高校建筑能耗現狀及節能途徑分析

羅宇晨 李欣

摘 要：對于一般的高校而言，圖書館，學生宿舍占據了高校能耗的很大一部分。分析圖書館的能耗會很有代表性。本文通過對沈陽某高校的能耗現狀進行節能分析，提出需要改進的方向。

1 引言

隨著時代的發展，一個尖銳的問題進入到人們的視野，那就是全球變暖，人們對能源與環境問題也開始重視起來。隨著我國各方面的快速發展，能源短缺問題已經凸顯出來。自2010年以來我國建筑業能源消費總量有不斷上升的趨勢且每年增加7%左右，這和我國不斷增加公共建筑數量有關。其中公共建筑運行能耗在總建筑能耗的占比也在不斷上升，是不可忽視的重要組成。其中公共建筑能耗由采暖能耗，空調能耗，照明能耗，辦公能耗等組成。2017年，建筑業能源消費在能源消費總量的占比已經接近20%。其中高校建筑能耗在公共建筑能耗中的占比較大，且有上升趨勢[1]。

2高校建筑能耗現狀

高校作為學生日常起居，學習、教師辦公，教學的場所，它是一個承擔了很多功能的建筑綜合體。這樣一個綜合性的建筑場所決定了它能源消耗的多樣性[2]。

沈陽大學北院圖書館南北走向，正面朝東。圖書館是學校的文獻信息中心，是大學生的第二課堂，提供借書、閱覽、自習、看電影和網絡資源等多項服務。圖書館作為大學生主要的學習場所，應滿足大學生的日常學習需求，如光線明亮，學習環境安靜舒適，空氣質量符合人體需求且穩定。

3節能途徑的分析

沈陽某大學圖書館現有兩座館舍，分別位于南北校區，總面積達19，300多平方米，我們以北院圖書館為例，說明高校的建筑能耗特點及節能途徑。

圖書館是一個有機整體，應該立足長遠，不能局限于眼前。考慮未來的信息共享（Information Commons），師生能在圖書館中交換各自的想法，所以在改造分析中應給圖書館留有一定的改造空間。同時執行能耗改造后也應適應校園的文化氛圍，與環境相互協調。

3.1使用節能環保建筑材料

在許多文獻中，對建筑的能耗分析都對建筑的全生命周期進行分析。如果從圖書館建設完畢到圖書館拆除后的建材回收開始計算建筑能耗，那么圖書館的建設能耗占比在整個建筑生命周期中會很大，因此，在建筑的改造過程中使用更加環保節能的材料，更加節能的建設方式可以有效降低建筑在建設過程的所消耗的能源，從而降低整個生命周期中的能耗。

3.2建筑燈光的能耗

一般情況下圖書館在自然光比較充足時，采用自然光照明。自然光無法滿足學習需求時，采用人工光源進行光照的補充。照明系統的降耗途徑是優先選用更加高效的光源，合理的控制照明，延長照明系統的使用時間。

圖書館能耗與占到了全校建筑總能耗的28%，在1，5，7，9月份的考試月，學生更喜歡到圖書館復習，此時能耗主要為照明用電，這部分能耗不可避免，照明所產生的能耗是相當可觀的。圖書館內燈的選型可以采用細管，環形和U型熒光燈，較白熾燈節能百分之七十到八十，較標準燈節能百分之十。選用優質的啟動設備應可以有效延長燈具的使用壽命。最后合理的控制照明，如果某一區域長時間沒有人應由自動控制系統熄滅該區域的燈光。這種控制方式應在走道內使用。也可以在走道設置部分的聲控燈和感應燈[3-4]。

3.3窗墻比設置不合理帶來的能耗

窗墻比是窗戶的面積與外墻的比值，窗戶面積越大相對的窗墻比就越大。在圖書館這樣的公共建筑中，如果窗戶面積較大，可以提供充足的直射陽光，給室內帶來良好的光照環境。但窗戶面積過大會導致傳熱系數過大，室內難以保持穩定的熱環境，從而需要更多地能源來維持室內熱環境。這對降低能耗十分不利。

