“双碳”背景下高校绿色校园规划建设策略研究

2023-12-08 17:29吴恩百
美与时代·城市版 2023年10期
关键词:规划建设双碳高校

摘 要:从“双碳”理念的提出可以看出国家对于生态文明建设的决心,其也为绿色低碳生活的发展指明了方向。在这一背景下探讨高校绿色校园的规划建设,具有重要的社会价值、生态价值。研究“双碳”与建筑的关系,分析高校绿色校园规划建设的影响因素及基本原则,并提出具体的绿色校园规划建设策略,为高校的可持续发展提供良好的基础条件。

关键词:“双碳”;高校;绿色校园;规划建设

基金项目:本文系南京机电职业技术学院重点项目“碳达峰碳中和背景下高等学校绿色校园建设对策研究——以南京机电职业技术学院为例”(KY202102)研究成果。

一、“双碳”与建筑的关系

“双碳”,即碳达峰与碳中和的简称。碳达峰是指在某一时点,二氧化碳排放量不再增长,各项数值达到顶峰,之后逐步回落;碳中和是指人为排放源与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为吸收汇达到平衡,从而减少或消除自身产生的二氧化碳排放,实现正负抵消,达到相对“零排放”的状态。

“双碳”与建筑的关系可以从以下方面展开分析:首先,碳排放。根据2019年12月开始实施的《建筑碳排放计算标准》可知,能源碳排放因素包括三种,即固体燃料、液体燃料、气体燃料。其中,单位热值排放因子数最高的是固体燃料,最低的为气体燃料。建筑建造过程中需要用到大量的建筑材料、机械设施等,不同材料的碳排放因子不同,不同机械设备的能源消耗也不同。其次,能源结构变化。主要是指利用新技术能源变动推动新能源的供给,实现钢铁、水泥等建筑材料行业的脱碳。再次,碳捕集。碳捕集与封存技术、碳交易相辅相成,其主要应用于钢铁、水泥等重工业领域,以实现碳中和,主要由国家机构统一管控。最后,碳储能与碳交易。我国的碳交易市场尚处于起步阶段,但是随着人们生态意识的不断增强,建筑领域积极投身碳交易市场的需求越来越迫切。在“双碳”背景下,高校作为培养优秀人才的前沿阵地,在校园规划建设方面要充分利用自身条件实现可持续发展,构建低碳、绿色的校园环境。

二、高校绿色校园规划建设的影响因素与基本原则

(一)影响因素

首先,规划理念。高校的校园规划建设与普通民宅小区、休闲园林等有着本质上的不同,高校校园规划侧重于交流环境的打造及校园文化的彰显,要倡导综合性、有预见性的规划理念,保证校园规划建设的科学性、合理性。鼓励在建筑限高区间的控制下实现容积率的最大化,在有限的地面建设最大的消耗模块,降低平均建造和运营成本,从而减少能源消耗。

其次,地域特色。趋同化的设计风貌使得多数校园缺少内在的个性特征。在高校绿色校园规划建设中融入当地具有特色的自然景观、文化元素,能够增强学生对于校园的归属感,既有利于地域文化的传承与发扬,又能够让学生受到地域文化的熏陶,还可以就地取材,降低建设成本,减少资源消耗。

再次,功能分区。高校校园规划建设的重点还在于合理安排教学活动及实训活动的场所。由于高校师生与城区具有密切关联性,要充分考虑空间适应性、交通便捷性等因素,因此,高校校园规划建设往往无法在一次投资下完成。

最后,校园文化。高校校园文化包含物质文化与非物质文化,各类活动设施及优美的绿化环境等属于物质文化,校训校风、各类文娱活动等则属于非物质文化。高校建设绿色校园要充分考虑校园文化,营造具有深层文化内涵的生态校园环境。

(二)基本原则

首先,和谐性原则。高校所规划建设的绿色校园是师生日常学习、生活的主要空间,“双碳”背景下要遵循人与自然和谐相处的理念进行规划设计,减少资源消耗,为师生营造良好的环境氛围。

