绿色校园

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长沙某大学校园建筑能耗实测与绿色校园建设分析

湖南大学土木工程学院周慧李念平倪吉胡丽君魏小清摘要：大学校园建筑普遍存在功能多样、系统复杂、能耗大的特点。美国与欧洲有关绿色校园及生态校园的成功经验表明，绿色校园建筑不仅能保证学生及教师健康、高效的学习工作，还能有效的降低能耗费用及运行成本，整体建筑成本也大大下降，本文通过对长沙市某大学校园建筑的能耗情况进行调查实测，进一步分析其进行绿色校园建设的必要性和可行性。

关键词：绿色校园实测调查绿色特征

1 引言

近年来，随着我国高校教育制度的改革，大学校园的建设进入了一个高峰期，校园建筑从1978年的330万㎡发展到2001年的近2.6亿㎡[1]。鉴于其特定的功能，校园建筑不仅人员密集，能源消耗大，且在建设环境、建筑策划、使用管理诸方面也有其独特的需求和特色。欧美有关绿色校园及生态校园建设的成功经验表明，要想实现校园建设的可持续发展，必须考虑应用新技术、新工艺、新材料，以实现节能、节水、节材、节地及资源综合利用的目标，促进资源的高效利用和循环利用。

然而我国在校园建筑能耗方面的研究还没有全面展开，且研究水平地域差别大。因此，我国各地区进行关于校园建筑能

耗状况以及节能潜力的研究是十分必要的。本文通过对具有冬冷夏热气候特征的长沙市一所大学校园建筑的建筑特征、能耗结构及各终端能耗进行现场调查及测试，分析总结了长沙高校校园建筑的能耗特征及存在的问题，提出绿色节能改造的建议，在此基础上，进一步分析阐明建设节能、环保、生态的绿色校园的必要性与可行性。

2 能耗实测数据分析

为了获取准确、详实的校园能源使用情况，2007年10月－12月，笔者对长沙市某大学进行现场实测和能耗调查，获得相关建筑特征、各终端能耗及2006年度各项能源逐月消耗情况等基础资料。

2.1 学校概况

图1 校园景观鸟瞰图[2]

该校位于长沙市岳麓山山麓，校内各功能区规划布置紧凑合理，见图1。此次选取校内12幢具代表性建筑对其进行调查研究，总面积为169536㎡，竣工时间集中在1980至2003

年间，其中建筑的围护结构以钢筋混凝土为主，其比例达到66％，此外约有34％的建筑为砖混结构，4％得为其他结构。

2.2 当地气候条件

长沙市属亚热带季风性湿润气候, 季节变化明显，冬寒夏热，四季分明。年平均气温16.8～17.2℃，最热月平均温度29.3 ℃,夏季极端温度高达42.7 ℃。最冷月平均温度为4.6 ℃,冬季极端温度达- 11.3 ℃。夏季日平均气温在30℃

以上约有85天，气温高35℃的炎热日，约有30天。全年相对湿度维持在70 %～80 %之间[3]，属于典型的夏热冬冷地区。长沙市历年平均温度及相对湿度见表1。

表1 长沙市历年月平均温度及相对湿度[4]

月份 1月 2月 3月 4

月 5月 6月 7月 8

月 9月 10月 11月 12月平均温度

（℃） 3.3 3.6 11.2 20.

8 22.9 27.5 30.4 27.3 24.8 18.4 15.4 6.9

相对湿度

（%） 84 82 84 82 82 84 78 80 82 82 80 79

2.3 学校用能情况

2.3.1 能耗概况

该校能源供给方式为电力及管道天然气。为便于统一比较计算，将各类能源的一次能源热量值换算成统一能量单位GJ。一次能源热量换算值为：电能(3.6×10－3GJ/kWh) [5]，管道天然气(46.047×10－3GJ/m3) [6]。图2为逐月能耗变化图，可以看出，电力能耗高峰冬季集中在1月份，而夏季集中在9月份；供冷、供暖季节的能耗高于过渡季节，夏季能耗高于冬季。夏季能耗高峰时间段与气象最热时间段有所出

入，主要原因在于7、8月为暑假，学生大部分离校，用电量减少。而天然气主要为该校新建食堂使用，除2、9月停业修整期，其它各月用量较为平均。

图2 学校逐月能耗变化图

2.3.2 终端电耗分布

显然，电力消耗在该校总能耗中所占比重最大。据调查发现，该校的电力消耗设备主要为空调器、照明、计算机、饮水机、电风扇、电采暖器、实验设备、电梯、生活水泵等。在全年电能的消耗中，各种能耗的比例见图3，。其中将计算机、饮水机、电采暖器及电风扇的能耗计入办公能耗中，电梯和生活水泵的能耗算作其他能耗。从图3中我们发现，空调能耗占电能消耗的绝大多数达65.5％，照明、办公及其他能耗依次降低，分别为14.8%、14.4%和5％。

图3 电能消耗比例图

2.3.2 空调设备情况

显然，空调消耗在总的电力消耗中所占比重最大。据调查发现，该校基本采用分体式壁挂以及柜式空调机，无集中式空调系统，其空调设备统计情况见表2。其中，空调器的使用主要集中在由行政办公、图书馆、会议厅以及培训中心等组成的公共活动区。

表2 空调设备统计表

空调类型台数容量（KW）年实际

耗能量（KW/年）

1 216 238.14 257191.2

2 87 127.89 138121.2

3 49 108.045 116688.6

4 1

5 55.125 59535

2.4 能源使用的现存问题

2.4.1 电力与水的能耗指标过高

该校2006年度单位面积电耗、水耗情况见表3。2006年度长沙市大型科研教育类建筑抽样能耗调查情况显示，该类建筑单位面积电耗、水耗分别为13～269kWh/m2.a、5.9

m3/m2.a[7]。可见，该校单位面积电耗及水耗均处于较高水平，其中单位面积水耗指标为同类建筑水耗指标的3倍多，节能潜力巨大。

表3 2006年度单位面积电耗、水耗情况

建筑面积(m2) 2006年电耗（MWh） 2006年水耗（m3）单位面积电耗（kWh/m2.a）单位面积水耗（m3/m2.a）

169536 33520 3323296 197.7 19.6

2.4.2 日常基本运行能耗量大

虽然因春节假期，校内的行政办公与教学工作基本停止，故该校2月的电力与水的消耗量均为全年最低值，分别为：2560MWh与218968 m3，可以看出，学校用于维持日常基本运行（路灯、景观射灯、清洁冲洗用水等）能源消耗不容小