綠色建筑與綠色校園建設

文 徐小偉

大家身在北京，對北京的環(huán)境，尤其是對北京的空氣有非常密切的關注。2011年，我國已經(jīng)超越美國，成為世界上碳排放第一位的國家。當時大家對這個排名并不太在意，但從2013年大家對北京的霧霾天有了深刻的印象后，開始意識到碳排放已經(jīng)不是一件簡單的事情，它會帶來一系列的環(huán)境問題，跟我們每個人的生活息息相關。如何從大的形勢下看碳排放的要求，無論是從北京地區(qū)層面，還是從教育這條戰(zhàn)線，或是從市場看，大家都會認為在節(jié)能減排教育方面可以做很多工作。校園，能夠成為社會可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護示范的一個場所；學生，也越來越關注環(huán)保問題；建筑企業(yè)，可以成為節(jié)能減排的排頭兵。因此，我們需要探索綠色建筑與綠色校園的建設。

一、綠色校園的背景

在中小學開展綠色校園的建設，一方面是硬件的建設，另一方面是對中小學生節(jié)能環(huán)保意識的養(yǎng)成教育。所以建設綠色學校，既符合國家和北京市的低碳、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也是構(gòu)成校園生態(tài)文明的重要內(nèi)容。目前，全國大概有37.5萬所中小學校，校舍在200萬棟以上，在校學生人數(shù)超過1.55億。如此眾多的學校數(shù)量和學生人數(shù)，決定了在學校開展節(jié)能減排包括綠色學校建設工作，會帶來非常廣泛的影響。如果把學生看成一個核心圈的話，他可能會與同學、家庭、社區(qū)發(fā)生聯(lián)系，這樣就會以學校為核心，形成非常大的社會影響力。

從原來的節(jié)約型校園到綠色校園是一個跨越和發(fā)展。綠色校園建設就是在其全壽命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源，以保護環(huán)境和減少污染，為師生提供健康高效的生活環(huán)境，對學生具有環(huán)境教育的功能。所以從這個定義來看，綠色校園的建設分為幾個部分：一是具體的管理，包括能源的管理，以及相關的組織和相應的制度。二是綠色校園技術，有相應的規(guī)劃、建設和運營的基礎。三是綠色校園需要承載一定的教育功能，包括教學的宣傳以及社團活動等。只有包含了管理、技術和教育三方面內(nèi)容，才能稱之為完整的綠色校園建設。

二、國內(nèi)外綠色校園發(fā)展現(xiàn)狀

早在1972年的斯德哥爾摩人類環(huán)境會議上就提出了綠色校園的概念。1994年，聯(lián)合國教科文組織正式提出可持續(xù)性的教育，主要是希望通過對青少年和全體社會成員進行環(huán)境教育、人口教育和可持續(xù)發(fā)展教育，促進整個環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展。1997年，有30余所著名高校加入，284位美國大學校長加盟并發(fā)表聯(lián)合聲明，要把大學校園建成一個碳綜合園區(qū)。北京也有200多所學校參加了這個項目實驗的一些活動。

歐洲進行生態(tài)學校建設，更加注重把一些環(huán)保理念與學校的管理和教育相融合，希望培養(yǎng)學生的環(huán)境素養(yǎng)。美國綠色建筑協(xié)會有一個綠色評估體系，重點是推廣綠色建筑，以硬件為主。隨著網(wǎng)絡技術和信息化技術的發(fā)展，安裝感應傳感器對整個建筑進行實時檢測成為一種新趨勢。在國外，有專門針對綠色校園后期運營維護的節(jié)能方案，有與運營成本相對應的白皮書和指導手冊，對整個學校如何實現(xiàn)綠色和節(jié)能目標進行全程管理，對綠色采購、節(jié)能措施、零排放等都有非常明確的指導。美國綠色校園的認證包含能源、大氣環(huán)境、材料和資源等項目，根據(jù)不同的得分情況分為認證級、銀級和金級，形成了體系化。

美國的一所知名學校，是非常典型的綠色校園，校園分為教學區(qū)、活動區(qū)、操場、服務設施等幾個區(qū)域，學校針對不同的區(qū)域采取不同的節(jié)能和環(huán)保措施。比如室內(nèi)環(huán)境對孩子的成長非常重要，所以就要提高室內(nèi)空氣的流動性，盡量采用自然通風。學校的傳媒中心可以連接各個教室的功能區(qū)，整個區(qū)域全部選配無毒材料，有利于學生的身體健康。教室的照明、自然通風情況和建筑的高度，都是非常有利于學生進行活動和學習的。圖書館采用輕裝修風格，自然采光，大玻璃窗的設計讓人覺得非常舒服和親近自然。公共空間的設計，入口處有綠色帶，可以隔離道路上的噪聲。室外花園多采用透水地面，盡量選用本地物種，提高物種的存活率，降低維護成本。

近些年，我國綠色校園建設發(fā)展很快。最早我們叫“節(jié)約型校園”，更多地講能源的節(jié)約和房屋修繕這些內(nèi)容。隨著大家對綠色校園認識的不斷加深，就開始從節(jié)約型校園建設向綠色校園轉(zhuǎn)變。綠色校園承載的范圍和內(nèi)涵都遠遠大于節(jié)約型校園，另外綠色校園和綠色城市的理念相吻合，是未來校園建設的大趨勢。節(jié)約型校園是以資源節(jié)約為主，綠色校園強調(diào)的是人的感受，就是師生的感受，主要目的是節(jié)約資源，但首先是要提供健康舒適的環(huán)境，在這個基礎上最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境。

