基于碳排放数据的高校绿色高校建筑节能水平分析

发表时间:2021/8/5   来源:《建筑实践》2021年40卷第3月第8期   作者:徐 佳
[导读] 近年来,随着我国高等教育事业持续发展,高校数量逐步增加
        徐  佳
        杭州千城建筑设计集团股份有限公司  浙江省 杭州市  310000
        摘  要:近年来,随着我国高等教育事业持续发展,高校数量逐步增加。截至2019年6月15日,教育部公布中国大学数量总数为2956所。相对1997年的1020所,增长了约2.9倍。同时,高校的迅速扩张,使得高校能源消耗不断攀升,其能耗约占全国社会总能耗的8%。高校能耗涵盖了教学、科研、生活等方面,而其中高校建筑能耗占高校总能耗的80%以上,因此高校节能的重点在于高校建筑节能。为促进高校建筑可持续发展,从根本上降低高校建筑能耗,我国于2013年颁布了《绿色高校建筑行动方案》,为高校建筑节能工作奠定了坚实基础。
关键词:碳排放数据;高校;绿色高校建筑;节能水平;分析
        引  言
        在当前时代背景之下城镇化进程日益加快,高校建筑规模也正在逐渐加大,高校建筑工程项目所耗费的能源以及资源量也正在与日俱增。绿色高校建筑及绿色高校建筑节能设计孕育而生,这在很大程度上可以有效地减少能源消耗,缓解能源短缺,避免城市发展过程当中出现较大瓶颈,同时也可以为广大人民群众提供更加健康、安全以及舒适居住环境和活动场所,有利于实现高校建筑与自然环境和谐共处。
        1节能技术在绿色高校建筑中的应用现状
        为了尽量减少高校建筑物的初期建设投资,目前我国大部分高校建筑物的能源消耗偏高,因此,国内致力于降低高校建筑能耗的学者,把大部分的研究精力投放于将楼宇的实际情况和具体的节能技术相结合,并针对遇到的问题给出具体的改造方案。这对高校建筑进行节能改造是大势所趋,部分地区政府也会提供一定的资金补贴用于高校建筑节能改造项目。虽然国家一直倡导绿色节能施工技术的应用,但是由于存在大部分绿色节能施工技术发展并不成熟,一些技术应用即便能够保障工程质量,达到节能环保效果。但是由于应用成本高,导致无法广泛地应用在高校建筑施工中。甚至对于一些已经成熟的技术,由于高校建筑企业发展较为保守,也不愿意应用在工程的建设中。所以,在绿色节能施工技术应用中,解决其推广普及问题非常重要。
        2绿色高校建筑技术
        2.1水循环技术
        随着人口增长压力和水污染问题的进一步恶化,我国水资源短缺一直以来都是需要重视的问题。高校建筑工程施工中,需要大量的水完成施工建设,如何提高水资源的利用效率,实现水资源保护是绿色高校建筑施工技术研究的方向之一。目前在高校建筑工程中,水循环技术是比较成熟的水资源节约保护技术。其原理就是通过将水资源重复循环使用,达到节约用水和提高利用效率的目的。例如,通过建设施工场地内的水循环系统,收集雨水用于场地绿化和降尘,能够有效节约城市生活用水的消耗。
        2.2太阳能光伏技术
        太阳能在高校建筑节能改造中的应用主要通过光伏发电技术来实现,光伏发电是利用半导体PN结两端产生的电势差进而产生电压和电流,从而将太阳能转化为电能供给高校建筑物使用。目前我国的太阳能光伏发电技术在政策的指引下正在迅速的发展,技术覆盖范围也在逐步扩大。国际能源署(IEA)发布的《2020年全球光伏市场报告》显示,2019年中国光伏新增装机30.11GW,光伏累计装机量达到204.7GW,占全球光伏装机容量的32.6%。
        2.3门窗设计
        高校建筑工程项目外门窗是夏季阳光进入以及冬季冷风侵入高校建筑室内的重要通道,是高校建筑项目能耗最大的部分之一。在切实保障高校建筑通风、采光等要求之下,促使外窗洞口面积得到缩小,开窗率控制在合适的水平,同时促使外门窗保温性能得到进一步提升是减少高校建筑能耗的主要措施之一,另外,在针对门窗进行节能设计过程当中,还需要采取下列几大措施。第一,要对于窗墙比进行严格的控制。第二,要促使外窗气密性得到进一步增强,避免冬季冷空气过度渗透。比如在对于密封条进行设置的过程当中,要选择密封性能良好以及新型的材料。第三,要对于门窗保温性能进一步加以优化和改善,在对门窗进行设计的过程当中,尽量地选择塑料门窗或者是钢塑复合窗等,避免金属窗出现冷桥的问题。同时,对于门窗玻璃设计时也可以使用低辐射玻璃、三层玻璃和双层玻璃等,促使门窗热损耗问题得到有效减少。
