綠色學校建設探索與實踐研究——以山東大學（青島）為例

王維棟

綠色學校建設探索與實踐研究——以山東大學（青島）為例

王維棟

[山東大學（青島）后勤管理處]

建設綠色學校是深入踐行綠色發展理念，貫徹落實習近平生態文明思想的重要舉措。在“雙碳”目標指引下，全面開展綠色學校建設，推動能源綠色轉型，是實現學校綠色高質量發展的關鍵環節。文章從高校后勤工作實際出發，從中水、雨水、能源平臺、新型電力系統建設、綠色建筑與節能改造等方面闡述綠色學校建設的探索與實踐，對青島校區能源管理方面存在的問題進行了剖析，并提出了有針對性的解決路徑。

綠色學校；高校后勤；能源綠色轉型；新型電力系統建設

一、建設綠色學校的背景和意義

山東大學（青島）立足于綠色化、低碳化的建設要求，從校園規劃理念、景觀系統規劃，到清潔能源利用、校園污水零排放與中水回用、能源系統精細化管理以及綠色建筑工程等方面，通過節能降碳新技術的應用實現綠色轉型，力求將新校區建設成綠色低碳、節約集約、和諧智慧、獨具特色的美麗校園。[1]這是以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，厚植綠色發展理念，樹牢綠色價值觀，將習近平生態文明思想貫穿學校改革發展全領域、全方位、全過程；將生態文明融入到立德樹人根本任務中，著力構建生態文明教育規范的制度體系和長效的工作機制；大力提升全校師生員工生態文明素養，加快推進辦學質量一流、育人內涵豐富、引領社會風尚的綠色學校建設，持續將生態價值轉化為推動學校高質量發展的有力舉措。

二、綠色學校建設的探索與實踐

（一）建設中水站和中水回用系統

山東大學（青島）（以下簡稱“校區”）位于黃海之濱，鰲山灣畔，溫泉近鄰，規劃用地3000畝。中水站位于校區西北角，該項目房屋總建筑面積2331.17m2，地下一層779.19m2，一層1551.98m2，投資額2200萬元。中水站設計為一體化中水站，處理規模5100m3/天，分為兩組模塊并行工藝，前期水量較小可半幅運轉使用，起到一用一備，可檢修，水量充足后，雙模塊滿負荷運行處理。服務校內師生29000人的綜合生活污水，由污水變為可再利用水，達到中水回用標準，用于校區綠化灌溉、道路沖洗、景觀湖等用水。杜絕污染，降低了水資源浪費，為創建綠色校園，美化學習環境做出了貢獻。出水要求符合《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)和《城市污水再生利用景觀環境用水水質》(GB18918-2002)的要求，并同時達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A類的標準，圖1為校園中水站處理工藝流程的簡圖。

圖1 中水處理工藝流程簡圖

校區以中水站為橋梁，推進建設綠色環保校園。持續做好現有中水設備的管理和中水回用，將中水站打造為推動節水型高校建設的亮點，在2023年內完成節水型高校創建。

后勤管理處與環境學院黨組織“結對共建”，以校園環境治理提升為切入點，充分發揮黨建優勢，創新黨組織共建的機制與內容，形成校園治理的共建共治共享體系，打造“三全育人”的創新實踐教育基地與教學實踐基地。利用現有設備設施，增加智能化手段，在校區構建較為完善的學生勞動教育與教學、科研實踐基地。環境學院參與校園池塘綠藻治理，解決水質富營養化問題，對中水站污泥進行取樣化驗，發現各項檢測指標均合格，實現了中水站污泥再利用，作為肥料改良勞育農場、牡丹園和玫瑰園的土壤環境，不斷提升校園環境治理水平，共同推動環境人才培養和綠色校園建設。

