谈中学内老旧建筑物节能设计

程 子 煜

(湖南省常德市一中，湖南 常德 415000)

谈中学内老旧建筑物节能设计

程 子 煜

(湖南省常德市一中，湖南 常德 415000)

针对目前校园老旧教室内电子设备为孤岛式存在，且安装的各种类型的照明灯具在使用过程有着较大的电力资源浪费的现象，利用目前教室内已有的摄像头以及红外探测设备，进行合理的开关改装，借助学校中央控制机房监测与控制能力，对教室的电子设备进行统一管理、灯具进行合理的打开，从而在不增加其他成本的基础上，做到节能、绿色的智能教室设计与管理。

校园，教室，节能，智能控制

1 现状与意义

目前我国校区教学楼绿色环保设计还处在未起步或是初级阶段，教学区内虽铺设了各类控制传输数据线，各类教学用仪器设备安装较多，但均为孤岛式。这些教学用的仪器设备一般包括投影仪、电脑、广播设备等；同时，一般的，一个可容纳40名～45名学生的教室安装了9座2联装或3联装日光灯灯具，控制开关为人工控制的机械式开关。

耗能情况统计：

1)投影仪在没有教学任务时并不是切断了电源，而是让其处于休眠状态，教学用电脑的主机处于关闭状态，但其显示器仍处于开机休眠状态；广播设备为休眠状态。

2)灯具耗能情况，在光线不足时的夜间与阴天时灯具全部打开，但是由于是机械式开关，即使是在学校与老师的教育与管理下，经常人走灯不灭，并还存在1人在教室，打开全教室9座灯具，最理想的情况下也是打开由1个开关控制的3座灯具。

3)一般的公立普通中学的防暑设施普遍采用电风扇，与电灯使用情况相似，同样存在着大量人走扇不灭的情况，一般一间普通教室安装数为6具壁扇。

因此随着时光流逝的每一分钟之内，每个教室内都有着大量的能源消耗，以不起眼的教学用计算机为例，休眠状态下的功耗为5 W左右，1天为120 W·h。

我国国内石油生产只是在20世纪60年代～80年代初短暂的20年内甩掉了贫油国的帽子，成为短暂的石油出口国，从20世纪80年代后期转为纯进口国，由于能源价格的问题，在我国国内一次性能源的生产和消费能源中，煤炭约占3/4；以2011年数据为例我国消耗量为40亿t，占世界煤炭消耗量的47%；其他1/4为石油与天然气。无论是坊间还是科学证据均指向：由于一次性化石能源的消耗，现阶段的空气中CO2是第一次工业革命期间的140%，由于CO2的增加，加剧了温室效应的影响，由于化石燃料燃烧时产生的各类细小颗粒，加剧了PM2.5的溶度，影响到了整个社会的正常生产、生活秩序，基于此，在不增加其他成本的前提下，绿色环保的校园设计与创新具有重要的现实意义。

2 设计思想

1)以教室内红外探头与摄像头为数据采集来源进行灯座打开方式，同时保留原有机械式开关。教室内加装一个带光线感应器的能自动动作的开关，对教室内的灯具进行管理，思想为：如果有人进教室，在光线不足的前提下，打开一具灯座，提供照明；原理：红外探头与摄像头数据传至中央控制机房进行认别，在1人～9人的时候，只能开启一具灯座；随人数据的增加，相继打开，如果进入教室的人离开，则相继自动关闭灯座。如果是分散坐在教室内的各个位置上，人数达到一定数量，由认别信息进行相应区域内的灯具自动打开。

保留原有机械开关的目的主要是考虑到任课教师根据教学任务进行相应的灯具开启或关闭，具有最高优先权，进行机械开关的开启与关闭时，需要教师进行相应身份确认。

2)教室内的各类孤岛数字设备状态信息均上传至中央控制机房，由中央控制机房进行相应的管理。不在教学时间内，所有数字设备均切断供电电源，只保留红外探头与摄像头供电，保证其他设备不再消耗电力资源。

3)教室内电风扇控制。主要为中央控制机房按天气气温进行控制。具体来说为：天气气温达到35 ℃后，打开风扇控制开关线路，学生与任课教师根据实际情况合理进行风扇开启与关闭；在午休与夜间风扇控制开关线路则进行关闭，保证不会出现人走扇不灭的情况发生，同时考虑到周末进行的社团活动占用教室情况，则按摄像头与红外传感器的数据进行相应区域内的开关线路打开与关闭。

3 节约能源测算

以1间教室内9座灯具，27根灯管为例，每天节约1 h开灯时间，灯具与风扇节能估算表见表1。

表1 灯具与风扇节能估算表

以1间教学用教室电子设备功耗节约为例，每天节约12 h时间，教学用仪器节能估算表见表2。

表2 教学用仪器节能估算表

由此，1间教室每天的节能量为1 752 W，即1.7度电；以一所高中校园为例，基本有40间以上的教学教室，辅以物理、化学、生物实验室以及美术、音乐、绘画、体育、英语听力、形体舞蹈、图书馆等公共教学区间，一所高中校园一般存在着300间以上各类教学、学生生活用房，按以上思想一所高中校园每天节约电量为525度左右。一个月则可以节约用电量为15 768度电。按已有资料表明1 t标准煤发电量为3 333 kWh(度)，那么一所普通的高级中学只是将一个月内不经意浪费掉的用电量节约起来，可以少烧4.6 t煤，真正的做到节能、环保两条腿走路。

4 结语

目前各类公立与私立中学教学区内的电器使用量日益剧增，减少不必要的电能损耗，势在必行，在教师的督促与学生自觉的基础上，引进智能管理系统不失为有益的补充。通过估算可以得到以下结论：

1)通过教室内的摄像头与红外传感器捕捉到的信息，经中央控制机房处理进行合理控制教室内的用电设备的开启与断开是可行的。

2)从设计理念上只需要增加控制程序与系统功能实现工作，借用现有的数据线路，增加成本较小。

3)在中学阶段进行此类工作，除了产生直接的绿色环保效益，更重要的是将绿色环保理念在日常管理中进行，间接的达到教育功能，且深入人心。

[1] 吴方清.城市小区构建生态绿色环保方案分析[J].山西建筑，2015,41(1)：14-15.

[2] 白宜诚,杨学顺,肖建平,等.单总线技术在地电场多电极数据采集系统中的应用[J].中南大学学报(自然科学版),2004,35(3):458-462.

[3] 罗维斌,白宜诚,崔燕丽.在系统可编程技术在电法发送机设计中的应用[J].中南大学学报，2005,36(1)：119-122.

Discussion on energy-saving design of old building in the school

Cheng Ziyu

(HunanChangdeMiddleSchoolNo.1,Changde415000,China)

In light of isolated island style of current campus classroom electricity equipment and lighting equipment power waste phenomena, the paper uses existing camera and infrared detector and transforms the switch, carries out united management and rationally lighting facilities utilization for the classroom electricity equipment with the help of central control machine room monitoring and control abilities, so as to realize energy-saving and green intelligent classroom design and management without increasing other cost.

campus, classroom, energy-saving, intelligent control

2015-04-06

程子煜，女，426班学生

1009-6825(2015)17-0210-02

TU201.5

A