高等學校教學樓節能精細化管理的實踐研究

孫忠博 蒙 程 王 楓

北京化工大學（北京 100000）

0 背景

隨著我國政府對高等教育重視程度的加強和投資力度的加大，高等學校的數量和規模迅速擴張，高等學校的教學建筑也隨之增加。1978—2014年我國高校數量和在校總人數的數量變遷圖如圖1所示。由圖1可知，高校數量和在校生人數自21世紀以來迅速擴張。高校學生人數和建筑物數量的增加，使高校對能源的需求逐漸增大，特別是電能和水資源的需求[1-2]。參考清華大學建筑節能研究中心發布的《中國建筑節能年度發展研究報告2018》，我國在校大學生數量約占全國人口的3%，但高校能耗在社會總能耗中的占比高達8%。其中，高校人均用電量是全國人均水平的4倍，人均用水是全國人均水耗的2倍[3]。

圖1 1978—2014年我國高校數量和在校生數量變遷圖

在國家倡導建設“綠色學校”的背景下，深入踐行綠色發展理念，貫徹生態文明教育工作長效機制，積極開展“綠色學校”創建活動尤為必要。教學樓是高校重要的基礎建筑，每天要滿足學校成千上萬名師生上課、自習的需求，對水、電等能源的消耗巨大。但是，作為高校主要教學場所的教學樓多為粗放型管理，陳舊的供電系統，能耗大的電器及部分師生缺乏相應的節能環保意識、使用不當等因素都造成了電能和水資源等能源的浪費。文章以北京化工大學昌平校區為例，通過實地調研，擬對校區節能精細化管理展開分析與探討，以實現資源的合理化管理和分配。

1 我國高校教學樓節能管理現狀

高校內教學樓作為校園內最主要的公共場所，使用人數多、使用時間長，是耗電“大戶”。目前，多數高校教學樓的用電采取粗放式管理，管理方式可概括為以下兩種。

（1）供電時間管理。教學樓內全天送電，用電時間由學生選擇；或定時送電，安裝定時器，早晚自動開啟和關閉，平時由學生控制，中間時間段處于管理空白期。

（2）專人管理。由物業或相關管理人員分層或分片區送電[4]。

北京化工大學昌平校區采用定時送電的方式，在教室加裝定時器，按教學樓運行時間自動開啟和關閉，平時由學生自主管理。這種加裝定時器的供電方式雖然能達到一定的節能效果，但是由于大部分時間由學生自主管理，自習的學生散坐在各個教室，在一定程度上造成了能源的浪費，為此文章對北京化工大學昌平校區教室實施精細化的節能管控，以期為節約能源提供參考意見。

2 北京化工大學昌平校區節能精細化管理實踐

第一教學樓作為昌平校區近20 000名師生日常教學的主要場所，雖會耗費大量能源，但也是校區最具節能潛力的建筑單體。文章利用學校小學期的開設，選取了12間容納人數相同的教室開展節能管控實驗。在為期兩周的小學期中，第一周未采用節能管制，統計各教室的日常用電量。第二周采取節能管制措施，每天早上上課前15 min打開教室的空調和照明燈，最后一節課結束后關閉空調和照明燈，無課期間教室空調處于關閉狀態且學生無法自行打開，照明燈可由學生自主打開。兩周內，每天使用的教室數量如表1所示，實施節能管控前后的教學樓節能分析如表2所示。由表1、表2可知，實行節能措施后，節能效果明顯，平均每間教室每周節約電能77.5 kW·h，節電率達17%。

表1 小學期每周教室使用數量 （單位：間）

由表2數據可知，人為的節能精細化管理達到了顯著的節電效果。若整棟第一教學樓130間教室，均能根據實際使用情況采取相應的節能措施，每年節約的能源將非常可觀。

表2 教學樓節能分析

3 高等學校教學樓節能精細化管理的對策

3.1 加強節能宣傳的力度，提高師生節能環保意識

創建綠色校園，要從思想上養成節約意識。高校應加大節能宣傳的力度，通過通知板、電子大屏幕、背噴、橫幅等多種方式在教室、食堂和宿舍等多區域進行節能宣傳，普及節能知識，或通過聯合學生組織、社團組織相關活動，多渠道多角度倡導學生養成隨手關燈、關水的良好習慣。除此之外，還可開設節能相關課程，開展節能培訓，引導學生參與節能減排社會實踐，招募學生志愿者開展節能科學研究等，都能發揮高校自身優勢，進一步強化學生的節能意識。教職員工和學生則應強化主人翁意識，以校為家，為建設節約型校園貢獻力量。

3.2 實行精細化節能措施，提升高校節能管理水平

節能不僅要靠增強校內師生自我節能意識，還需在管理上下功夫，通過科學管理有效推進節能工作。

（1）制定相關制度助推節能工作。將節能目標細化到各學院系部，根據實際情況定額管理校區各樓宇的水電用量。建立完善的能源管理制度，可以有效地提高高校做好節能環保、建設“綠色校園”的能力[5]。

（2）根據不同時段師生在校人數，對電能、水資源等需求特別大的樓棟開展不同的規劃管理。

（3）利用好能源監管平臺。高校的節能部門應加大監控力度，記錄能耗數據，將能耗統計結果作為學校制定下一步節能措施的重要依據，減少高校調研能源消耗的成本，對學校節能管理提出合理化的建議和措施，有針對地開展節能改造工作。

3.3 結合相關技術，促進教學樓水電的有效利用

節能工作離不開物質基礎和技術手段支持。

（1）在照明方面，可以將老舊的照明燈換為環保節能的LED燈，提高照明效果，減少能耗；在教學樓內建立智能照明系統，系統可以根據建筑內師生人數自動調節燈光的亮度和LED燈數，實現能源的有效利用。

（2）建立教室自習座位預定系統，統一將學生安排在指定的教室自習，減少學生自習時的分散程度，降低教學樓的人均耗能水平。

（3）推廣節水節電保溫新技術，大力推行節能產品和節能技術在學校管理、服務、運行各環節中的使用[6-9]。

3.4 依托物聯網與智慧校園系統，推進節能工作智能化

隨著物聯網技術在各個領域的廣泛應用，眾多高校開始運用物聯網技術打造智慧校園，這也是推進節能工作智能化的新契機。未來可依托智慧校園平臺，結合人臉識別技術，實時統計教學樓內的人數，再依據課表，按照一定的自習座位與自習人數比例合理開放自習教室，合理使用教室，以達到精細化節能管理的目的。采用計算機與傳感器技術相結合的能源監控系統，實時監控教室內溫度、CO2濃度、光照強度等環境信息，設置合理閾值，由系統根據室內環境信息自動開關空調，打開送風系統及照明開關[10]。

4 結束語

近年來，深入貫徹落實習近平總書記生態文明思想和黨的十九大精神，構建節約型社會已成為全社會的共識，而高校是培養人才的象牙塔，廣大青年人是推動社會進步的生力軍，應發揮先鋒模范的作用，在節能思想、節能行為上做出表率。廣大師生要養成節約能源的習慣，杜絕資源浪費，同時學校應加強節能管理，深化節能職責確定，建立合理的節能管理獎罰機制并嚴格執行，應用先進節能技術，依托智慧校園建設積極開展校園能源環境監測，為社會的可持續發展貢獻高校力量。