（二）建設雨水收集系統

校區櫻海湖占地3.5萬平方米，其中水域面積1.3萬平方米，總投資額為1203萬元。是校區的雨水花園，作為雨水和中水收集凈化的濕地湖區，對于整個校區的生態維護與系統構成起到重要作用。南北800米的生態軸體現了海綿城市的設計理念，生態軸人工湖建設景觀池塘6個，全部作為中水回用的中水蓄水湖。櫻海湖湖邊栽植垂柳、晚櫻、海棠等喬木灌木，湖中種植香蒲、水蔥、蘆葦、睡蓮等水生植物，春天紅櫻盛放，夏天荷花滿塘，秋天楓葉似火，冬天水鳥云集，生態環境十分優美。這樣的情景讓安靜的北區校園多了一絲浪漫和詩意。

（三）建設能源管理平臺

校區通過能源管理系統實現校內給水管網系統、供配電系統和供暖系統的關鍵節點數據以及水、電、熱力及燃氣的分項計量數據的數字化采集和遠傳功能，實現了能耗實時在線計量、能源質量監測、熱力自動化控制和安全用能管理等功能。通過智能網關采集，使得供電計量、給水計量、熱力計量和計量的遠傳數據通過校園網傳送到校區能源監控中心的能源管理平臺中。[2]

（四）推進節能降碳、綠色轉型，構建新型電力系統

持續推進“海綿校園”建設，加快建設“資源節約型，環境友好型”校園。利用櫻海湖、青島校區生態軸等校園工程的蓄水、補水功能，做好雨水回收再利用。管理維護利用好浴室太陽能集熱系統、地源熱泵系統、空氣源熱泵系統；推進校園充電樁建設。根據師生醫務員工需求，科學設點、合理增加部分電動自行車和新能源汽車充電樁，加強充電樁的維護和管理，目前建成汽車充電樁12套，自行車充電口1200余口；因地制宜建設了示范性風光互補太陽能發電路燈，積極構建新型電力系統[3]；建設中心燃氣鍋爐房建筑面積3400平方米，創新性地采用天然氣和地源熱相結合的環保方式為學生供暖。

（五）實施綠色建筑工程與節能改造

校區圖書館、博物館地源熱泵制冷供熱節能環保系統，作為我校積極響應國家《開展節約型機關、綠色家庭、綠色學校、綠色社區、綠色出行等創建行動工作方案》要求的綠色節能項目，為學校爭取到了236萬元節能獎勵資金。同時，與航天科工、卡奧斯能源、校區生態損害鑒定研究院等開展合作，對校區能源消耗大的建筑實施節能改造與優化。

三、存在的問題及對策研究

（一）圖書館和博物館能源管理精細化程度不夠

1.能耗概況

校區2022年用電量4650萬kW·h，電費2355萬元。學校圖書館、博物館、體育館為綠建2星認證。圖書館、數據中心、博物館空調形式為水冷中央空調，三個場所用電量占校園總能耗約20-25%,年耗電量約1000萬kW·h。校區圖書館、博物館為地源熱泵中央空調系統，下面以圖書館為例進行分析。

2.現狀分析

圖書館目前使用率不高，全年整體冷熱負荷較低，而夏季負荷側水泵開啟臺數大于主機開啟數量，使用過程中不進行調節，導致系統長期處在“大流量、小溫差”的狀態運行，存在能量浪費；學校圖書館地源側水泵由設備操作人員根據使用情況進行開啟或關閉，無智能啟停控制系統，使用過程中無法根據主機運行情況進行調整，宜進行改造；電氣化，智能化的分項管理尚未完全實現。圖書館地源熱泵中央空調系統設備情況如表1所示。

3.對負荷側水泵智能化控制優化

通過完善冷凍水循環系統監測點位，增加負荷側水泵智能控制柜，控制水泵的合理運行模式（頻率、臺數）等方式，實現對主機的蒸發器壓降實時監測，并通過水泵的狀態調節控制機組的安全流量，保證冷水機組的安全運行；水泵在保證主機安全流量的基礎上，合理控制冷凍系統冷水機組的溫差，減少水泵流量輸出的浪費；實現水泵的智能化自動運行，根據機組的壓力、溫度以及循環管網的溫度、壓力情況實時調節運行臺數和頻率，在安全運行的基礎上減少負荷側循環泵的運行能耗；溫度、壓力點位的增加，結合系統控制畫面，管理人員可以實時地了解冷凍循環系統的狀態參數；結合水力平衡控制，從而保證最不利點的效果。