其次,节能性原则。绿色校园规划建设过程中要对校园内的各种资源进行科学分配,提高各类资源的利用率,尽量采用可再生资源,比如太阳能、风能、生物能等。采用先进的节能技术降低能源消耗,遵循节能性原则提高绿色校园规划建设的生态效益。

再次,舒适性原则。“双碳”背景下,绿色校园的规划建设除了要强调节能、环保的理念外,还要强调环境的舒适性,以更好地满足师生日常学习、工作、生活所需。比如采用蓄热性能、绝热性能良好的建筑材料调节室内温度,或者采用太阳能技术进行取暖,做好建筑的遮阳防护,确保空间的舒适度,形成系统化的建筑空间规划模式。

最后,前瞻性原则。前瞻性原则是指在高校绿色校园规划建设的过程中要提前预测并规避可能发生的问题,保证规划建设工作的顺利开展,提高土地资源、可再生能源的利用率,实现高校的可持续发展。

三、高校绿色校园规划建设策略

(一)科学布局,提高土地利用率

高校绿色校园规划建设要转变传统观念,将节能减排、低碳生态等理念融入规划建设的各个环节,比如对校园场地进行科学规划与布局。这样既能够降低学校教学及管理的运行成本,又能够节约教育资源,还能提高土地资源的利用率。

第一,合理布局各功能空间,提高应对突发性人群聚集现象的能力。合理构建校园交通系统,科学规划不同交通方式的流动路线,既保证校内交通的通畅性、便捷性,又提高校内的土地利用率。制定完善的规划方案,遵循前瞻性原则,预留充足的绿色建筑建设用地。第二,明确土地的应用价值、用途。在不同特点的地块上设置不同功能的建筑,并根据建筑单体所需的能源量合理排布,充分考虑这些功能建筑的使用时间、频次等,在最大程度上减少运行损耗,避免环境污染及资源浪费。第三,遵循高效、共享的规划理念。根据高校的办学特点、专业设置情况等确定绿色校园规划建设的规模,单体建筑之间的功能要体现出互补性、共用性,比如采用复合型功能结构布局建筑综合体,在最大程度上利用共享空间,提高资源利用率。第四,坚持可持续发展理念。在规划建筑群、单体建筑时,要结合土地资源情况预留弹性发展空間,注重地下空间的开发与利用;建设公共活动场所,在满足绿色建筑规划要求的前提下尽量提高地下区域的使用频率,适当增加地上建筑的层数。第五,合理规划布置绿化及水系景观。根据当地气候、土壤等特点合理搭配植物品种,采用立体绿化设计方案。结合当地环境特点设计水系景观,在条件允许的情况下可规划设计“海绵校园”,既能够提高环境的舒适度,又能够满足绿化及水系景观的用水需求。

(二)科学规划建设绿色道路系统

高校校园道路系统与普通的道路系统不同,高校校园内的人流量、车流量都有一定的特点与规律。通常大学生在校内以步行为主,采用校车或公交车在各校区之间通行;教职工群体则以机动车为主。因此,要根据人流量及车流量的特点规划建设校内绿色道路系统。

首先,步行系统。步行是高校校园中最常规、最重要的交通方式。步行系统不仅要具备交通功能,而且应是学校开展各种集会活动的重要场地,因此在规划建设步行系统时要考虑空间、景观、人流量、文化传承等多个因素。比如可以在交叉口设置节点以分散人流,如果步行道路路线多变,还可设置层次不同的绿植来丰富景观视野,或者在开阔的道路节点设置绿色规划展示栏。其次,非机动车系统。可在教职工家属院、学生宿舍、实验楼等区域设置一些非机动车停放点,便于教职工日常出行,节约学生的课外活动时间及上下课往返时间。最后,机动车系统。步行系统与非机动车系统均属于无污染的交通系统,而机动车系统具有一定的污染性。在进行机动车系统规划建设时,应尽量利用地下空间,这样既不会破坏地面道路景观,又能够节约土地资源。若不具备地下停车场的建设条件,则可将停车场设置于较隐蔽的区域,比如利用绿色景观植物进行遮掩,以保证地面景观的整体性、美观性。另外,机动车行车道的宽度要合理,避免发生事故或校内交通拥堵。

