綠色節(jié)能技術(shù)在高校后勤能源管理運營中的應(yīng)用研究

綠色節(jié)能技術(shù)在高校后勤能源管理運營中的應(yīng)用研究

張繼德 孫騰閣 王騰 張明賢 劉舉進

（濰坊醫(yī)學院）

　　摘要:結(jié)合高校能源管理運營中對綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了高校后勤能源管理的特點和存在的問題，闡述綠色節(jié)能技術(shù)在高校能源管理運營中的重要性。通過對節(jié)能技術(shù)應(yīng)用狀況下高校能源監(jiān)管平臺運行效果及分析，提出高校能源管理綠色節(jié)能應(yīng)用思路。

　　關(guān)鍵詞：綠色節(jié)能技術(shù)   管理運營   實施意義

　　近年來，高校建設(shè)改造工程廣泛采用綠色節(jié)能建筑理念，增加投資，對學生公寓、教學、實驗、辦公等建筑進行綠色節(jié)能、環(huán)保設(shè)計與施工。在后期工程運營階段，針對綠色節(jié)能技術(shù)在新建和改造工程中的投資應(yīng)用，更大可能發(fā)揮其功效，建設(shè)校園能源管理監(jiān)控平臺，對水、電、暖等實施實時監(jiān)控，做到既提高舒適度，又節(jié)約能源、提高經(jīng)濟、社會效益。本課題通過對學?，F(xiàn)有建筑幾年運行管理情況的調(diào)查和研究，有力證明了綠色節(jié)能技術(shù)和能源監(jiān)控平臺的運用，對學校建設(shè)綠色校園，節(jié)能減排意義重大。

　　一、綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是高校后勤能源管理的基礎(chǔ)保障

  1.綠色節(jié)能技術(shù)的涵義

　　所謂綠色建筑節(jié)能是指建筑的節(jié)能規(guī)劃設(shè)計和節(jié)能施工。在建筑工程項目的規(guī)劃、設(shè)計、新建、改建和使用過程中,按照國家的有關(guān)法律法規(guī),執(zhí)行建筑節(jié)能標準,進行現(xiàn)代建筑的綠色節(jié)能設(shè)計。比如對于建筑項目設(shè)計采用新型建筑材料和建筑節(jié)能新技術(shù)、新工藝,通過新的科技元素的運用,實現(xiàn)建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能效率的提高,對于室內(nèi)的供熱需求,首先要保證建筑物室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量,在此基礎(chǔ)上減少供熱采暖、熱水供應(yīng)的能耗問題；通過太陽能、遮陽技術(shù)、自然通風設(shè)計，節(jié)能衛(wèi)生潔具、節(jié)能光源的運用，減少水、電、采光、通風能耗，達到切實保護好生態(tài)平衡,改善學校學習生活環(huán)境。有數(shù)據(jù)顯示，有25%～40%的能耗是可通過建筑節(jié)能改造和能源管理運營控制得以實現(xiàn)的。

  2.綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用宗旨

　　因地制宜，節(jié)能為本， 整體技術(shù)，平衡發(fā)展；被動優(yōu)先，主動優(yōu)化，設(shè)計協(xié)調(diào)，高效運行。

