綠色建筑與綠色校園建設(shè)

文 徐小偉

大家身在北京，對北京的環(huán)境，尤其是對北京的空氣有非常密切的關(guān)注。2011年，我國已經(jīng)超越美國，成為世界上碳排放第一位的國家。當(dāng)時大家對這個排名并不太在意，但從2013年大家對北京的霧霾天有了深刻的印象后，開始意識到碳排放已經(jīng)不是一件簡單的事情，它會帶來一系列的環(huán)境問題，跟我們每個人的生活息息相關(guān)。如何從大的形勢下看碳排放的要求，無論是從北京地區(qū)層面，還是從教育這條戰(zhàn)線，或是從市場看，大家都會認(rèn)為在節(jié)能減排教育方面可以做很多工作。校園，能夠成為社會可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)示范的一個場所；學(xué)生，也越來越關(guān)注環(huán)保問題；建筑企業(yè)，可以成為節(jié)能減排的排頭兵。因此，我們需要探索綠色建筑與綠色校園的建設(shè)。

一、綠色校園的背景

在中小學(xué)開展綠色校園的建設(shè)，一方面是硬件的建設(shè)，另一方面是對中小學(xué)生節(jié)能環(huán)保意識的養(yǎng)成教育。所以建設(shè)綠色學(xué)校，既符合國家和北京市的低碳、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也是構(gòu)成校園生態(tài)文明的重要內(nèi)容。目前，全國大概有37.5萬所中小學(xué)校，校舍在200萬棟以上，在校學(xué)生人數(shù)超過1.55億。如此眾多的學(xué)校數(shù)量和學(xué)生人數(shù)，決定了在學(xué)校開展節(jié)能減排包括綠色學(xué)校建設(shè)工作，會帶來非常廣泛的影響。如果把學(xué)生看成一個核心圈的話，他可能會與同學(xué)、家庭、社區(qū)發(fā)生聯(lián)系，這樣就會以學(xué)校為核心，形成非常大的社會影響力。

從原來的節(jié)約型校園到綠色校園是一個跨越和發(fā)展。綠色校園建設(shè)就是在其全壽命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源，以保護(hù)環(huán)境和減少污染，為師生提供健康高效的生活環(huán)境，對學(xué)生具有環(huán)境教育的功能。所以從這個定義來看，綠色校園的建設(shè)分為幾個部分：一是具體的管理，包括能源的管理，以及相關(guān)的組織和相應(yīng)的制度。二是綠色校園技術(shù)，有相應(yīng)的規(guī)劃、建設(shè)和運營的基礎(chǔ)。三是綠色校園需要承載一定的教育功能，包括教學(xué)的宣傳以及社團(tuán)活動等。只有包含了管理、技術(shù)和教育三方面內(nèi)容，才能稱之為完整的綠色校園建設(shè)。

二、國內(nèi)外綠色校園發(fā)展現(xiàn)狀

早在1972年的斯德哥爾摩人類環(huán)境會議上就提出了綠色校園的概念。1994年，聯(lián)合國教科文組織正式提出可持續(xù)性的教育，主要是希望通過對青少年和全體社會成員進(jìn)行環(huán)境教育、人口教育和可持續(xù)發(fā)展教育，促進(jìn)整個環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展。1997年，有30余所著名高校加入，284位美國大學(xué)校長加盟并發(fā)表聯(lián)合聲明，要把大學(xué)校園建成一個碳綜合園區(qū)。北京也有200多所學(xué)校參加了這個項目實驗的一些活動。

歐洲進(jìn)行生態(tài)學(xué)校建設(shè)，更加注重把一些環(huán)保理念與學(xué)校的管理和教育相融合，希望培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境素養(yǎng)。美國綠色建筑協(xié)會有一個綠色評估體系，重點是推廣綠色建筑，以硬件為主。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息化技術(shù)的發(fā)展，安裝感應(yīng)傳感器對整個建筑進(jìn)行實時檢測成為一種新趨勢。在國外，有專門針對綠色校園后期運營維護(hù)的節(jié)能方案，有與運營成本相對應(yīng)的白皮書和指導(dǎo)手冊，對整個學(xué)校如何實現(xiàn)綠色和節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行全程管理，對綠色采購、節(jié)能措施、零排放等都有非常明確的指導(dǎo)。美國綠色校園的認(rèn)證包含能源、大氣環(huán)境、材料和資源等項目，根據(jù)不同的得分情況分為認(rèn)證級、銀級和金級，形成了體系化。

