摘 要:從“雙碳”理念的提出可以看出國家對于生態(tài)文明建設的決心,其也為綠色低碳生活的發(fā)展指明了方向。在這一背景下探討高校綠色校園的規(guī)劃建設,具有重要的社會價值、生態(tài)價值。研究“雙碳”與建筑的關系,分析高校綠色校園規(guī)劃建設的影響因素及基本原則,并提出具體的綠色校園規(guī)劃建設策略,為高校的可持續(xù)發(fā)展提供良好的基礎條件。
關鍵詞:“雙碳”;高校;綠色校園;規(guī)劃建設
基金項目:本文系南京機電職業(yè)技術學院重點項目“碳達峰碳中和背景下高等學校綠色校園建設對策研究——以南京機電職業(yè)技術學院為例”(KY202102)研究成果。
一、“雙碳”與建筑的關系
“雙碳”,即碳達峰與碳中和的簡稱。碳達峰是指在某一時點,二氧化碳排放量不再增長,各項數(shù)值達到頂峰,之后逐步回落;碳中和是指人為排放源與通過植樹造林、碳捕集與封存技術等人為吸收匯達到平衡,從而減少或消除自身產(chǎn)生的二氧化碳排放,實現(xiàn)正負抵消,達到相對“零排放”的狀態(tài)。
“雙碳”與建筑的關系可以從以下方面展開分析:首先,碳排放。根據(jù)2019年12月開始實施的《建筑碳排放計算標準》可知,能源碳排放因素包括三種,即固體燃料、液體燃料、氣體燃料。其中,單位熱值排放因子數(shù)最高的是固體燃料,最低的為氣體燃料。建筑建造過程中需要用到大量的建筑材料、機械設施等,不同材料的碳排放因子不同,不同機械設備的能源消耗也不同。其次,能源結構變化。主要是指利用新技術能源變動推動新能源的供給,實現(xiàn)鋼鐵、水泥等建筑材料行業(yè)的脫碳。再次,碳捕集。碳捕集與封存技術、碳交易相輔相成,其主要應用于鋼鐵、水泥等重工業(yè)領域,以實現(xiàn)碳中和,主要由國家機構統(tǒng)一管控。最后,碳儲能與碳交易。我國的碳交易市場尚處于起步階段,但是隨著人們生態(tài)意識的不斷增強,建筑領域積極投身碳交易市場的需求越來越迫切。在“雙碳”背景下,高校作為培養(yǎng)優(yōu)秀人才的前沿陣地,在校園規(guī)劃建設方面要充分利用自身條件實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,構建低碳、綠色的校園環(huán)境。
二、高校綠色校園規(guī)劃建設的影響因素與基本原則
(一)影響因素
首先,規(guī)劃理念。高校的校園規(guī)劃建設與普通民宅小區(qū)、休閑園林等有著本質上的不同,高校校園規(guī)劃側重于交流環(huán)境的打造及校園文化的彰顯,要倡導綜合性、有預見性的規(guī)劃理念,保證校園規(guī)劃建設的科學性、合理性。鼓勵在建筑限高區(qū)間的控制下實現(xiàn)容積率的最大化,在有限的地面建設最大的消耗模塊,降低平均建造和運營成本,從而減少能源消耗。
其次,地域特色。趨同化的設計風貌使得多數(shù)校園缺少內(nèi)在的個性特征。在高校綠色校園規(guī)劃建設中融入當?shù)鼐哂刑厣淖匀痪坝^、文化元素,能夠增強學生對于校園的歸屬感,既有利于地域文化的傳承與發(fā)揚,又能夠讓學生受到地域文化的熏陶,還可以就地取材,降低建設成本,減少資源消耗。
再次,功能分區(qū)。高校校園規(guī)劃建設的重點還在于合理安排教學活動及實訓活動的場所。由于高校師生與城區(qū)具有密切關聯(lián)性,要充分考慮空間適應性、交通便捷性等因素,因此,高校校園規(guī)劃建設往往無法在一次投資下完成。
最后,校園文化。高校校園文化包含物質文化與非物質文化,各類活動設施及優(yōu)美的綠化環(huán)境等屬于物質文化,校訓校風、各類文娛活動等則屬于非物質文化。高校建設綠色校園要充分考慮校園文化,營造具有深層文化內(nèi)涵的生態(tài)校園環(huán)境。
(二)基本原則
首先,和諧性原則。高校所規(guī)劃建設的綠色校園是師生日常學習、生活的主要空間,“雙碳”背景下要遵循人與自然和諧相處的理念進行規(guī)劃設計,減少資源消耗,為師生營造良好的環(huán)境氛圍。
其次,節(jié)能性原則。綠色校園規(guī)劃建設過程中要對校園內(nèi)的各種資源進行科學分配,提高各類資源的利用率,盡量采用可再生資源,比如太陽能、風能、生物能等。采用先進的節(jié)能技術降低能源消耗,遵循節(jié)能性原則提高綠色校園規(guī)劃建設的生態(tài)效益。
