高校建筑能耗现状及节能途径分析

罗宇晨 李欣

摘 要：对于一般的高校而言，图书馆，学生宿舍占据了高校能耗的很大一部分。分析图书馆的能耗会很有代表性。本文通过对沈阳某高校的能耗现状进行节能分析，提出需要改进的方向。

1 引言

随着时代的发展，一个尖锐的问题进入到人们的视野，那就是全球变暖，人们对能源与环境问题也开始重视起来。隨着我国各方面的快速发展，能源短缺问题已经凸显出来。自2010年以来我国建筑业能源消费总量有不断上升的趋势且每年增加7%左右，这和我国不断增加公共建筑数量有关。其中公共建筑运行能耗在总建筑能耗的占比也在不断上升，是不可忽视的重要组成。其中公共建筑能耗由采暖能耗，空调能耗，照明能耗，办公能耗等组成。2017年，建筑业能源消费在能源消费总量的占比已经接近20%。其中高校建筑能耗在公共建筑能耗中的占比较大，且有上升趋势[1]。

2高校建筑能耗现状

高校作为学生日常起居，学习、教师办公，教学的场所，它是一个承担了很多功能的建筑综合体。这样一个综合性的建筑场所决定了它能源消耗的多样性[2]。

沈阳大学北院图书馆南北走向，正面朝东。图书馆是学校的文献信息中心，是大学生的第二课堂，提供借书、阅览、自习、看电影和网络资源等多项服务。图书馆作为大学生主要的学习场所，应满足大学生的日常学习需求，如光线明亮，学习环境安静舒适，空气质量符合人体需求且稳定。

3节能途径的分析

沈阳某大学图书馆现有两座馆舍，分别位于南北校区，总面积达19，300多平方米，我们以北院图书馆为例，说明高校的建筑能耗特点及节能途径。

图书馆是一个有机整体，应该立足长远，不能局限于眼前。考虑未来的信息共享（Information Commons），师生能在图书馆中交换各自的想法，所以在改造分析中应给图书馆留有一定的改造空间。同时执行能耗改造后也应适应校园的文化氛围，与环境相互协调。

3.1使用节能环保建筑材料

在许多文献中，对建筑的能耗分析都对建筑的全生命周期进行分析。如果从图书馆建设完毕到图书馆拆除后的建材回收开始计算建筑能耗，那么图书馆的建设能耗占比在整个建筑生命周期中会很大，因此，在建筑的改造过程中使用更加环保节能的材料，更加节能的建设方式可以有效降低建筑在建设过程的所消耗的能源，从而降低整个生命周期中的能耗。

3.2建筑灯光的能耗

一般情况下图书馆在自然光比较充足时，采用自然光照明。自然光无法满足学习需求时，采用人工光源进行光照的补充。照明系统的降耗途径是优先选用更加高效的光源，合理的控制照明，延长照明系统的使用时间。

图书馆能耗与占到了全校建筑总能耗的28%，在1，5，7，9月份的考试月，学生更喜欢到图书馆复习，此时能耗主要为照明用电，这部分能耗不可避免，照明所产生的能耗是相当可观的。图书馆内灯的选型可以采用细管，环形和U型荧光灯，较白炽灯节能百分之七十到八十，较标准灯节能百分之十。选用优质的启动设备应可以有效延长灯具的使用寿命。最后合理的控制照明，如果某一区域长时间没有人应由自动控制系统熄灭该区域的灯光。这种控制方式应在走道内使用。也可以在走道设置部分的声控灯和感应灯[3-4]。

3.3窗墙比设置不合理带来的能耗

窗墙比是窗户的面积与外墙的比值，窗户面积越大相对的窗墙比就越大。在图书馆这样的公共建筑中，如果窗户面积较大，可以提供充足的直射阳光，给室内带来良好的光照环境。但窗户面积过大会导致传热系数过大，室内难以保持稳定的热环境，从而需要更多地能源来维持室内热环境。这对降低能耗十分不利。

所以窗户的面积既不能太大也不能过小，过大的窗面积需要额外的热补充，过小则需要额外的光照补充。

3.4围护结构的能耗

对于许多学校的图书馆而言，图书馆大多老旧，保温隔音性能相对很差，图书馆内部冬冷夏热，这影响了图书馆的室内环境舒适性。同时图书馆维持日常所需能源远超平均建筑水平，不符合节能要求，有些甚至墙体老化，安全性能也低于标准。

对于耗能严重的围护结构，如：窗户，门等，应及时更换，使用更节能，保温性能更好的窗门能有效降低能耗。对于不保温，耗能严重的墙体，应采取补救措施，例如在外墙增加额外的墙体材料，采用传热系数更小的墙体材料等。

3.5建设数字化图书馆

学生去图书馆的主要目是自习，借书和课外阅读，而图书馆作为一个藏书的媒介，储存了大量的图书会使图书馆的运行管理消耗额外的能源。特别是一些低使用率的图书占据了藏书室的很大一部分，这就浪费了图书馆的有效面积，带来了能源的浪费。

信息时代的到来方便了数字化图书的普及，大量的纸质图书需要消耗大量的人力物力去维护，高校图书馆的藏书应该由全部的纸质储存慢慢转变为数字化的储存模式，加快建立数字化图书馆的建设进程。同时也要积极与学生沟通，来减少这一转变带来的不适应感。

3.6 运用太阳能技术

在能源领域，太阳能属于一种清洁无污染的新型能源，是可再生能源，其稳定高效深受人们喜欢。分析太阳能发电量累计值，累计值涨幅变化不大，每年的太阳能发电量比较稳定，可以看做是一个定值，所以太阳能是一个十分安全可靠的能源。图书馆可以在屋顶安装部分太阳能光电板来收集太阳能，收集的太阳能可以抵消掉一部分的能源消耗，从而侧面降低了减少建筑能耗。

3.7提高图书馆的绿化程度

绿色植物有着维持室内热稳定性，增加湿度，让人心情舒畅等等的作用，而且没有明显的缺点。图书馆中可适当增加绿化程度，提高空气质量。植物在蒸腾、蒸散过程中，不仅将太阳能转化为热效应外，还吸收周围环境中的能量，显著降低了环境温度，造成能量的良性循环利用。有效减少了空气调节系统的负荷，从而侧面降低建筑的能耗。

3.8提高高校生的环保素养

降低能耗不仅要从客观角度去分析，也要有从学生与校园这一有机整体出发。当代大学生不仅要有过硬的文化素养也要有环保素养，要对于节约要有一个清晰的认知。如：图书馆的入口设置在二楼，学生去三楼查阅资料借阅书籍可由电梯旁的楼梯上行，一层楼的高度都要做电梯的行为应尽量减少。

参考文献：

[1]国家数据官网 http：//data.stats.gov.cn/

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50189-2015公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[3]何花.广州某高校建筑能耗现状及节能策略分析[J].制冷，2014，33（01）：33-36.

[4]邱磊，李海军，杨智良.图书馆节能设计及降耗措施分析[J].开封教育学院学报，2014，34（11）：287-288.

作者简介：

罗宇晨，1998.07.27，男，汉族，辽宁抚顺，本科学生，建筑环境与能源应用工程专业.

李欣（1978.06）女，汉族，辽宁沈阳，博士，副教授，研究方向：建筑节能.

沈阳大学校级创新项目“高校建筑能耗分析与绿色化改造研究”（课题编号：2019110350115）.

辽宁省自然科学基金指导计划项目“基于性能表现的既有公共建筑绿色化改造设计方法研究”.