摘 要:從“雙碳”理念的提出可以看出國家對于生態文明建設的決心,其也為綠色低碳生活的發展指明了方向。在這一背景下探討高校綠色校園的規劃建設,具有重要的社會價值、生態價值。研究“雙碳”與建筑的關系,分析高校綠色校園規劃建設的影響因素及基本原則,并提出具體的綠色校園規劃建設策略,為高校的可持續發展提供良好的基礎條件。
關鍵詞:“雙碳”;高校;綠色校園;規劃建設
基金項目:本文系南京機電職業技術學院重點項目“碳達峰碳中和背景下高等學校綠色校園建設對策研究——以南京機電職業技術學院為例”(KY202102)研究成果。
一、“雙碳”與建筑的關系
“雙碳”,即碳達峰與碳中和的簡稱。碳達峰是指在某一時點,二氧化碳排放量不再增長,各項數值達到頂峰,之后逐步回落;碳中和是指人為排放源與通過植樹造林、碳捕集與封存技術等人為吸收匯達到平衡,從而減少或消除自身產生的二氧化碳排放,實現正負抵消,達到相對“零排放”的狀態。
“雙碳”與建筑的關系可以從以下方面展開分析:首先,碳排放。根據2019年12月開始實施的《建筑碳排放計算標準》可知,能源碳排放因素包括三種,即固體燃料、液體燃料、氣體燃料。其中,單位熱值排放因子數最高的是固體燃料,最低的為氣體燃料。建筑建造過程中需要用到大量的建筑材料、機械設施等,不同材料的碳排放因子不同,不同機械設備的能源消耗也不同。其次,能源結構變化。主要是指利用新技術能源變動推動新能源的供給,實現鋼鐵、水泥等建筑材料行業的脫碳。再次,碳捕集。碳捕集與封存技術、碳交易相輔相成,其主要應用于鋼鐵、水泥等重工業領域,以實現碳中和,主要由國家機構統一管控。最后,碳儲能與碳交易。我國的碳交易市場尚處于起步階段,但是隨著人們生態意識的不斷增強,建筑領域積極投身碳交易市場的需求越來越迫切。在“雙碳”背景下,高校作為培養優秀人才的前沿陣地,在校園規劃建設方面要充分利用自身條件實現可持續發展,構建低碳、綠色的校園環境。
二、高校綠色校園規劃建設的影響因素與基本原則
(一)影響因素
首先,規劃理念。高校的校園規劃建設與普通民宅小區、休閑園林等有著本質上的不同,高校校園規劃側重于交流環境的打造及校園文化的彰顯,要倡導綜合性、有預見性的規劃理念,保證校園規劃建設的科學性、合理性。鼓勵在建筑限高區間的控制下實現容積率的最大化,在有限的地面建設最大的消耗模塊,降低平均建造和運營成本,從而減少能源消耗。
其次,地域特色。趨同化的設計風貌使得多數校園缺少內在的個性特征。在高校綠色校園規劃建設中融入當地具有特色的自然景觀、文化元素,能夠增強學生對于校園的歸屬感,既有利于地域文化的傳承與發揚,又能夠讓學生受到地域文化的熏陶,還可以就地取材,降低建設成本,減少資源消耗。
再次,功能分區。高校校園規劃建設的重點還在于合理安排教學活動及實訓活動的場所。由于高校師生與城區具有密切關聯性,要充分考慮空間適應性、交通便捷性等因素,因此,高校校園規劃建設往往無法在一次投資下完成。
最后,校園文化。高校校園文化包含物質文化與非物質文化,各類活動設施及優美的綠化環境等屬于物質文化,校訓校風、各類文娛活動等則屬于非物質文化。高校建設綠色校園要充分考慮校園文化,營造具有深層文化內涵的生態校園環境。
(二)基本原則
首先,和諧性原則。高校所規劃建設的綠色校園是師生日常學習、生活的主要空間,“雙碳”背景下要遵循人與自然和諧相處的理念進行規劃設計,減少資源消耗,為師生營造良好的環境氛圍。
其次,節能性原則。綠色校園規劃建設過程中要對校園內的各種資源進行科學分配,提高各類資源的利用率,盡量采用可再生資源,比如太陽能、風能、生物能等。采用先進的節能技術降低能源消耗,遵循節能性原則提高綠色校園規劃建設的生態效益。
