高校院系設備管理節能提效探究

熊順子， 支 琴， 李 霞， 祝新德

(上海交通大學 a.生命科學技術學院；b.后勤保障中心；c.資產管理與實驗室處，上海 200240)

0 引 言

隨著師生規模不斷增大，各項教學和科研事業的發展，設備的種類和數量大幅增加。截止2016年底，我校擁有各類儀器設備19萬臺，總金額達45億元，其中空調11 000余臺，計算機17 000余臺，鍋爐近300只，各類電動機、風機、壓縮機近800臺。此外，許多高精尖儀器需要在低溫或者恒溫環境下運行，如電子顯微鏡、計算機集群系統等。相應地，能源消耗和節能壓力也越來越大。2016年總能耗達41 405 t標準煤，單位建筑面積能耗為21.23 kg標準煤，與2015年相比，增長率分別為11.53%和10.48%，遠超上海市教育系統總量控制指標和單位建筑面積控制指標。學校水電總支出逾億元，不僅能耗指標控制壓力巨大，能源消費財政壓力也不容小覷。這其中，院系所在的科研實驗樓和綜合樓能耗最高[1]，成為設備管理和節能降耗的重點單元。如何加強院系設備管理，設法降低能耗、提高能效成為各高校節能降耗的重點工作。國務院、教育部、科技部等也多次發文要求加強儀器設備共享工作，并藉此提高設備使用效率，充分發揮高校高精尖設備的效益。

高校綜合改革以來，院系正逐步成為我國高校的辦學主體。在保證設備設施正常工作的前提下，盡可能實現節能提效的目標，就要建立院系節能降耗的制度體系和運行機制，制定一整套節能降耗的優化方案。實際上，加強設備管理會直接影響到節能降耗的工作成果和效益，已成為共識[2-6]。因此，當前做好院系設備管理和節能降耗的工作及研究就顯得尤為重要和迫切。現以生命科學技術學院的設備管理和節能降耗工作為例，對高校院系設備管理節能提效的工作進行了研究和探索，取得了較好的效果。

1 高校院系的能耗特點和節能重點

1.1 高校能耗特點

(1) 高校是高能耗單位，電量消耗大。據統計，高校建筑單位面積能耗是普通住宅建筑的5～10 倍，而高校實驗室的單位能耗比政府辦公樓高出3 ～4倍[7]。高校90%以上能耗發生在建筑中[8]。高校建筑類型眾多，包括科研實驗樓、綜合樓、圖書館、教學樓、行政辦公樓等公共建筑、宿舍樓等居住建筑和食堂、浴室等生活輔助建筑。其中科研實驗樓、綜合樓和圖書館能耗最高[1]。高校校園能耗主要集中在電耗、水耗、氣耗等上，電耗在高校的能耗中占很大比重，主要包括設備及動力用電、照明用電、空調用電和其他用電等。韓磊等[1]對上海17所高校的能耗數據分析表明，高校總耗電量占其總能耗的86.8%。

(2) 高校校園能耗具有一定的季節性，節能潛力巨大[1,9-10]。每年的1～2月和7～8 月一般安排寒、暑假，校園能耗會明顯下降。但院系科研實驗樓卻處于緊張工作狀態，受夏暑冬寒的季節影響大，假期影響相對較小。高校節約潛力巨大：①由于高校設備數量多、耗能基數大，設備管理和節能降耗工作空間大，②高校中廣大師生素質高、接受新事物能力強，節能意識較容易培養，很多新節能技術和經驗方法易于推廣。

1.2 院系節能降耗的重點

院系建筑主要以科研實驗樓和綜合樓為主，其中蘊含較大的節能潛力，是高校節能工作的重點[1,8]。李陽等[8]對高校科研實驗樓的能耗現狀和用能特點的研究表明，科研實驗樓用電主要為設備用電、空調用電和照明用電，而生命學科單位建筑面積耗電最高[8]。數據表明，科研實驗樓動力設備系統占總耗電的69%，空調和照明系統分別占13%和12%。綜合樓中，辦公設備占31%，空調和照明分別占28%和21%[1]。由此可見，院系節能降耗工作的重點應該是實驗動力、設備、空調系統、照明系統等，而這也正是院系設備管理的主要對象。將院系設備管理和節能降耗提效結合起來，必定能夠產生很好的效果。