  3.綠色建筑節(jié)能技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

　　當前，我國高校新建和改造的校園建筑工程，綠色節(jié)能技術(shù)已被廣泛認可和采納。校園整體規(guī)劃，要因地制宜，借助氣候、山丘、河流、道路等自然環(huán)境布局建筑造型、綠地河流，形成與周邊環(huán)境相融合，充分利用自然通風與光照，做到生態(tài)環(huán)境與建筑物的和諧統(tǒng)一。單體建筑重點強化外墻、屋面、樓地面保溫隔熱設(shè)計、門窗采用斷橋隔熱雙層中空LOW—E玻璃等熱效率傳遞較低的節(jié)能措施，對體型較大的建筑如綜合教學樓采用分塊設(shè)計、中庭采光通風設(shè)計，增加室內(nèi)通風、加大室內(nèi)自然照明系統(tǒng)的應(yīng)用；采用節(jié)能節(jié)水衛(wèi)生器具，紅外感應(yīng)、腳踏式延時閥等自動控制出水時間和水量，對生活污水進行處理，解決學生公寓樓沖廁需求，對天然雨水，進行集中收集，充分利用；采用新型LED節(jié)能光源，定時或感應(yīng)開關(guān)控制，加強教室、道路照明系統(tǒng)的節(jié)能控制，對地下停車場、地下室走廊、天井等常年較暗空間采用光導(dǎo)管技術(shù)，解決長明燈問題；對電量消耗大的實驗室設(shè)備、通風空調(diào)動力設(shè)備實行用電定量供給和遠程監(jiān)控；對水、暖管路進行分段分區(qū)安裝遠程超聲波水表控制，供暖季節(jié)根據(jù)各段各樓室溫智能調(diào)節(jié)，安裝自動調(diào)節(jié)閥門開關(guān)量，調(diào)節(jié)流量，進而控制室溫，減少熱量過度使用?？傊ㄖG色節(jié)能技術(shù)，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的氣候和自然環(huán)境的特點設(shè)計,而高校后勤能源監(jiān)控平臺的實施，是在綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，保障節(jié)能監(jiān)控效果，從而達到環(huán)保、節(jié)能、創(chuàng)造綠色校園的目的。

　　以下列舉高校在工程建設(shè)改造中常用的綠色建筑節(jié)能技術(shù)  

　　二、綠色節(jié)能技術(shù)在高校后勤能源管理運營中的應(yīng)用

  1.綠色節(jié)能技術(shù)與后勤能源管理運營的關(guān)系

     　 高校對綠色節(jié)能技術(shù)的投資與能源運營管理是相輔相成的，節(jié)能技術(shù)建設(shè)為節(jié)能減排創(chuàng)造條件，是節(jié)能運營管理的基礎(chǔ)和保障，而通過節(jié)能運營管理能更好的發(fā)揮節(jié)能技術(shù)建設(shè)的效果。節(jié)能建設(shè)是基礎(chǔ)，運營管理是關(guān)鍵。通過綠色節(jié)能技術(shù)建設(shè)和合理的節(jié)能運營管理，才能充分展現(xiàn)高校在節(jié)能減排、建設(shè)綠色環(huán)保校園的地位。

  2. 高校能源消耗管理的特點

  2.1高校的能源消耗量高，能耗的增長速度快

　　高校建筑體量大，功能不一，人員眾多。為向全院師生提供良好的能源管理服務(wù)，高校建筑各類基礎(chǔ)設(shè)施能源消耗大，與普通公共建筑相比較，高校的能源消耗指標相對較高，為一般公共建筑的1.6～2倍。我國高校節(jié)能水平相對較低，隨著當前高等教育的大力發(fā)展和教學科研環(huán)境的日益改善，學校的能耗快速增長，給學校的能源管理帶來巨大的壓力。

  2.2高校能源品種多、能耗設(shè)備數(shù)量大，日常管理工作繁重

　　高等醫(yī)科院校屬于功能復(fù)雜的建筑綜合體，需要配備水、電、暖、蒸汽、燃氣等多種能源，制冷、凈化、鍋爐、醫(yī)療科研儀器設(shè)備等各類能耗。為保障能源的安全可靠供應(yīng)、大量科研設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，學校龐大而復(fù)雜的基礎(chǔ)保障系統(tǒng)需要消耗大量的后勤管理人才進行運行維護管理，給學校后勤能源運營管理帶來沉重的負擔。

  2. 3高校的能源使用浪費較大，能耗監(jiān)管體系不健全

　　高校人員眾多，節(jié)能意識參差不齊。各樓宇、各分區(qū)究竟能耗多少，標準多少，歷史數(shù)據(jù)欠缺，節(jié)能管理措施普遍缺失、缺位，高校公共資源被過度使用和浪費。另一方面，高校建筑群較大、功能不一致，能耗設(shè)備多且分散、末端能耗節(jié)點多，經(jīng)常存在局部能源消耗去向不明，查找困難，管理漏洞多。

  2. 4 高校節(jié)能工作普遍缺乏系統(tǒng)性指導(dǎo)和數(shù)據(jù)依據(jù)

