校园绿色建筑节能设计研究文献综述.doc

校园绿色建筑节能设计研究摘要：据统计，中国每年的年新建建筑面积超过所有发达国家建成建筑面积的总和，占到世界总量的50%。建筑总能耗在中国能源消费总量中的份额己经超过27%。校园建筑能耗大范围超出各建筑类型的能耗均值，教育部大力推广绿色校园建筑。国内外相关机构针对绿色可持续建筑出台了不同的绿色建筑综合评价体系，而相关案例研究也在不断的发展和革新中。关键词：绿色建筑，节能设计，能耗引言我国是教育大国，特别是近几年来，国民经济发展迅速，教育水平的不断提高；随之而来的是高校规模不断扩大，校园面积在增加，学生人数和教职工人数也急剧膨胀。与此同时，大学校园通常采取的是幵放式的管理模式，不少高校的节能措施流于形式，注重了行为管理和节能宣传教育，但在人性化的新技术应用的采用上还是较为欠缺。另外，不少学生和教职员工的节能意识比较淡薄，浪费现象比较严重，由此带来的是高校能源消耗量的过速增长，最后加大了学生的培养成本，从而致使学校本来就不宽裕的资金更加紧张。据统计，截止2010年，全国普通高等学校的数量约为1800多所，在校学习的学生数已经超过2600万人，就是教职工的数量将近220万人。据估算，全国高校总能耗大约相当于2000万吨标准煤，占全的8%；高校的总用水国生活总消费量大约45亿吨，也占到全国生活用水的9%。高校的人均用水量和用煤量也超出国家人均水平两到三倍。因此在高校实现对能源消耗的控制相当有意义，譬如，高校学生能耗降低15%，那么全国高校每年节能约356.5万吨标准煤，相当于一个760万人口的特大城市全年生活用能总量；水消耗降低15%，节水可达4.356亿立方米，也相当于一个500万特大城市全年生活用水总量。当前情况下，推行节能措施、加强能耗监管，推进节能工程，成为高校工作的重点之一。国内校园建筑节能设计研究进展现状随着我国教育水平不断提高，高校耗能过塑增长，为响应国家提出的建设节约型社会的号召，建筑界开始了建设节约型校园、营造舒适室内物理环境的一系列研究。万澧等对上海高校校园建筑热环境性能分析和建筑设计策略进行了研究，他从设计策略、设计程序、设计观念等多个层面对上海高校校园建筑热环境设计的一般规律进行了三个方面的总结：微观层面选择适宜的建筑设计策略，中观层面建筑设计程序应该科学化，宏观层面重视建筑设计中的性能因素（1）。曹燕华对绿色校园建筑的节能发展策略进行了理论研究，其认为绿色校园建筑应从节地与室外环境、节水与水资源利用、节能与能源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量以及运营管理六个方面进行充分考量，在追求绿色可持续发展的同时，为广大学生和老师提供一流的学习、工作、科研环境和各类行政辅助功能，兼具健康、舒适、节能及环保特性（2）。郭瑞芳从景观系统，屋顶及垂直绿化，双层玻璃幕墙，利用窗户大小控制太阳辐射及热量损失等几个方面对改善建筑热环境的措施进行了探讨（3）。郭臻从校园建筑的地域性、整体复合化、绿色生态等三个方面对绿色校园的建筑设计策略进行研究（4）。国内校园绿色建筑案例分析山东建筑大学绿色学生公寓山东建筑大学绿色学生公寓2003年5月开始设计建设,于2004年12月投入使用。公寓由山东建筑大学节能建筑研究所、山东建筑大学设计院与加拿大国际可持续发展中心合作开发。绿色公寓的平面、立面及造型都与其他普通公寓尽量保持协调一致,在保证原有建筑风格及使用功能不受影响的基础上,将多项绿色节能技术与建筑有机结合。公寓采用了多项先进的节能技术,包括围护结构节能技术、被动式太阳能采暖技术、太阳能烟囱技术、对流通风及新风系统、太阳能热水应用技术、光伏发电技术、卫生间背景排风技术、智能控制及中水回用技术。山东建筑大学绿色学生公寓作为一个示范性的低能耗绿色建筑,在太阳能利用、节约能源、改进学生公寓空气质量、改善居住环境的舒适度等多方面都取得了较大的成就。