美國的一所知名學(xué)校，是非常典型的綠色校園，校園分為教學(xué)區(qū)、活動區(qū)、操場、服務(wù)設(shè)施等幾個區(qū)域，學(xué)校針對不同的區(qū)域采取不同的節(jié)能和環(huán)保措施。比如室內(nèi)環(huán)境對孩子的成長非常重要，所以就要提高室內(nèi)空氣的流動性，盡量采用自然通風(fēng)。學(xué)校的傳媒中心可以連接各個教室的功能區(qū)，整個區(qū)域全部選配無毒材料，有利于學(xué)生的身體健康。教室的照明、自然通風(fēng)情況和建筑的高度，都是非常有利于學(xué)生進(jìn)行活動和學(xué)習(xí)的。圖書館采用輕裝修風(fēng)格，自然采光，大玻璃窗的設(shè)計讓人覺得非常舒服和親近自然。公共空間的設(shè)計，入口處有綠色帶，可以隔離道路上的噪聲。室外花園多采用透水地面，盡量選用本地物種，提高物種的存活率，降低維護(hù)成本。

近些年，我國綠色校園建設(shè)發(fā)展很快。最早我們叫“節(jié)約型校園”，更多地講能源的節(jié)約和房屋修繕這些內(nèi)容。隨著大家對綠色校園認(rèn)識的不斷加深，就開始從節(jié)約型校園建設(shè)向綠色校園轉(zhuǎn)變。綠色校園承載的范圍和內(nèi)涵都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于節(jié)約型校園，另外綠色校園和綠色城市的理念相吻合，是未來校園建設(shè)的大趨勢。節(jié)約型校園是以資源節(jié)約為主，綠色校園強(qiáng)調(diào)的是人的感受，就是師生的感受，主要目的是節(jié)約資源，但首先是要提供健康舒適的環(huán)境，在這個基礎(chǔ)上最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。

我國在2013年4月1日頒布了綠色校園的評價標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)跟國外的綠色校園評價標(biāo)準(zhǔn)有些相似，包括環(huán)境與可持續(xù)場地、節(jié)能水資源、材料等，里面還加入了教育推廣，這是跟其他綠色建筑建設(shè)不同的地方。因為學(xué)校建筑與賓館等場所有所不同，校園的規(guī)劃和建設(shè)應(yīng)盡量采用被動式設(shè)計，就是自然通風(fēng)、自然采光，而不是通過購買高檔的設(shè)備來實現(xiàn)。這也符合校園建筑的特點，符合目前我國的整體發(fā)展水平，也有利于學(xué)生的身心健康。

總體來說，我們的學(xué)校還處于節(jié)約型校園建設(shè)階段，并開始向綠色校園方向發(fā)展。整個學(xué)校建設(shè)應(yīng)該系統(tǒng)推進(jìn)，而不僅是發(fā)展硬件，還要有相應(yīng)的管理，需要更多的教師、學(xué)生共同參與，才能形成綠色校園的整體推進(jìn)機(jī)制。另外，綠色校園的建設(shè)既包含政策管理，也包含技術(shù)和市場資金的運作，需要三者聯(lián)動。