　　節(jié)能減排是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性管理工程，多年來粗放型能源管理，導(dǎo)致監(jiān)管措施不精、不細。況且高校普遍存在重教學一線輕后勤管理的思想，缺少精準的數(shù)據(jù)控制標準。節(jié)能建設(shè)重視設(shè)備節(jié)能投入，但運營后管理不善、不節(jié)錢的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)節(jié)能建設(shè)以犧牲環(huán)境質(zhì)量和設(shè)備性能為代價，盲目的節(jié)能投資反而造成了更大的費用浪費。

  3.針對綠色節(jié)能技術(shù)和能源消耗管理的特點，高校后勤應(yīng)加強智能化能源管理的運營。

　　高校應(yīng)充分利用建筑節(jié)能技術(shù)的運用成果，加大能源管理智能化控制，減少能源無辜消耗。近幾年，高校新校區(qū)建設(shè)及對舊有校舍進行了能源監(jiān)控設(shè)備的投入，如對水、電、暖、氣等安裝智能化遠傳監(jiān)控儀表、分部門分區(qū)域定量供給，實行定額管理，多用能多繳費。智能化監(jiān)控措施的實施對高校后勤進行能源節(jié)約提供可靠的直觀地數(shù)量依據(jù)。針對高校近幾年節(jié)能建設(shè)、改造、運營管理積累的經(jīng)驗，為確保更加科學合理的促進學校節(jié)能降耗，根據(jù)《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014、《高等學校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建筑技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)規(guī)范的要求，需要設(shè)立高校統(tǒng)一的校園能源監(jiān)管平臺，輔助高校后勤管理人員進行能源供應(yīng)及能耗設(shè)備的運行管理。

  4.高校能源監(jiān)管智能化建設(shè)的基礎(chǔ)建設(shè)

高校能源運營管理智能化的基礎(chǔ)建設(shè)，即校園能源監(jiān)管平臺的設(shè)立。平臺就是采用現(xiàn)代化的計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、儀表測量技術(shù)，對學校各類能耗數(shù)據(jù)進行在線實時監(jiān)控、核算計量和統(tǒng)計分析，使高校的能源采集數(shù)字化、能源監(jiān)測動態(tài)化、能源消耗可視化、能源管理精細化。能源監(jiān)管平臺可監(jiān)測各供電單元的用能變換，供暖、給水管路的跑冒滴漏異常等信息，為能耗診斷、管網(wǎng)維修改造提供真實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　校園能源監(jiān)管平臺由各類計量監(jiān)測儀表、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和能耗數(shù)據(jù)分析管理軟件系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集器由分布在各能耗點的智能電表、水表、熱量表、環(huán)境監(jiān)測傳感器等組成，采用帶有現(xiàn)場總線連接的各控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，通過弱電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向數(shù)據(jù)服務(wù)器上傳能耗數(shù)據(jù)；采集到的能耗數(shù)據(jù)再通過學校內(nèi)部局域網(wǎng)、或者組建光纖通訊專網(wǎng)等把采集到的能耗數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)管平臺；監(jiān)管平臺由能源管理軟件和必要的計算機設(shè)備進行人機交互界面，對采集的各類能耗數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。各用能點能耗實際數(shù)據(jù)通過收集、傳輸、處理，直觀地展現(xiàn)給平臺管理人員，這樣通過長期的數(shù)據(jù)積累、調(diào)查、整理，將高校內(nèi)的暖氣、照明、動力、給水等能源使用情況進行比較、查漏，實現(xiàn)智能化管理。

  5、高校節(jié)能管理實施措施

  5.1能耗數(shù)據(jù)全校分時段公示

　　能耗數(shù)據(jù)分時段公示是對高校用能效率和能源消耗量，以直觀數(shù)字化信息向全校師生進行公示的活動，是節(jié)能減排工作的重要組成部分。通過公示學校能耗主要信息，明示學校的能耗水平，引導(dǎo)學校的節(jié)能建設(shè)與能源合理使用，評估各部門能耗水平、為實施經(jīng)濟激勵措施提供依據(jù)，以加強高校用能管理、降低能耗水平。同時激勵全校師生加強節(jié)能意識教育，實現(xiàn)人人懂節(jié)能，人人能節(jié)能的目的。