        2.4外围护结构
        目前,在我国高校建筑工程中使用最广泛的外墙保温材料是膨胀聚苯板,其导热系数为0.039W/(m·k),常应用于薄抹灰体系,聚苯板在国内和国外的保温材料市场中占有较大比重。除聚苯板外,岩棉板也是工程中常见的保温材料,但岩棉板的使用受地域限制,在梅雨天气较频繁的南方,由于天气潮湿岩棉板会吸收水分,导致其导热系数增加从而降低其保温性能,因此岩棉板宜作为保温材料在北方地区使用。高校建筑外墙通常使用200mm厚的钢筋混凝土,其导热系数为0.18W/(m·k),通过在外墙加保温层,增加了墙厚的同时,减小了墙体整体的传热系数,从而降低室内的散热量。
        2.5室内的节能设计
        目前,要切实做好室内的节能设计,包括室内自然通风的组织与设计,室内照明节能设计、高校建筑室内声环境设计等。高校建筑设备节能在很大程度上可以促使高校建筑工程项目整体的能源消耗得到降低。选择节能电器,实现电气自动化,安装雨水收集净化系统以及楼宇智能化系统,促使生活更加舒适方便的同时减少了能源消耗。与此同时,充分利用新能源,例如空气能、太阳能以及地热能等,要求相关的工作人员结合高校建筑工程项目的环境气候以及结构特点,进行合理科学的利用。当前时代背景下,现代化高校建筑室内设计过程当中要提倡反复使用、减少使用以及循环再生使用各种资源和能源,要尽可能降低能源、资源的消耗,同时避免过多的有毒气体排放。在室内设计的过程当中要提倡科学化、人性化的设计,只有这样,才能够让室内空间环境得到改善,促使室内更适合居住,同时保障环境的优化,实现高校建筑行业可持续性发展。
        3 节能水平分析(以某高校为例)
        
        本次碳排放核算高校建筑面积246146.65m2,碳排量为4559.12tCO2e,则碳排放强度为18.52kg/m2CO2e。该碳排放强度是按照绿色高校建筑标准采取了相应的节能减排措施后的情况。通过对某高校新校区2018年全年能耗数据和碳排放水平进行统计计算,对应用绿色高校建筑技术的节能效果进行分析,得出以下结论:①本项目高校建筑全年运行碳排放主要为电力,本项目电力碳排放量占全部的93.19%,可见电力消耗是高校建筑能耗的绝对主力。而本项目电力消耗中空调和照明占85%左右。所以,绿色高校建筑和高校建筑节能领域主要应着力提升空调系统和照明系统的节能水平。②本项目采用了场地和屋顶乔灌草复合绿化,整体绿地率达到37.5%,为项目整体碳排放减少了17.00%,相当可观。因此,绿色高校建筑提倡的高绿地率,复合绿化具有重要的节能固碳作用。特别是条件适宜的夏热冬冷及更加温暖湿润地区,绿化的综合效益十分突出。③本项目2018年碳排放强度约为全国公共高校建筑平均水平的71.23%。因此,从整体看,绿色高校建筑的节能水平在全部高校建筑中处于相对领先的地位。这也说明,我国大力发展绿色高校建筑具有重大的意义。
        4结束语
        围绕当今高校建筑节能现状、节能技术在高校建筑节能中的应用以及绿色高校建筑的发展趋势进行阐述和总结,并针对绿色高校建筑中的节能技术进行详细分析,指出在保证节能的前提下,需要将实用性与美观性相结合。当前阶段,我国传统高校建筑的节能改造工作仍有许多技术问题亟待解决,相关部门和企业要正确看待问题,争取从根本解决问题,促进我国高校建筑节能事业的蓬勃发展。
        参考文献:
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[3]刘志超.岭南高校既有高校建筑改造中被动式节能设计研究[D].华南理工大学,2017.
[4]熊林.绿色高校建筑技术在夏热冬冷地区高校校园建设中的应用研究[J].工程建设与设计,2017(09):32-35.
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