三、綠色校園包含的內(nèi)容

我們?nèi)绾魏侠淼剡x擇相應(yīng)的技術(shù)建設(shè)綠色校園呢？校園的建筑類型相對來說更加多樣和復(fù)雜，包括普通教室、實驗室、專業(yè)教室、辦公室、圖書館、體育館、宿舍、食堂等。但是這些建筑不會追求復(fù)雜的風(fēng)格、奢華的裝修。因此，整個校園建筑的運營特點就非常明顯，不同類型的建筑，它的功能和要求完全不同。對一般建筑來說，可能更多關(guān)注制冷、采暖，對學(xué)校來說可能更關(guān)注春秋季的運營，可能還會關(guān)注一些冬季和夏季的運營。綠色校園的技術(shù)體系總體來講叫“三環(huán)布局”和“兩軸定位”，“三環(huán)”即屬性環(huán)、技術(shù)環(huán)和周期環(huán)，“兩軸”更多的是講綠色校園除了承載技術(shù)以外，還承載文化教育平臺，保證目標(biāo)不偏離實際的效果。

“屬性環(huán)”就是指校園的屬性。校園的建筑特點、使用特點決定了我們具體選擇什么樣的技術(shù)，同時，我們提倡選擇適合本土的低投入技術(shù)。有些設(shè)計要考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源條件和限制條件，比如說太陽能，北京地區(qū)屬于太陽能較豐富的地區(qū)，其他地區(qū)未必適用。再比如場地，周邊是否有污染、噪聲，都與校園的設(shè)計和后期運營有關(guān)系。綠色校園還是一個管理的理念，一個文化教育的理念，綠色校園的學(xué)生如果不能養(yǎng)成綠色生活習(xí)慣和綠色價值觀的話，那么從某種意義上說綠色校園建設(shè)工作是失敗的，因為建一座大樓并不是教育的根本目的，我們是希望培養(yǎng)高素質(zhì)的人才。

“技術(shù)環(huán)”是關(guān)于技術(shù)的選擇，在難度上技術(shù)分高、中、低，從實現(xiàn)途徑上分軟性技術(shù)和硬性技術(shù)，從經(jīng)濟(jì)效益上存在高投入低產(chǎn)出，或者是低投入高產(chǎn)出。以居住建筑為例，大家可以看到現(xiàn)在有很多技術(shù)得到應(yīng)用，在眾多技術(shù)中，設(shè)計技術(shù)是主要的，它決定樓建成什么樣，其他技術(shù)如立體停車、地下空間的利用等，這些是跟節(jié)約土地資源相關(guān)的技術(shù)，我們可以把它分為低成本的技術(shù)、適宜的技術(shù)和高投入的技術(shù)，有著不同效益的產(chǎn)出。我們需要根據(jù)校園建設(shè)的具體情況及一些技術(shù)的要求選擇合理的措施，比如節(jié)水措施有雨水的收集灌溉、節(jié)水型器具、室外人工濕地等，能源供應(yīng)方面有自然采光、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)外保溫、空調(diào)等，整個技術(shù)都需要通過改善設(shè)備來實現(xiàn)，有的需要較大的投入。

“周期環(huán)”就是整個建筑全生命周期的考慮。現(xiàn)在由于一些信息技術(shù)和IT技術(shù)的出現(xiàn)，我們可以通過時時監(jiān)控方便地了解到整個項目的運行情況。在修繕改造方面，原來我們只關(guān)注具體的一些改善，現(xiàn)在按照我們對綠色校園的理解，可能會分為節(jié)能改造、節(jié)水措施、室內(nèi)環(huán)境等方面的內(nèi)容。

綠色校園的具體實施，要先做基礎(chǔ)評估，首先是通過基礎(chǔ)調(diào)研來獲取信息，其次是進(jìn)行整理分析，找出具體工作方向。每年每所學(xué)校都有相應(yīng)的工作指標(biāo)，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、計量改造等，改造完成后還要對效果進(jìn)行評估。在改造前要針對存在的一些問題來選擇不同的技術(shù)路線和具體實施路徑。針對圍護(hù)結(jié)構(gòu)這方面，可能有外墻反射涂料的選擇、保溫砂漿的粉刷等，其他的還有室內(nèi)照明燈具的更換、節(jié)水方式的選擇等，通過這些措施使整個校園的能源、水資源和教育環(huán)境都有了改善和提高，總體上達(dá)到國家綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