参考有关文献在该公寓使用六年之后对其进行公寓舒适度测试与问卷调查，其综合分析如下：（1）、公寓夏季和冬季的室内水温平高于普通学生公寓。这与公寓良好的隔热围护结构和相关生态技术的得利应用有直接关系。但同时也发现南向房间由于缺少阳台，加上南窗外遮阳板遮阳范围不够,无法有效的遮挡夏季阳光,可引起夏季室内过热现象。（2）、绿色学生公寓的室内湿度在冬季和夏季均能控制在30%-70%之间。保持在较为适宜的范围内。室内湿度变化幅度较小。（3）、公寓夏季通风效果明显比普通公寓好,与普通公寓相比，该公寓在通风窗和太阳能烟囱的共同作用下,取得了良好的通风。（4）、太阳能烟囱具有明显的通风效果,且每层进风口的风速控制的很稳定。但在关闭楼道东端门的情况下,距太阳能烟囱远的宿舍通风效果减弱。（5）、太阳墙系统在冬季室外天气晴好的情况下,当太阳墙将室外空气温度加热到20,便可为北向宿舍输送暖风。但由于风管在送风时有温度衰减现象,在总长约36m的风管内,温度衰减率约为13%-15%。这使得底层送风远端宿舍,在某些时段得到的新风温度低于18,低温的新风虽不影响新风换气的要求,但在冬季给人带来不适感。（6）对于南向直接受益式采暖设计,没有阳台为学生生活带来极大不便,晾衣服难的问题显而易见。同时南向宿舍还有眩光问题影响（5）。对山东建筑大学绿色学生公寓设计的评价：综合分析山东大学绿色学生公寓建筑设计及参考文献的调研分析，可以发现公寓在节约能耗这一方面具有卓越成就，但在设计中也存在些许不尽完善的地方，如房间温度波动大、眩光问题、太阳墙系统送风温度衰减问题等。笔者通过阅读相关文献资料，对公寓中存在的问题提出相应的改善措施。a.针对其被动式采暖技术而造成的室内温度波动、眩光、无阳台无晾衣空间等问题，笔者选用阳光间式太阳能采暖作为改进对策，即在公寓南向加封闭阳台。阳台作为一个过渡空间的设置,在夏季和冬季均能够起到改善建筑内部空间的热舒适的作用。过渡空间在夏季能够为房间提供遮阳,降低夏季太阳辐射对室内热环境的影响。它也可以为学生提供一个晾衣空间,可以减少风沙灰尘进入室内,最重要的它具有很好的热工性能和遮阳功能。b.太阳墙系统可以为建筑提供足够的新风量并辅助供暖，但根据参考文献作者调研资料显示，其存在送风温度衰减问题。对此，解决办法一方面可以提升送风温度，另外一方面可以考虑管道保温。根据鞠晓磊山东交通学院图书馆生态技术应用分析研究一文，影响送风温度的因素有四个方面,即太阳辐射强度、集热效率、风量（空气流速）和管道保温。在太阳辐射强度一定的情况下,送风温度与风量大小成反比。而集热效率随风量的增大而增大,当集热效率增至0.8左右时,效率曲线开始变缓,随风量的增加变化不大。此外，公寓管理者与使用者也应该提高节能意识，以节能为己任，减少不必要的能源浪费（6）。国外校园建筑节能设计研究进展现状及评价自1972年“绿色校园”理念提出至今，很多国际组织以及著名高校都先后启动和实施校园绿色生态计划，如美国乔治华盛顿大学的“绿色大学计划”，加拿大渥太华大学的“校园绿色行动”，英国爱丁堡大学的“环境议程”。还有许多的跨校联盟，例如美国高校联合建立的“环保高校联盟”、欧洲大学协会的哥白尼可持续校园组织等。目前西方国家无论是对旧校区的绿色改造，还是新校区的生态规划以及针对“绿色校园”理念建立的制度和机构，都已经较为成熟。哈佛大学是美国开展绿色校园项目最广泛的大学。其建立了绿色校园推进组织，制定了绿色校园建设相关的可持续原则和战略规划。大力推行包括校园节能计划、学生绿色生活计划、资源高效利用计划和综合能源管理在内的一系列绿色计划，开展了绿色之杯、绿色生活调研、校园节能项目等一系列活动。澳大利亚国立大学，是国际上公认的环境研究与教育的领导者。多年来坚持推行绿色校园建设，并注重提高全校师生的环境意识与责任感来推动学校环境责任的履行。成立了环境管理计划委员会；设立免息基金用于节水和污染控制方面；成立绿色校园社团，并对其成果进行奖励。