(三)提高水资源利用率

我国作为缺水型国家,水资源十分紧张。“双碳”背景下,高校绿色校园规划建设要致力于水资源的高效利用,具体可以从以下方面进行:

首先,雨水的循环利用。在校园核心区域的地面、建筑屋面等设置雨水回收处理设施,通过科学的管道设置将雨水排放至水系景观中,同时将室外场地的透水面积提高至40%以上。流入水系景观的雨水可滋养沉水植物,构建良好的生态系统。水系景观中还可以投放鱼苗,这样既能够提高景观的观赏性,又能够净化水质,降低水体富营养化的概率,保证水系景观的水质。

其次,中水利用。在校园内建立生活污水处理站,站内排出的I级A类循环水完全可以代替普通供水,通过提高中水的利用率减少城市用水的供应。用水设备也要充分考虑节约水资源,比如采用感应式节水龙头,或者在学生宿舍楼中设置节水型洗衣机、加气水龙头等。

最后,绿化灌溉。校园中的绿化景观需要大量的灌溉用水,为避免水资源的浪费,在选择景观植物时要充分考虑其存活率、适应性,利用复层绿化的方法进行智能化灌溉,采用节水型、低能耗的灌溉技术,在最大程度上减少水资源消耗。选择可渗透地面材料,雨天可将雨水及时排走,避免路面出现积水;晴天可以加速地面水分蒸发,缓解热岛效应。

(四)绿色照明及能耗监测

高校绿色校园规划建设中,照明系统是重要的能源消耗途径,因此要合理规划设计绿色照明系统,以减少能源消耗。首先,校区各主要场所要合理选择照明灯具。公共场所应主要采用节能灯,车库、教室、实验室等采用直管荧光灯。若某些场所需要装修,则根据实际情况选择光源,但其照度、LPD等指标要符合相关要求。采用高光效金属卤化物灯作为室外照明光源,按照国家能效标准选择镇流器。其次,对各个区域的照明进行分区、分时控制,以提高照明系统的节能效果。比如教室、机房等可采用就地照明开关控制,以满足随时开关的需求;对照明要求较高的场所,比如大型会议厅,则需要采用智能照明控制系统;公共场所的照明配电箱采用就地控制策略,并由监控系统进行统一管理;楼梯间采用延时自熄开关或红外感应自动开关;道路照明、景观照明采用集中控制策略;设计深夜减光控制策略、分区分组节能控制策略等。最后,积极采用日照调节技术。充分借助建筑的向阳性特点,在建筑规划建设工作中按照当地的日照时间、特点设计建筑物的朝向,使其能尽可能多地获取日照光源,减少照明系统的应用,节约电力资源。

绿色校园的规划建设还要充分考虑校园能耗分类、分项、分户的全面计量与实时监测需求,按照节能管理、分户核算的要求,对校区内的水、电、冷热量等采用全计量、全监测的管理办法,按照配电干线、楼宇总电量、分项用电量、分户用电量等指标规划电力计量、用水计量、冷热量计量范围,实时采集对应范围的电量、供水量、冷热量等,实现水、电、冷热量等能耗数据的实时计量与监测。此外,高校通常会使用大量的实训、实验设备,且应用时间长,会产生大量能耗,因此有必要开发校园能耗监测系统,在校园内合理设置用电监测点。这样能在第一时间发现数据异常点,并及时维修破损管道。

四、结语

在“双碳”背景下,高校绿色校园规划建设的主要目的是减少能源消耗,深化低碳生态技术在校园建设中的应用。在实际规划建设中,要遵循和谐性、节能性、舒适性、前瞻性的原则,通过科学布局提高土地利用率,合理规划建设绿色道路系统,提高水资源利用率,并做好绿色照明系统设计及能耗监测,进一步优化校园规划建设,提高各项资源的利用率,实现高校的可持续发展。

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作者简介:

吴恩百,硕士,南京机电职业技术学院助理研究员。研究方向:绿色校园。

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