目前隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣，我們可以建設(shè)校園監(jiān)管平臺，時時對校園的信息和動態(tài)進(jìn)行監(jiān)管。目前比較成熟的監(jiān)管平臺包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(通過電表、水表、熱量表等對整個樓宇項目的各種信息進(jìn)行采集)，數(shù)據(jù)終端(通過無線或有線方式，把數(shù)據(jù)上傳到統(tǒng)一的中心進(jìn)行分析和處理)。這個平臺能夠收集國內(nèi)所有不同層級學(xué)校建筑的信息，形成學(xué)校建筑能效地圖，從而可以看到不同省市能耗的水平和指標(biāo)。對于一個地區(qū)，可以按照區(qū)域的劃分和切割來進(jìn)行時時檢測和公布，通過三維方式展現(xiàn)總體能耗趨勢，對這個區(qū)域內(nèi)不同的學(xué)校給出用能指標(biāo)的排序，幫助有關(guān)部門制定相應(yīng)的政策和制度。現(xiàn)在很多學(xué)校的用能是按照每年預(yù)算的總量來劃撥的，而不是根據(jù)實際發(fā)生情況進(jìn)行有效分配。通過這個平臺可以實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)控，把不同的學(xué)校、不同的建筑情況進(jìn)行排序和比較，找出一個標(biāo)桿建筑和一些高能耗的建筑，幫助運營管理人員找出造成這種情況的原因。比如在夜間看到有一些能耗數(shù)據(jù)，說明在這期間有的設(shè)備沒有及時關(guān)閉造成浪費。另外還可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行節(jié)能改造的評估。

四、綠色校園建設(shè)實踐

如何從前期規(guī)劃設(shè)計到后期建造運營，全程推進(jìn)綠色校園建設(shè)工作呢？例如深圳南山麗湖學(xué)校，用地3萬平方米左右，建筑面積1.7萬平方米，包含教室、教工宿舍和其他一些建筑，整體風(fēng)格的選擇，跟其他校園相比還是有些特點的。校園選用書院方式，整個格局分為“兩軸”“三院”：一個軸是入口軸線，另一個是中心景觀軸；分為三個組團(tuán)，即教學(xué)組團(tuán)、實驗組團(tuán)和辦公生活組團(tuán)。在每個組團(tuán)之內(nèi)，按院落式打造，風(fēng)格跟中國傳統(tǒng)園林有點像。

節(jié)能環(huán)保技術(shù)跟校園是如何結(jié)合的呢？首先看正南正北的布局，可以爭取最好的采光。學(xué)校用地并不是非常規(guī)整，如果按照傳統(tǒng)布局方式，無法保證每座建筑都排列規(guī)整和南北朝向，所以采用組團(tuán)式的布局。另外，非常重視聲環(huán)境的影響。學(xué)校周邊有一條主干道，因此在布局時把衛(wèi)生間、樓梯間等對于噪聲要求沒有那么高的輔助設(shè)施放在道路兩側(cè)，把教學(xué)組團(tuán)放在離道路最遠(yuǎn)的地方，這樣校園內(nèi)部噪聲相對較低，保證了整個教學(xué)環(huán)境的質(zhì)量。

食堂放在下風(fēng)口，這是分析了整個風(fēng)向后的考慮，因為食堂會有比較多的味道或者是污染物產(chǎn)生。學(xué)校室外通風(fēng)環(huán)境也需要提前進(jìn)行模擬和分析，包括整個校園夏季、冬季的主導(dǎo)風(fēng)，以合理布置教室。整個建筑設(shè)置了大量的架空空間，一方面有利于氣流的通過，保證整個校園的空氣是清新和流動的，另一方面底層架空既避免了潮濕，又?jǐn)U大了師生活動空間。

學(xué)校對自然采光的要求非常高，所以在建筑設(shè)計時，會對自然采光進(jìn)行分析，通過設(shè)計比較大的窗戶保證整間教室有比較好的自然采光，即便是陰天也不用開燈。同時采用半透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和玻璃磚，使光線更加柔和。整個窗戶采用了中空LOW-E玻璃，透射率比較高，又有比較好的隔熱性能。整間教室還采用了一些屋頂自然采光的做法。

