談中學內老舊建筑物節能設計

程 子 煜

(湖南省常德市一中，湖南 常德 415000)

談中學內老舊建筑物節能設計

程 子 煜

(湖南省常德市一中，湖南 常德 415000)

針對目前校園老舊教室內電子設備為孤島式存在，且安裝的各種類型的照明燈具在使用過程有著較大的電力資源浪費的現象，利用目前教室內已有的攝像頭以及紅外探測設備，進行合理的開關改裝，借助學校中央控制機房監測與控制能力，對教室的電子設備進行統一管理、燈具進行合理的打開，從而在不增加其他成本的基礎上，做到節能、綠色的智能教室設計與管理。

校園，教室，節能，智能控制

1 現狀與意義

目前我國校區教學樓綠色環保設計還處在未起步或是初級階段，教學區內雖鋪設了各類控制傳輸數據線，各類教學用儀器設備安裝較多，但均為孤島式。這些教學用的儀器設備一般包括投影儀、電腦、廣播設備等；同時，一般的，一個可容納40名～45名學生的教室安裝了9座2聯裝或3聯裝日光燈燈具，控制開關為人工控制的機械式開關。

耗能情況統計：

1)投影儀在沒有教學任務時并不是切斷了電源，而是讓其處于休眠狀態，教學用電腦的主機處于關閉狀態，但其顯示器仍處于開機休眠狀態；廣播設備為休眠狀態。

2)燈具耗能情況，在光線不足時的夜間與陰天時燈具全部打開，但是由于是機械式開關，即使是在學校與老師的教育與管理下，經常人走燈不滅，并還存在1人在教室，打開全教室9座燈具，最理想的情況下也是打開由1個開關控制的3座燈具。

3)一般的公立普通中學的防暑設施普遍采用電風扇，與電燈使用情況相似，同樣存在著大量人走扇不滅的情況，一般一間普通教室安裝數為6具壁扇。

因此隨著時光流逝的每一分鐘之內，每個教室內都有著大量的能源消耗，以不起眼的教學用計算機為例，休眠狀態下的功耗為5 W左右，1天為120 W·h。

我國國內石油生產只是在20世紀60年代～80年代初短暫的20年內甩掉了貧油國的帽子，成為短暫的石油出口國，從20世紀80年代后期轉為純進口國，由于能源價格的問題，在我國國內一次性能源的生產和消費能源中，煤炭約占3/4；以2011年數據為例我國消耗量為40億t，占世界煤炭消耗量的47%；其他1/4為石油與天然氣。無論是坊間還是科學證據均指向：由于一次性化石能源的消耗，現階段的空氣中CO2是第一次工業革命期間的140%，由于CO2的增加，加劇了溫室效應的影響，由于化石燃料燃燒時產生的各類細小顆粒，加劇了PM2.5的溶度，影響到了整個社會的正常生產、生活秩序，基于此，在不增加其他成本的前提下，綠色環保的校園設計與創新具有重要的現實意義。

2 設計思想

1)以教室內紅外探頭與攝像頭為數據采集來源進行燈座打開方式，同時保留原有機械式開關。教室內加裝一個帶光線感應器的能自動動作的開關，對教室內的燈具進行管理，思想為：如果有人進教室，在光線不足的前提下，打開一具燈座，提供照明；原理：紅外探頭與攝像頭數據傳至中央控制機房進行認別，在1人～9人的時候，只能開啟一具燈座；隨人數據的增加，相繼打開，如果進入教室的人離開，則相繼自動關閉燈座。如果是分散坐在教室內的各個位置上，人數達到一定數量，由認別信息進行相應區域內的燈具自動打開。

保留原有機械開關的目的主要是考慮到任課教師根據教學任務進行相應的燈具開啟或關閉，具有最高優先權，進行機械開關的開啟與關閉時，需要教師進行相應身份確認。

2)教室內的各類孤島數字設備狀態信息均上傳至中央控制機房，由中央控制機房進行相應的管理。不在教學時間內，所有數字設備均切斷供電電源，只保留紅外探頭與攝像頭供電，保證其他設備不再消耗電力資源。

3)教室內電風扇控制。主要為中央控制機房按天氣氣溫進行控制。具體來說為：天氣氣溫達到35 ℃后，打開風扇控制開關線路，學生與任課教師根據實際情況合理進行風扇開啟與關閉；在午休與夜間風扇控制開關線路則進行關閉，保證不會出現人走扇不滅的情況發生，同時考慮到周末進行的社團活動占用教室情況，則按攝像頭與紅外傳感器的數據進行相應區域內的開關線路打開與關閉。

3 節約能源測算

以1間教室內9座燈具，27根燈管為例，每天節約1 h開燈時間，燈具與風扇節能估算表見表1。

表1 燈具與風扇節能估算表

以1間教學用教室電子設備功耗節約為例，每天節約12 h時間，教學用儀器節能估算表見表2。

表2 教學用儀器節能估算表

由此，1間教室每天的節能量為1 752 W，即1.7度電；以一所高中校園為例，基本有40間以上的教學教室，輔以物理、化學、生物實驗室以及美術、音樂、繪畫、體育、英語聽力、形體舞蹈、圖書館等公共教學區間，一所高中校園一般存在著300間以上各類教學、學生生活用房，按以上思想一所高中校園每天節約電量為525度左右。一個月則可以節約用電量為15 768度電。按已有資料表明1 t標準煤發電量為3 333 kWh(度)，那么一所普通的高級中學只是將一個月內不經意浪費掉的用電量節約起來，可以少燒4.6 t煤，真正的做到節能、環保兩條腿走路。

4 結語

目前各類公立與私立中學教學區內的電器使用量日益劇增，減少不必要的電能損耗，勢在必行，在教師的督促與學生自覺的基礎上，引進智能管理系統不失為有益的補充。通過估算可以得到以下結論：

1)通過教室內的攝像頭與紅外傳感器捕捉到的信息，經中央控制機房處理進行合理控制教室內的用電設備的開啟與斷開是可行的。

2)從設計理念上只需要增加控制程序與系統功能實現工作，借用現有的數據線路，增加成本較小。

3)在中學階段進行此類工作，除了產生直接的綠色環保效益，更重要的是將綠色環保理念在日常管理中進行，間接的達到教育功能，且深入人心。

[1] 吳方清.城市小區構建生態綠色環保方案分析[J].山西建筑，2015,41(1)：14-15.

[2] 白宜誠,楊學順,肖建平,等.單總線技術在地電場多電極數據采集系統中的應用[J].中南大學學報(自然科學版),2004,35(3):458-462.

[3] 羅維斌,白宜誠,崔燕麗.在系統可編程技術在電法發送機設計中的應用[J].中南大學學報，2005,36(1)：119-122.

Discussion on energy-saving design of old building in the school

Cheng Ziyu

(HunanChangdeMiddleSchoolNo.1,Changde415000,China)

In light of isolated island style of current campus classroom electricity equipment and lighting equipment power waste phenomena, the paper uses existing camera and infrared detector and transforms the switch, carries out united management and rationally lighting facilities utilization for the classroom electricity equipment with the help of central control machine room monitoring and control abilities, so as to realize energy-saving and green intelligent classroom design and management without increasing other cost.

campus, classroom, energy-saving, intelligent control

2015-04-06

程子煜，女，426班學生

1009-6825(2015)17-0210-02

TU201.5

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