2 院系設備管理和節能降耗中存在的問題

2.1 院系設備構成特點

院系作為教學科研的主要單位，擁有大量的專業設備以及配套的實驗動力系統(如排風系統)、空調系統、照明系統等。我院現有專業設備共計8 840臺件，電梯3臺，中央空調系統40余套(內機270余個)、掛壁式空調180余臺，以及排風系統和照明系統等公共設備設施。專業設備直接用于教學和科研工作，具有工作時間長，能耗高的特點；而作為配套的公共設備設施也存在著類似的情況，院系節能壓力很大。

2.2 院系設備管理和節能降耗中存在的問題

(1) 制度體系不完善，節能意識待加強。一直以來，由于設備共享和節能降耗的工作重心在學校，院系有關節能降耗和設備共享的制度體系還不夠完善，工作開展比較被動。院內節能降耗和設備共享的氛圍不夠濃郁，部分師生沒有養成良好的節能習慣[11]。

(2) 公共設備能耗大、能效低。公共設備包括照明、空調、風機、供水供熱等系統，一般隨大樓建設而存在，隨著使用時間的加長，往往會出現設備老化、耗能升高而能效下降的情況。但公共設備的特點是使用時間長、能耗大但管理集中，具有較大的節能空間。

(3) 設備公用和共享程度不夠。國家、上海市、學校都在不斷推進大型設備的共享系統，并建立了較為完善的大型設備共享網絡系統和激勵機制，為大型設備共享的實現鋪平了道路。在實際工作中，學院有關大型設備共享的具體操作辦法和長效激勵機制還不夠規范和完善，影響了設備的共享比例和效率。

(4) 專用設備數量多、能耗大。專用設備主要是用于教學科研的實驗設備，其特點是數量多，管理分散，總體能耗大。在實際使用過程中，由于各個實驗室缺少精細化的管理，沒有節能降耗的壓力，總體的能效也大大降低。

3 院系設備管理與節能提效的實踐

3.1 建立學院節能降耗的責任體系和實施方案

學院成立節能降耗工作領導小組，分管實驗室和設備的副院長為組長，建立以各研究室和教學實驗室為用戶，學院辦公室、公共儀器平臺和物業為依托的學院節能降耗的責任體系[12]。由學院辦公室牽頭，擬定學院節能降耗的實施方案，推進大型和常規儀器設備的共享，明確節能降耗的責任和分工，營造良好的節能環境氛圍。實施方案中對各部門的工作內容進一步細化，具有較好可操作性和實施性。此外，還對節能降耗的監管體系，包括對行為節能的監督機制和能源消耗的監管系統等進行了完善，充分發揮物業公司在行為節能中的監督作用。

3.2 以設備管理為核心進行日常管理和改造升級

如前所述，院系節能降耗工作的重點應該是實驗動力系統、設備、空調、照明系統，而這也正是院系設備管理的主要對象。因此，在深入調查了解學院設備設施情況的基礎上，有針對性開展節能降耗提效工作。經過采取多種措施和辦法，學院2016年與2015年同比耗電減少2.68%，費用減少2.1%；2017年與2016年(前三季度)同比耗電減少6.86%，費用減少3.5%，取得了不錯的效果。

(1) 加強公共配套設備的日常管理和維護。公共配套設備主要有空調、照明、通風、飲水加熱系統等。由學院辦公室委托物業或具有專業資質的公司進行公共配套設備的維護和管理。通過加強物業的日常管理，可以監督和保證公共設備的使用時間、使用方法等趨于科學合理，從而節能降耗；通過對落后、過時、破舊公共設備的維修維護，不僅可以節約能耗、提高能效，還能作為升級改造的判斷依據[13-14]。