在亚洲，很多高校在绿色校园的研究和实践方面也表现十分突出，例如日本的东京大学、京都大学；韩国的汉阳大学；印度的新德里大学、印度统计学院；泰国的清迈大学；越南的河内国际关系学院等。东京大学为建设低碳校园制订了长期和近期两个计划，并结合学校的实际情况，制订了建设绿色低碳校园力求达到的最优原则：减少温室气体排放量以及减少校园生命周期的维护成本。全校范围内采取了热源系统大规模更新；为照明设备提供人体传感器；使用节能日光灯；升级空调设施等一系列节能措施(7)。国外校园绿色建筑案例分析东英吉利大学Thomas Paine Study Center项目东英吉利大学（UEA）位于英国英格兰地区诺威奇市，属于温带海洋性气候。东英吉利大学环境科学学院在创新和卓越两方面享有国际认可的荣誉。Thomas Paine Study Center为UEA最新的绿色校园建筑。其实现目标以低碳建筑的宏观目标为依托，在实现能源消耗和碳排放量最小化的同时，为学生和工作人员提供一个满足他们各种需求的舒适的环境。其核心节能策略主要是新能源利用策略、建筑保温策略、照明系统以及监测管理系统等。具体如下：、TPSC发展了冷、热、电三联产系统（CCHP）结合生物质燃料气化器系统，作为新能源为整个园区提供源源不断的电能和热能。、自年以来的低碳建筑使用了系统，以增加建筑维护结构的储热性能，实现被动式环境控制。、天然采光区域选用高性能、在密封的双层玻璃单元填充氩气的玻璃作为窗户。在建筑下端背面暴露在外的区域，选择悬挂式安装灯具在有悬吊顶的区域，选用嵌入式安装灯具。、TPSC通过使用者满意度以及能耗性能两方面评价建筑使用性能，通过对它们的监测和管理可获得有关建筑使用性能的有效反馈从而在使用过程中进一步优化建筑使用环境、同时降低建筑使用能耗（8）。对东英吉利大学TPSC项目的评价：根据相关文献的调研资料，得知其使用者满意度较高，能耗较低，在诸多国内外绿色校园建筑经典案例中，东英吉利大学的绿色校园建筑群成规模性发展，节能减排效果显著。其最新绿色校园建筑很好地实现了控制碳排放以及提供舒适高效的教学办公环境的双重目标。同时，笔者也建议在做国内校园绿色建筑项目时参考项目，结合本地气候特征、日照条件、地理位置及建筑设计的空间功能，充分考虑与的不同，对本地绿色建筑节能设计考量点展开研究。本文不足与展望不足：由于笔者的理论水平有限，本课题文献综述的写作还存在许多的不足：绿色校园作为一个微型社区，其涵盖范围较广，设计时所需要考虑的环节较繁杂，本文仅从建筑单体的绿色可持续方面着手探讨，存在一定的局限性，比如没有涉及校园整体规划、环境景观设计、具体的道路系统设计等方面。同时，当前的研究成果仅能够为绿色校园设计的前期基础阶段提供参考，具体操作方法还需要根据建设中所遇到的实际情况不断调整和进一步深化。此外，文中部分案例具体的数据信息较难获得第一手调研资料，仅能通过网络或文献资料获取相关信息。论文中存在的缺陷和不足之处，希望得到老师的指正和谅解，学生将不断弥补自己的知识体系，努力对研究课题做进一步深化和修正。展望：我国的校园建设热潮空前，然而当前的环境与资源问题，使人们的危机感倍增，因此传统的校园规划与建设亟待改进与革新，发展绿色校园则是改善当前问题的迫切需要，关于绿色校园的设计研究将会有更广阔的发展空间。绿色校园的设计研究是一个开放多元的复杂系统，涉及多学科领域的交叉融合，如何实现绿色校园的设计更为人性化和生态化，需要更多的专家学者进行长期深入的研究和实践探索。绿色校园建设任重道远，需通过设计师、建设者以及社会各界的共同协力，切实有效的推进校园的绿色可持续发展，为后世造福。参考文献（1） 万澧; 宋德萱.上海校园建筑冬季室内热环境评价及建筑设计策略分析.建筑科学，2007-8（2） 曹燕华.绿色校园建筑节能设计以复旦大学江湾校区新建环境科学楼为例.复旦大学.2013-4（3）