再次,舒適性原則。“雙碳”背景下,綠色校園的規劃建設除了要強調節能、環保的理念外,還要強調環境的舒適性,以更好地滿足師生日常學習、工作、生活所需。比如采用蓄熱性能、絕熱性能良好的建筑材料調節室內溫度,或者采用太陽能技術進行取暖,做好建筑的遮陽防護,確??臻g的舒適度,形成系統化的建筑空間規劃模式。
最后,前瞻性原則。前瞻性原則是指在高校綠色校園規劃建設的過程中要提前預測并規避可能發生的問題,保證規劃建設工作的順利開展,提高土地資源、可再生能源的利用率,實現高校的可持續發展。
三、高校綠色校園規劃建設策略
(一)科學布局,提高土地利用率
高校綠色校園規劃建設要轉變傳統觀念,將節能減排、低碳生態等理念融入規劃建設的各個環節,比如對校園場地進行科學規劃與布局。這樣既能夠降低學校教學及管理的運行成本,又能夠節約教育資源,還能提高土地資源的利用率。
第一,合理布局各功能空間,提高應對突發性人群聚集現象的能力。合理構建校園交通系統,科學規劃不同交通方式的流動路線,既保證校內交通的通暢性、便捷性,又提高校內的土地利用率。制定完善的規劃方案,遵循前瞻性原則,預留充足的綠色建筑建設用地。第二,明確土地的應用價值、用途。在不同特點的地塊上設置不同功能的建筑,并根據建筑單體所需的能源量合理排布,充分考慮這些功能建筑的使用時間、頻次等,在最大程度上減少運行損耗,避免環境污染及資源浪費。第三,遵循高效、共享的規劃理念。根據高校的辦學特點、專業設置情況等確定綠色校園規劃建設的規模,單體建筑之間的功能要體現出互補性、共用性,比如采用復合型功能結構布局建筑綜合體,在最大程度上利用共享空間,提高資源利用率。第四,堅持可持續發展理念。在規劃建筑群、單體建筑時,要結合土地資源情況預留彈性發展空間,注重地下空間的開發與利用;建設公共活動場所,在滿足綠色建筑規劃要求的前提下盡量提高地下區域的使用頻率,適當增加地上建筑的層數。第五,合理規劃布置綠化及水系景觀。根據當地氣候、土壤等特點合理搭配植物品種,采用立體綠化設計方案。結合當地環境特點設計水系景觀,在條件允許的情況下可規劃設計“海綿校園”,既能夠提高環境的舒適度,又能夠滿足綠化及水系景觀的用水需求。
(二)科學規劃建設綠色道路系統
高校校園道路系統與普通的道路系統不同,高校校園內的人流量、車流量都有一定的特點與規律。通常大學生在校內以步行為主,采用校車或公交車在各校區之間通行;教職工群體則以機動車為主。因此,要根據人流量及車流量的特點規劃建設校內綠色道路系統。
首先,步行系統。步行是高校校園中最常規、最重要的交通方式。步行系統不僅要具備交通功能,而且應是學校開展各種集會活動的重要場地,因此在規劃建設步行系統時要考慮空間、景觀、人流量、文化傳承等多個因素。比如可以在交叉口設置節點以分散人流,如果步行道路路線多變,還可設置層次不同的綠植來豐富景觀視野,或者在開闊的道路節點設置綠色規劃展示欄。其次,非機動車系統。可在教職工家屬院、學生宿舍、實驗樓等區域設置一些非機動車停放點,便于教職工日常出行,節約學生的課外活動時間及上下課往返時間。最后,機動車系統。步行系統與非機動車系統均屬于無污染的交通系統,而機動車系統具有一定的污染性。在進行機動車系統規劃建設時,應盡量利用地下空間,這樣既不會破壞地面道路景觀,又能夠節約土地資源。若不具備地下停車場的建設條件,則可將停車場設置于較隱蔽的區域,比如利用綠色景觀植物進行遮掩,以保證地面景觀的整體性、美觀性。另外,機動車行車道的寬度要合理,避免發生事故或校內交通擁堵。