所以窗戶的面積既不能太大也不能過小，過大的窗面積需要額外的熱補充，過小則需要額外的光照補充。

3.4圍護結構的能耗

對于許多學校的圖書館而言，圖書館大多老舊，保溫隔音性能相對很差，圖書館內部冬冷夏熱，這影響了圖書館的室內環境舒適性。同時圖書館維持日常所需能源遠超平均建筑水平，不符合節能要求，有些甚至墻體老化，安全性能也低于標準。

對于耗能嚴重的圍護結構，如：窗戶，門等，應及時更換，使用更節能，保溫性能更好的窗門能有效降低能耗。對于不保溫，耗能嚴重的墻體，應采取補救措施，例如在外墻增加額外的墻體材料，采用傳熱系數更小的墻體材料等。

3.5建設數字化圖書館

學生去圖書館的主要目是自習，借書和課外閱讀，而圖書館作為一個藏書的媒介，儲存了大量的圖書會使圖書館的運行管理消耗額外的能源。特別是一些低使用率的圖書占據了藏書室的很大一部分，這就浪費了圖書館的有效面積，帶來了能源的浪費。

信息時代的到來方便了數字化圖書的普及，大量的紙質圖書需要消耗大量的人力物力去維護，高校圖書館的藏書應該由全部的紙質儲存慢慢轉變為數字化的儲存模式，加快建立數字化圖書館的建設進程。同時也要積極與學生溝通，來減少這一轉變帶來的不適應感。

3.6 運用太陽能技術

在能源領域，太陽能屬于一種清潔無污染的新型能源，是可再生能源，其穩定高效深受人們喜歡。分析太陽能發電量累計值，累計值漲幅變化不大，每年的太陽能發電量比較穩定，可以看做是一個定值，所以太陽能是一個十分安全可靠的能源。圖書館可以在屋頂安裝部分太陽能光電板來收集太陽能，收集的太陽能可以抵消掉一部分的能源消耗，從而側面降低了減少建筑能耗。

3.7提高圖書館的綠化程度

綠色植物有著維持室內熱穩定性，增加濕度，讓人心情舒暢等等的作用，而且沒有明顯的缺點。圖書館中可適當增加綠化程度，提高空氣質量。植物在蒸騰、蒸散過程中，不僅將太陽能轉化為熱效應外，還吸收周圍環境中的能量，顯著降低了環境溫度，造成能量的良性循環利用。有效減少了空氣調節系統的負荷，從而側面降低建筑的能耗。

3.8提高高校生的環保素養

降低能耗不僅要從客觀角度去分析，也要有從學生與校園這一有機整體出發。當代大學生不僅要有過硬的文化素養也要有環保素養，要對于節約要有一個清晰的認知。如：圖書館的入口設置在二樓，學生去三樓查閱資料借閱書籍可由電梯旁的樓梯上行，一層樓的高度都要做電梯的行為應盡量減少。

參考文獻：

[1]國家數據官網 http：//data.stats.gov.cn/

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50189-2015公共建筑節能設計標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2015.

[3]何花.廣州某高校建筑能耗現狀及節能策略分析[J].制冷，2014，33（01）：33-36.

[4]邱磊，李海軍，楊智良.圖書館節能設計及降耗措施分析[J].開封教育學院學報，2014，34（11）：287-288.

作者簡介：

羅宇晨，1998.07.27，男，漢族，遼寧撫順，本科學生，建筑環境與能源應用工程專業.

李欣（1978.06）女，漢族，遼寧沈陽，博士，副教授，研究方向：建筑節能.

沈陽大學校級創新項目“高校建筑能耗分析與綠色化改造研究”（課題編號：2019110350115）.

遼寧省自然科學基金指導計劃項目“基于性能表現的既有公共建筑綠色化改造設計方法研究”.