再次,舒適性原則?!半p碳”背景下,綠色校園的規(guī)劃建設除了要強調(diào)節(jié)能、環(huán)保的理念外,還要強調(diào)環(huán)境的舒適性,以更好地滿足師生日常學習、工作、生活所需。比如采用蓄熱性能、絕熱性能良好的建筑材料調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,或者采用太陽能技術進行取暖,做好建筑的遮陽防護,確??臻g的舒適度,形成系統(tǒng)化的建筑空間規(guī)劃模式。
最后,前瞻性原則。前瞻性原則是指在高校綠色校園規(guī)劃建設的過程中要提前預測并規(guī)避可能發(fā)生的問題,保證規(guī)劃建設工作的順利開展,提高土地資源、可再生能源的利用率,實現(xiàn)高校的可持續(xù)發(fā)展。
三、高校綠色校園規(guī)劃建設策略
(一)科學布局,提高土地利用率
高校綠色校園規(guī)劃建設要轉變傳統(tǒng)觀念,將節(jié)能減排、低碳生態(tài)等理念融入規(guī)劃建設的各個環(huán)節(jié),比如對校園場地進行科學規(guī)劃與布局。這樣既能夠降低學校教學及管理的運行成本,又能夠節(jié)約教育資源,還能提高土地資源的利用率。
第一,合理布局各功能空間,提高應對突發(fā)性人群聚集現(xiàn)象的能力。合理構建校園交通系統(tǒng),科學規(guī)劃不同交通方式的流動路線,既保證校內(nèi)交通的通暢性、便捷性,又提高校內(nèi)的土地利用率。制定完善的規(guī)劃方案,遵循前瞻性原則,預留充足的綠色建筑建設用地。第二,明確土地的應用價值、用途。在不同特點的地塊上設置不同功能的建筑,并根據(jù)建筑單體所需的能源量合理排布,充分考慮這些功能建筑的使用時間、頻次等,在最大程度上減少運行損耗,避免環(huán)境污染及資源浪費。第三,遵循高效、共享的規(guī)劃理念。根據(jù)高校的辦學特點、專業(yè)設置情況等確定綠色校園規(guī)劃建設的規(guī)模,單體建筑之間的功能要體現(xiàn)出互補性、共用性,比如采用復合型功能結構布局建筑綜合體,在最大程度上利用共享空間,提高資源利用率。第四,堅持可持續(xù)發(fā)展理念。在規(guī)劃建筑群、單體建筑時,要結合土地資源情況預留彈性發(fā)展空間,注重地下空間的開發(fā)與利用;建設公共活動場所,在滿足綠色建筑規(guī)劃要求的前提下盡量提高地下區(qū)域的使用頻率,適當增加地上建筑的層數(shù)。第五,合理規(guī)劃布置綠化及水系景觀。根據(jù)當?shù)貧夂?、土壤等特點合理搭配植物品種,采用立體綠化設計方案。結合當?shù)丨h(huán)境特點設計水系景觀,在條件允許的情況下可規(guī)劃設計“海綿校園”,既能夠提高環(huán)境的舒適度,又能夠滿足綠化及水系景觀的用水需求。
(二)科學規(guī)劃建設綠色道路系統(tǒng)
高校校園道路系統(tǒng)與普通的道路系統(tǒng)不同,高校校園內(nèi)的人流量、車流量都有一定的特點與規(guī)律。通常大學生在校內(nèi)以步行為主,采用校車或公交車在各校區(qū)之間通行;教職工群體則以機動車為主。因此,要根據(jù)人流量及車流量的特點規(guī)劃建設校內(nèi)綠色道路系統(tǒng)。
首先,步行系統(tǒng)。步行是高校校園中最常規(guī)、最重要的交通方式。步行系統(tǒng)不僅要具備交通功能,而且應是學校開展各種集會活動的重要場地,因此在規(guī)劃建設步行系統(tǒng)時要考慮空間、景觀、人流量、文化傳承等多個因素。比如可以在交叉口設置節(jié)點以分散人流,如果步行道路路線多變,還可設置層次不同的綠植來豐富景觀視野,或者在開闊的道路節(jié)點設置綠色規(guī)劃展示欄。其次,非機動車系統(tǒng)??稍诮搪毠ぜ覍僭骸W生宿舍、實驗樓等區(qū)域設置一些非機動車停放點,便于教職工日常出行,節(jié)約學生的課外活動時間及上下課往返時間。最后,機動車系統(tǒng)。步行系統(tǒng)與非機動車系統(tǒng)均屬于無污染的交通系統(tǒng),而機動車系統(tǒng)具有一定的污染性。在進行機動車系統(tǒng)規(guī)劃建設時,應盡量利用地下空間,這樣既不會破壞地面道路景觀,又能夠節(jié)約土地資源。若不具備地下停車場的建設條件,則可將停車場設置于較隱蔽的區(qū)域,比如利用綠色景觀植物進行遮掩,以保證地面景觀的整體性、美觀性。另外,機動車行車道的寬度要合理,避免發(fā)生事故或校內(nèi)交通擁堵。
(三)提高水資源利用率