(三)提高水資源利用率
我國作為缺水型國家,水資源十分緊張?!半p碳”背景下,高校綠色校園規劃建設要致力于水資源的高效利用,具體可以從以下方面進行:
首先,雨水的循環利用。在校園核心區域的地面、建筑屋面等設置雨水回收處理設施,通過科學的管道設置將雨水排放至水系景觀中,同時將室外場地的透水面積提高至40%以上。流入水系景觀的雨水可滋養沉水植物,構建良好的生態系統。水系景觀中還可以投放魚苗,這樣既能夠提高景觀的觀賞性,又能夠凈化水質,降低水體富營養化的概率,保證水系景觀的水質。
其次,中水利用。在校園內建立生活污水處理站,站內排出的I級A類循環水完全可以代替普通供水,通過提高中水的利用率減少城市用水的供應。用水設備也要充分考慮節約水資源,比如采用感應式節水龍頭,或者在學生宿舍樓中設置節水型洗衣機、加氣水龍頭等。
最后,綠化灌溉。校園中的綠化景觀需要大量的灌溉用水,為避免水資源的浪費,在選擇景觀植物時要充分考慮其存活率、適應性,利用復層綠化的方法進行智能化灌溉,采用節水型、低能耗的灌溉技術,在最大程度上減少水資源消耗。選擇可滲透地面材料,雨天可將雨水及時排走,避免路面出現積水;晴天可以加速地面水分蒸發,緩解熱島效應。
(四)綠色照明及能耗監測
高校綠色校園規劃建設中,照明系統是重要的能源消耗途徑,因此要合理規劃設計綠色照明系統,以減少能源消耗。首先,校區各主要場所要合理選擇照明燈具。公共場所應主要采用節能燈,車庫、教室、實驗室等采用直管熒光燈。若某些場所需要裝修,則根據實際情況選擇光源,但其照度、LPD等指標要符合相關要求。采用高光效金屬鹵化物燈作為室外照明光源,按照國家能效標準選擇鎮流器。其次,對各個區域的照明進行分區、分時控制,以提高照明系統的節能效果。比如教室、機房等可采用就地照明開關控制,以滿足隨時開關的需求;對照明要求較高的場所,比如大型會議廳,則需要采用智能照明控制系統;公共場所的照明配電箱采用就地控制策略,并由監控系統進行統一管理;樓梯間采用延時自熄開關或紅外感應自動開關;道路照明、景觀照明采用集中控制策略;設計深夜減光控制策略、分區分組節能控制策略等。最后,積極采用日照調節技術。充分借助建筑的向陽性特點,在建筑規劃建設工作中按照當地的日照時間、特點設計建筑物的朝向,使其能盡可能多地獲取日照光源,減少照明系統的應用,節約電力資源。
綠色校園的規劃建設還要充分考慮校園能耗分類、分項、分戶的全面計量與實時監測需求,按照節能管理、分戶核算的要求,對校區內的水、電、冷熱量等采用全計量、全監測的管理辦法,按照配電干線、樓宇總電量、分項用電量、分戶用電量等指標規劃電力計量、用水計量、冷熱量計量范圍,實時采集對應范圍的電量、供水量、冷熱量等,實現水、電、冷熱量等能耗數據的實時計量與監測。此外,高校通常會使用大量的實訓、實驗設備,且應用時間長,會產生大量能耗,因此有必要開發校園能耗監測系統,在校園內合理設置用電監測點。這樣能在第一時間發現數據異常點,并及時維修破損管道。
四、結語
在“雙碳”背景下,高校綠色校園規劃建設的主要目的是減少能源消耗,深化低碳生態技術在校園建設中的應用。在實際規劃建設中,要遵循和諧性、節能性、舒適性、前瞻性的原則,通過科學布局提高土地利用率,合理規劃建設綠色道路系統,提高水資源利用率,并做好綠色照明系統設計及能耗監測,進一步優化校園規劃建設,提高各項資源的利用率,實現高校的可持續發展。
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作者簡介:
吳恩百,碩士,南京機電職業技術學院助理研究員。研究方向:綠色校園。