4.對地源側水泵智能化控制優化

通過增設機組冷凝器進出口溫度壓力點位、水泵供回水管溫度和壓力點位。增加負荷側水泵智能控制柜，控制水泵的合理運行模式（頻率、臺數）等方式。實現對主機的冷凝器壓降實時監測，并通過水泵的狀態調節控制機組的安全流量，保證冷水機組的安全運行；水泵在保證主機安全流量的基礎上，結合地源側冷卻效果合理控制冷卻系統的溫差，實時調節運行臺數和頻率，在安全的基礎上減少地源側循環泵的運行能耗；溫度、壓力點位的增加，結合系統控制畫面，管理人員可以實時地了解地源側循環系統的狀態參數。

5.對電梯能量進行回收

電梯在運行過程存在耗電和發電的階段，約各占50%。電梯發出的電能通常通過制動電阻消耗而浪費，造成電梯控制系統運行溫度升高，影響電梯壽命。故安裝電梯回饋節能裝置對電梯浪費的電能進行回收并回饋到電網為其他設備供電，從而達到節能降碳和延長使用壽命的目的。

（二）數據中心機房余熱梯級利用程度不夠

1.問題分析

數據中心位于圖書館一層，占地面積3600平方米，1600kVA*2+2500kVA*2四臺專用變壓器每兩路互為雙電源供電，數據中心余熱利用目前存在很大空白，余熱利用問題普遍被忽略，機房節能降碳改造已成為大勢所趨，結合“液冷”“余熱再利用”等行業前沿技術，實現青島校區數據中心基礎設施與用熱設施相結合，形成更加高效的能源利用形態，實現數據中心的“雙碳”高質量發展。

2.對策與解決思路

零碳機房的建設要以加強機房節能管理和余熱服務學生熱水實現能源的梯級利用為目的，以人為本、服務學生。以校區數據中心PUE值降低和學生生活熱水使用的實際需求為出發點和落腳點，切實解決學校各方最關心的、最現實的重點難點問題。鳳凰居部分宿舍樓存在高峰期熱水供應不足，水溫不穩定等問題，通過數據中心機房余熱梯級利用進行調峰減碳可創新性地解決該難題。

對現有校區數據中心機房風冷型機柜進行節能改造，157臺風冷機柜改造為100臺液冷機柜，1套換熱泵組設施與熱水系統聯動，實現節能降碳的同時余熱二次利用，機房與鍋爐房換熱站都位于圖書館位置相鄰，可操作性強。以此為契機，構建標準統一、結構清晰、體系完整的智慧校園零碳機房余熱梯級利用示范體系。

四、結語

青島校區在綠色學校建設方面大膽探索，先行先試，取得了一些成效。以中水站和中水回用系統為亮點，結合櫻海湖雨水收集和中水蓄水功能，實現了校園污水零排放，并在年內完成節水型高效建設；通過建設電能計量管理平臺實現了對用電的精細化管理和優化。推進能源低碳技術實施，建設校園充電樁，因地制宜建設了風光互補新能源路燈，提高風光等可再生能源消耗占比；建設3400平方米燃氣鍋爐房替代燃煤鍋爐，綠色環保低碳。“兩館”供暖制冷系統創新性的采用了地源熱泵系統，并作為校區綠色節能項目，獲得了政府的節能獎勵資金。

[1]陳勝.美麗中國背景下高校綠色校園建設的實踐與思考——以中國地質大學（武漢）新校區為例[J].城市建筑,2020,17(25):147-149.

[2]謝小利,曾燕,何蘇潔等.“3060雙碳”目標下高等院校綠色低碳校園建設全過程管理路徑新探[J].綠色建筑,2023,15(03):5-7+20.

[3]張文平,閆文鑫.高校“碳達峰”“碳中和”目標實現路徑探究——以北京科技大學為例[J].高校后勤研究,2021(09):12-15.

山東大學 2022 年度后勤研究專項課題“綠色學校的建設成效、存在問題及對策研究”（項目編號：2022HQA01）

（責任編輯：楊書元）