我國作為缺水型國家,水資源十分緊張?!半p碳”背景下,高校綠色校園規(guī)劃建設要致力于水資源的高效利用,具體可以從以下方面進行:
首先,雨水的循環(huán)利用。在校園核心區(qū)域的地面、建筑屋面等設置雨水回收處理設施,通過科學的管道設置將雨水排放至水系景觀中,同時將室外場地的透水面積提高至40%以上。流入水系景觀的雨水可滋養(yǎng)沉水植物,構建良好的生態(tài)系統(tǒng)。水系景觀中還可以投放魚苗,這樣既能夠提高景觀的觀賞性,又能夠凈化水質,降低水體富營養(yǎng)化的概率,保證水系景觀的水質。
其次,中水利用。在校園內(nèi)建立生活污水處理站,站內(nèi)排出的I級A類循環(huán)水完全可以代替普通供水,通過提高中水的利用率減少城市用水的供應。用水設備也要充分考慮節(jié)約水資源,比如采用感應式節(jié)水龍頭,或者在學生宿舍樓中設置節(jié)水型洗衣機、加氣水龍頭等。
最后,綠化灌溉。校園中的綠化景觀需要大量的灌溉用水,為避免水資源的浪費,在選擇景觀植物時要充分考慮其存活率、適應性,利用復層綠化的方法進行智能化灌溉,采用節(jié)水型、低能耗的灌溉技術,在最大程度上減少水資源消耗。選擇可滲透地面材料,雨天可將雨水及時排走,避免路面出現(xiàn)積水;晴天可以加速地面水分蒸發(fā),緩解熱島效應。
(四)綠色照明及能耗監(jiān)測
高校綠色校園規(guī)劃建設中,照明系統(tǒng)是重要的能源消耗途徑,因此要合理規(guī)劃設計綠色照明系統(tǒng),以減少能源消耗。首先,校區(qū)各主要場所要合理選擇照明燈具。公共場所應主要采用節(jié)能燈,車庫、教室、實驗室等采用直管熒光燈。若某些場所需要裝修,則根據(jù)實際情況選擇光源,但其照度、LPD等指標要符合相關要求。采用高光效金屬鹵化物燈作為室外照明光源,按照國家能效標準選擇鎮(zhèn)流器。其次,對各個區(qū)域的照明進行分區(qū)、分時控制,以提高照明系統(tǒng)的節(jié)能效果。比如教室、機房等可采用就地照明開關控制,以滿足隨時開關的需求;對照明要求較高的場所,比如大型會議廳,則需要采用智能照明控制系統(tǒng);公共場所的照明配電箱采用就地控制策略,并由監(jiān)控系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理;樓梯間采用延時自熄開關或紅外感應自動開關;道路照明、景觀照明采用集中控制策略;設計深夜減光控制策略、分區(qū)分組節(jié)能控制策略等。最后,積極采用日照調(diào)節(jié)技術。充分借助建筑的向陽性特點,在建筑規(guī)劃建設工作中按照當?shù)氐娜照諘r間、特點設計建筑物的朝向,使其能盡可能多地獲取日照光源,減少照明系統(tǒng)的應用,節(jié)約電力資源。
綠色校園的規(guī)劃建設還要充分考慮校園能耗分類、分項、分戶的全面計量與實時監(jiān)測需求,按照節(jié)能管理、分戶核算的要求,對校區(qū)內(nèi)的水、電、冷熱量等采用全計量、全監(jiān)測的管理辦法,按照配電干線、樓宇總電量、分項用電量、分戶用電量等指標規(guī)劃電力計量、用水計量、冷熱量計量范圍,實時采集對應范圍的電量、供水量、冷熱量等,實現(xiàn)水、電、冷熱量等能耗數(shù)據(jù)的實時計量與監(jiān)測。此外,高校通常會使用大量的實訓、實驗設備,且應用時間長,會產(chǎn)生大量能耗,因此有必要開發(fā)校園能耗監(jiān)測系統(tǒng),在校園內(nèi)合理設置用電監(jiān)測點。這樣能在第一時間發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常點,并及時維修破損管道。
四、結語
在“雙碳”背景下,高校綠色校園規(guī)劃建設的主要目的是減少能源消耗,深化低碳生態(tài)技術在校園建設中的應用。在實際規(guī)劃建設中,要遵循和諧性、節(jié)能性、舒適性、前瞻性的原則,通過科學布局提高土地利用率,合理規(guī)劃建設綠色道路系統(tǒng),提高水資源利用率,并做好綠色照明系統(tǒng)設計及能耗監(jiān)測,進一步優(yōu)化校園規(guī)劃建設,提高各項資源的利用率,實現(xiàn)高校的可持續(xù)發(fā)展。
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作者簡介:
吳恩百,碩士,南京機電職業(yè)技術學院助理研究員。研究方向:綠色校園。