(2) 健全設備平臺共享機制。根據教育部、科技部和學校關于設備共享的相關規章制度的要求，建立設備平臺共享的相關制度和獎懲機制，鼓勵研究室和教學實驗室大型設備共享。通過共享，設備的使用效率大為改善，減少閑置，提高能效；通過共享，減少了設備購置的費用開支；通過共享，設備可以得到更好的維護和保養，從而有更好運行效果。此外，還積極開展基礎設備共享管理服務。如，學院抓住機會，以淘汰各研究室、教學實驗室老舊純水器為契機，由公共器器平臺對全院提供純水和超純水的集中供給。現在購置的4臺純水器，管理妥善，運行良好，出水質量穩定，使用效率很高。相比研究室純水器小型化、分散管理，不僅實現節能降耗提效，減少了設備采購成本，整個學院教學科研用水的質量和穩定度也大為改善。

(3) 規范專用設備的節能管理。用于教學科研的實驗專用設備由于數量多，使用分散，各個實驗室的管理水平和要求參差不齊，總體的能效就會大大降低。對實驗專用設備的管理著重建立能效監管和考評壓力的傳遞機制，促進各個實驗室專用設備的節能提效管理。①通過學院節能降耗實施方案明確各研究室的節能降耗責任和義務，培養節能意識；②推進研究室電表計量入戶，建立獎懲機制；此外，通過物業對各研究室、教學實驗室的行為節能進行監督巡查，營造節能氛圍。

(4) 公共配套設備的升級改造。照明系統的節能改造是與節能技術和產品的發展相適應的[13,15-16]。從2016年5月開始，在學校大力支持下，對學院照明環境進行光密度、光照度等的設計。調整現有燈具的布局和控制線路，同時選擇新型LED光源替換原有燈具。學院照明系統原先使用的是普通的T8熒光燈和雙插式插拔管筒燈，不僅能耗較大，而且平均照度也不達標，長時間工作和學習容易產生眩暈感。此外，該類燈具光衰嚴重，損壞率高，經常需要投入較大的精力在燈具報修上，而嚴重影響了師生們的工作和學習。改造后，在所用燈具數目減少近45%、能耗減少70%的情況下，樓宇的平均照度仍然有較大幅度提升，足夠滿足日常的工作和生活。燈光顏色由原先刺眼的亮白變成了較為柔和的微黃，更有利于保護大家的視力。平板燈的設計，與環境融為一體，更美觀、現代。不僅如此，在部分試點燈具運行了近1年后，基本沒有損壞和更換，節約了大量的人力物力。以走廊燈為例，原先走廊中有31盞T8熒光燈，替換后僅為8盞LED平板燈，照度也由原先的10-15lx增加到了平均80lx，總節能率高達85.1%。

空調系統的更新升級。通過日常的維護和節能控制，空調系統可以保持較好的運行狀態[14]。生命學院空調系統已使用13年有余，為大金多聯機VRV-2系列，設備老化，故障率不斷升高。經過改造，更新為大金多聯機VRV-X7系列，不僅降低了能耗，同時提高了能效。在壓縮機，馬達，風扇等零配件采用最新技術；外形上新設備散熱翅片面積增大，從而換熱效果增強，綜合以上技術特點，IPLV(C)制冷綜合性能系數最高可達9.6，更節能，工作能效更優。通過優化方案，原先基本是一層一套系統，現基本為是一層兩套系統，在樓棟兩端放置，減少冷媒管長度，避免了因管長產生的能效損失。

4 結 語

實踐證明，以高校院系為核心，將節能降耗和設備管理結合起來，開展相關研究和實踐，符合當前高校綜合改革特別是院為實體的形勢要求并取得了喜人的成效。眾所周知，高校一般有多棟院系科研實驗大樓或綜合樓。通過對院系設備管理節能提效的研究與實踐，將一個學院、一棟實驗大樓的方案推而廣之，可以達到優化設備管理，實現節能降耗、提高能效的目標，保障學院乃至學校教學和科研等各項事業的健康發展。這不僅對實現節能降耗提效有重要的現實意義，更能夠促進大精設備的共享，提高國有資產運轉效能。

當然，節能降耗和設備管理是一項不斷發展變化的工作。不僅節能降耗的手段和方法會發生變化，其作用對象也會發生變化。因此，要不斷學習最新最實用的節能管理方法和手段，了解最新的設備信息和變化，在校園用能綜合評價指標體系和監管體系的指導下取得更大效果[17-18]。