  5.2校園能源監(jiān)管平臺實時監(jiān)控，出現(xiàn)異常及時報警處置，減少能源浪費

　　通過校園能源監(jiān)管平臺實時數(shù)據(jù)的檢測，讓管理人員實時掌握各用電節(jié)點電流、電壓、功率、諧波、電能、負荷率等參數(shù)，進行電能質(zhì)量分析，保證各配電點的安全運行，如對某個重點實驗室設(shè)備用能進行動態(tài)監(jiān)測、記錄功率峰值，掌握重點用能高峰曲線、用能超標點等關(guān)鍵運行時段；對水、暖、氣各儀表動態(tài)檢測，可知此處用量常態(tài)，出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)異常超標，及時處置，如對報警點的警示，使管理人員能在第一時間發(fā)現(xiàn)故障，進行排查，避免造成能源損失。

  5.3對能源監(jiān)管數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計比較分析，及時調(diào)整定額標準

　　按能源消耗的時間段進行分析，可知電能的峰谷用電、晝夜能耗、工作時間與非工作時間能耗情況，總結(jié)出各部位隨時間能耗變化的規(guī)律。同樣，可實現(xiàn)單位面積能耗分析、人均能耗分析、設(shè)備能耗水平分析等，實現(xiàn)用能再分配、用能分時段分配，能源均恒供應(yīng)。通過各測溫點實時傳回的數(shù)據(jù)，分時段分區(qū)域?qū)ψ詣诱{(diào)溫供暖閥門進行調(diào)節(jié)，在保證室溫達標前提下，調(diào)整鍋爐燒煤用量，節(jié)約能源。

能源管理部門以實際能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)，按照學校的建筑區(qū)域、教研科室、能源分類、年月時節(jié)等不同的維度對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以表格、曲線圖、柱狀圖、餅狀圖、面積圖等方式直觀展示學校的各類能源消耗的規(guī)律，制定新的用能標準范圍，實現(xiàn)定點定額供給。

　　三、能源管理實例分析

  1.用電情況分析圖

　　下圖是某校全校24小時用電量柱狀圖及用電分析，通過此圖可清楚地了解當天24小時隨時間推移用電量的變換，而與上月、上年同期用電對比情況，更直接展現(xiàn)了隨著用電設(shè)備的不斷充實，用電量增加情況，日環(huán)比用電、日同比用電分析，教學、辦公、實驗等個體用電量的比較，可為學校電力增容與調(diào)配提供直接數(shù)據(jù)。

  2.用暖情況分析圖

　　通過12小時用熱概況柱形圖，直觀的展現(xiàn)給管理人員12小時內(nèi)每小時耗熱量。通過每天隨時間用熱量高峰、低峰情況，做到早五點到晚十點增加供暖流量熱量，而夜間，供暖流量在保證管路安全的條件下，減少熱水供應(yīng)量和溫度。這樣既節(jié)約用暖，又保證采暖效果。經(jīng)對多年用暖數(shù)據(jù)分析，以及外墻保溫外窗節(jié)能改造后用熱量比較，可為校區(qū)原有舊樓保溫門窗改造提供節(jié)能數(shù)據(jù)參考，提高綠色節(jié)能技術(shù)的實施。

  3.某用水點檢測圖

　　上圖為校區(qū)24小時用水量柱狀圖。通過此用水流量圖，清晰看出每小時用水量。若發(fā)現(xiàn)在非上班時間，柱狀明顯變化，則可判斷用水出現(xiàn)異常，可初步判斷管網(wǎng)出現(xiàn)跑水現(xiàn)象，安排巡管人員巡查原因，以便及時發(fā)現(xiàn)維修，防止水資源流失浪費，以節(jié)約能源。