學(xué)校還盡可能地利用一些邊角地帶做趣味空間和綠地，如校園菜地分為大小不同的地塊，供各個班級進(jìn)行種植和其他課間活動。

節(jié)能方面，這個項目采用了200 mm的加氣混凝土砌塊，外面是220 mm的水泥砂漿，傳熱性能系數(shù)在1.0以內(nèi)。屋頂采用了30 mm的擠塑泡沫板。體育場通過空調(diào)的立體化設(shè)計形成了對整個建筑的遮陽。室內(nèi)照明主要是采用T5型直管熒光燈，室外照明系統(tǒng)根據(jù)不同區(qū)域有相應(yīng)的照明控制策略。走廊部分，因為人員走動比較頻繁，采用開關(guān)照明，其他室外照明更多是采用智能照明控制系統(tǒng)，如樓梯間采用自熄式開關(guān)控制。針對冬天室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量較差的情況設(shè)計了新風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度達(dá)到一定值的時候，新風(fēng)系統(tǒng)就會啟動。新風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合了制冷和采暖功能，在夏天可以起到降溫的作用，帶來清新的室內(nèi)環(huán)境，冬季的送風(fēng)溫度在18℃左右，主要是改善教室的空氣質(zhì)量。另外，夏天新風(fēng)系統(tǒng)還具備一定能量回收的作用，采用全熱回收的機(jī)組，新風(fēng)進(jìn)來和出去的地方有一個熱交換，能夠?qū)ε懦龅哪芰亢蜔崃窟M(jìn)行回收，有效率達(dá)到60%以上。太陽能設(shè)施的使用上，太陽光不充足時，一般會設(shè)置電加熱，或者其他輔助加熱系統(tǒng)。這個項目采用了空氣源熱泵的方式來輔助加熱，效率比常規(guī)的電加熱效率提高100%以上。項目50%的熱水都可以用太陽能來提供，整體用了大概24塊平板型集熱器，一個儲熱水箱，一個恒溫水箱。

學(xué)校有一些停車場和小花園，主要是通過透水磚來增加雨水的自然滲透。院落基本上能夠做到對屋頂?shù)挠晁推渌乇硭M(jìn)行收集，通過雨水調(diào)節(jié)池和相應(yīng)的設(shè)備處理后，就可以進(jìn)入清水池，用于綠化和道路的澆灑。要根據(jù)雨量選擇合理的容量，進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計。這個項目也采用了中水系統(tǒng)，對廢水進(jìn)行相應(yīng)處理，最后跟人工濕地結(jié)合起來。人工濕地下面有一個蓄水池，因為土壤和濕地本身有過濾和凈化作用，通過自然的方式進(jìn)行過濾可以減少設(shè)備的投入。中水可以用來沖洗廁所。收集的雨水相對來說污染程度沒有那么高，通過簡單處理后，可以沖洗道路。

我們對整個項目的運能情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析。這個項目主要用電是照明、空調(diào)和動力，算下來每平方米在1.5度電左右，這是非常低的。同時有效地改善了校園環(huán)境，提高了整個校園建筑的品質(zhì)，產(chǎn)生了巨大的育人效應(yīng)。這所學(xué)校是該區(qū)非重點學(xué)校，但建成之后，由于校園的設(shè)計和建造理念非常突出，提高了學(xué)校整體的水平，成為南山區(qū)的熱門學(xué)校。

五、結(jié)束語

我們一直在提倡的綠色校園建設(shè)，不僅僅是某些硬件的建設(shè)，綠色教室的建設(shè)，我們更希望通過綠色校園的建設(shè)，傳達(dá)一種觀念，宣傳一種理念。什么樣的思維決定什么樣的行動，有了綠色觀念，才可能真正引導(dǎo)學(xué)校朝著綠色校園的方向發(fā)展，把校園建成宣傳綠色概念的場所。