 mm的挤塑泡沫板。体育场通过空调的立体化设计形成了对整个建筑的遮阳。室内照明主要是采用T5型直管荧光灯，室外照明系统根据不同区域有相应的照明控制策略。走廊部分，因为人员走动比较频繁，采用开关照明，其他室外照明更多是采用智能照明控制系统，如楼梯间采用自熄式开关控制。针对冬天室内环境空气质量较差的情况设计了新风系统，当室内二氧化碳浓度达到一定值的时候，新风系统就会启动。新风系统结合了制冷和采暖功能，在夏天可以起到降温的作用，带来清新的室内环境，冬季的送风温度在18℃左右，主要是改善教室的空气质量。另外，夏天新风系统还具备一定能量回收的作用，采用全热回收的机组，新风进来和出去的地方有一个热交换，能够对排出的能量和热量进行回收，有效率达到60%以上。太阳能设施的使用上，太阳光不充足时，一般会设置电加热，或者其他辅助加热系统。这个项目采用了空气源热泵的方式来辅助加热，效率比常规的电加热效率提高100%以上。项目50%的热水都可以用太阳能来提供，整体用了大概24块平板型集热器，一个储热水箱，一个恒温水箱。

学校有一些停车场和小花园，主要是通过透水砖来增加雨水的自然渗透。院落基本上能够做到对屋顶的雨水和其他地表水进行收集，通过雨水调节池和相应的设备处理后，就可以进入清水池，用于绿化和道路的浇洒。要根据雨量选择合理的容量，进行精细化设计。这个项目也采用了中水系统，对废水进行相应处理，最后跟人工湿地结合起来。人工湿地下面有一个蓄水池，因为土壤和湿地本身有过滤和净化作用，通过自然的方式进行过滤可以减少设备的投入。中水可以用来冲洗厕所。收集的雨水相对来说污染程度没有那么高，通过简单处理后，可以冲洗道路。

我们对整个项目的运能情况进行了统计分析。这个项目主要用电是照明、空调和动力，算下来每平方米在1.5度电左右，这是非常低的。同时有效地改善了校园环境，提高了整个校园建筑的品质，产生了巨大的育人效应。这所学校是该区非重点学校，但建成之后，由于校园的设计和建造理念非常突出，提高了学校整体的水平，成为南山区的热门学校。

五、结束语

我们一直在提倡的绿色校园建设，不仅仅是某些硬件的建设，绿色教室的建设，我们更希望通过绿色校园的建设，传达一种观念，宣传一种理念。什么样的思维决定什么样的行动，有了绿色观念，才可能真正引导学校朝着绿色校园的方向发展，把校园建成宣传绿色概念的场所。