  4.某高校能源監(jiān)管平臺實施前后年用水量對比效果

　　校園能源監(jiān)管平臺及節(jié)水潔具更換實施兩年，通過實施前后校園用水量比較，可明顯顯示出能源監(jiān)管平臺對用水量的增減效果。下表為能源監(jiān)管平臺實施后2016年、2017年明顯比實施前2014年、2015年用水量減少。實施前后每年用水量分別差值在四五千方左右，而能源監(jiān)管平臺實施后較實施前每年節(jié)約用水量在四萬方左右，節(jié)約8%，按濰坊市現(xiàn)在水價計算，每年用水節(jié)約費用在十四萬左右。監(jiān)管平臺的實施，年用水量的減少，既體現(xiàn)了節(jié)能衛(wèi)生潔具大量使用的實際效果，又體現(xiàn)了監(jiān)管平臺在能源節(jié)約方面的的現(xiàn)實意義。通過用水實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)用水異常，及時排查維修，減少水資源浪費。

某高校能源監(jiān)管平臺實施前后用水量統(tǒng)計分析表（噸）

　　四、綠色節(jié)能技術(shù)及能源管理運營實施意義

  1.為實現(xiàn)綠色節(jié)能，創(chuàng)建節(jié)約型校園提供技術(shù)、制度創(chuàng)新支持

　　通過綠色節(jié)能技術(shù)在工程建設(shè)中的運用，保障了校園建筑節(jié)能的基礎(chǔ)和居住的舒適度；能源監(jiān)管平臺在校園能源管理中的實施，節(jié)水、節(jié)電、供暖效率的提高，促進節(jié)能管理制度的完善。同時，監(jiān)管平臺的運行，提高了職能管理人員的素質(zhì)，減少了人員配備，使高校后勤管理向精細化、智能化、高效化層級邁進。

  2.對既有建筑節(jié)能改造提供實際運行數(shù)據(jù)支撐

　　綠色節(jié)能技術(shù)和能源監(jiān)管平臺是為同一目標而所處的不同階段，均為系統(tǒng)性、綜合性、專業(yè)性很強的工作，前者是后者的基礎(chǔ)和保障，后者是前者的補充和實踐證實。通過能源監(jiān)管平臺真實節(jié)能數(shù)據(jù)的比較，確定一定時期學校的整體能耗水平，查找節(jié)能改造、能源管理過程存在的問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能技術(shù)措施和優(yōu)化建議，為學校的能源管理和節(jié)能降耗提供科學的理論數(shù)據(jù)依據(jù)。

  3.綠色節(jié)能技術(shù)及能源監(jiān)管平臺實施效果，對全社會節(jié)能減排創(chuàng)造良好的示范效應(yīng)

　　由于學校綠色節(jié)能技術(shù)的廣泛應(yīng)用和能源監(jiān)管平臺的建設(shè)實施，2018年醫(yī)學院辦公樓工程以年單位面積能耗51.2kwh/m²被授予山東省公共建筑“節(jié)約之星”稱號，學校國家級節(jié)約型公共機構(gòu)示范單位創(chuàng)建工作獲省檢查組通過。這不僅使學校降低能耗，幫助提高管理水平，獲得良好的聲譽，同時在廣大師生中牢固樹立起節(jié)能觀念、節(jié)能意識，為全社會倡導(dǎo)節(jié)能行為、促進節(jié)能建設(shè)、創(chuàng)建綠色節(jié)能社會帶來良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

  4.學校辦公樓在綠色節(jié)能技術(shù)及能源監(jiān)管平臺實施后取得的效果范例

　　辦公樓綠色建筑節(jié)能技術(shù)主要采用了外墻苯板保溫、斷橋鋁合金門窗改造，選址北靠山，南廣場，利于保溫通風節(jié)能設(shè)計。

近幾年，對辦公樓等建筑采用節(jié)水改造，如紅外線感應(yīng)小便斗沖水、大便器延時閥的更換，單元水表遠傳監(jiān)控；節(jié)電設(shè)計節(jié)能日光燈具的安裝，專用定量空調(diào)配電箱安裝；采暖室內(nèi)安裝感溫裝置，閥門遠控調(diào)節(jié)等節(jié)能設(shè)備及控制裝置。

  2018年9月辦公樓節(jié)能改造被授予山東省公共建筑“節(jié)約之星”牌匾。