我國在2013年4月1日頒布了綠色校園的評價標準，這個標準跟國外的綠色校園評價標準有些相似，包括環(huán)境與可持續(xù)場地、節(jié)能水資源、材料等，里面還加入了教育推廣，這是跟其他綠色建筑建設不同的地方。因為學校建筑與賓館等場所有所不同，校園的規(guī)劃和建設應盡量采用被動式設計，就是自然通風、自然采光，而不是通過購買高檔的設備來實現(xiàn)。這也符合校園建筑的特點，符合目前我國的整體發(fā)展水平，也有利于學生的身心健康。

總體來說，我們的學校還處于節(jié)約型校園建設階段，并開始向綠色校園方向發(fā)展。整個學校建設應該系統(tǒng)推進，而不僅是發(fā)展硬件，還要有相應的管理，需要更多的教師、學生共同參與，才能形成綠色校園的整體推進機制。另外，綠色校園的建設既包含政策管理，也包含技術和市場資金的運作，需要三者聯(lián)動。

三、綠色校園包含的內(nèi)容

我們?nèi)绾魏侠淼剡x擇相應的技術建設綠色校園呢？校園的建筑類型相對來說更加多樣和復雜，包括普通教室、實驗室、專業(yè)教室、辦公室、圖書館、體育館、宿舍、食堂等。但是這些建筑不會追求復雜的風格、奢華的裝修。因此，整個校園建筑的運營特點就非常明顯，不同類型的建筑，它的功能和要求完全不同。對一般建筑來說，可能更多關注制冷、采暖，對學校來說可能更關注春秋季的運營，可能還會關注一些冬季和夏季的運營。綠色校園的技術體系總體來講叫“三環(huán)布局”和“兩軸定位”，“三環(huán)”即屬性環(huán)、技術環(huán)和周期環(huán)，“兩軸”更多的是講綠色校園除了承載技術以外，還承載文化教育平臺，保證目標不偏離實際的效果。

“屬性環(huán)”就是指校園的屬性。校園的建筑特點、使用特點決定了我們具體選擇什么樣的技術，同時，我們提倡選擇適合本土的低投入技術。有些設計要考慮當?shù)氐馁Y源條件和限制條件，比如說太陽能，北京地區(qū)屬于太陽能較豐富的地區(qū)，其他地區(qū)未必適用。再比如場地，周邊是否有污染、噪聲，都與校園的設計和后期運營有關系。綠色校園還是一個管理的理念，一個文化教育的理念，綠色校園的學生如果不能養(yǎng)成綠色生活習慣和綠色價值觀的話，那么從某種意義上說綠色校園建設工作是失敗的，因為建一座大樓并不是教育的根本目的，我們是希望培養(yǎng)高素質(zhì)的人才。

“技術環(huán)”是關于技術的選擇，在難度上技術分高、中、低，從實現(xiàn)途徑上分軟性技術和硬性技術，從經(jīng)濟效益上存在高投入低產(chǎn)出，或者是低投入高產(chǎn)出。以居住建筑為例，大家可以看到現(xiàn)在有很多技術得到應用，在眾多技術中，設計技術是主要的，它決定樓建成什么樣，其他技術如立體停車、地下空間的利用等，這些是跟節(jié)約土地資源相關的技術，我們可以把它分為低成本的技術、適宜的技術和高投入的技術，有著不同效益的產(chǎn)出。我們需要根據(jù)校園建設的具體情況及一些技術的要求選擇合理的措施，比如節(jié)水措施有雨水的收集灌溉、節(jié)水型器具、室外人工濕地等，能源供應方面有自然采光、圍護結(jié)構(gòu)、內(nèi)外保溫、空調(diào)等，整個技術都需要通過改善設備來實現(xiàn)，有的需要較大的投入。

“周期環(huán)”就是整個建筑全生命周期的考慮?，F(xiàn)在由于一些信息技術和IT技術的出現(xiàn)，我們可以通過時時監(jiān)控方便地了解到整個項目的運行情況。在修繕改造方面，原來我們只關注具體的一些改善，現(xiàn)在按照我們對綠色校園的理解，可能會分為節(jié)能改造、節(jié)水措施、室內(nèi)環(huán)境等方面的內(nèi)容。

綠色校園的具體實施，要先做基礎評估，首先是通過基礎調(diào)研來獲取信息，其次是進行整理分析，找出具體工作方向。每年每所學校都有相應的工作指標，如圍護結(jié)構(gòu)改造、計量改造等，改造完成后還要對效果進行評估。在改造前要針對存在的一些問題來選擇不同的技術路線和具體實施路徑。針對圍護結(jié)構(gòu)這方面，可能有外墻反射涂料的選擇、保溫砂漿的粉刷等，其他的還有室內(nèi)照明燈具的更換、節(jié)水方式的選擇等，通過這些措施使整個校園的能源、水資源和教育環(huán)境都有了改善和提高，總體上達到國家綠色建筑的標準。

目前隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣，我們可以建設校園監(jiān)管平臺，時時對校園的信息和動態(tài)進行監(jiān)管。目前比較成熟的監(jiān)管平臺包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(通過電表、水表、熱量表等對整個樓宇項目的各種信息進行采集)，數(shù)據(jù)終端(通過無線或有線方式，把數(shù)據(jù)上傳到統(tǒng)一的中心進行分析和處理)。這個平臺能夠收集國內(nèi)所有不同層級學校建筑的信息，形成學校建筑能效地圖，從而可以看到不同省市能耗的水平和指標。對于一個地區(qū)，可以按照區(qū)域的劃分和切割來進行時時檢測和公布，通過三維方式展現(xiàn)總體能耗趨勢，對這個區(qū)域內(nèi)不同的學校給出用能指標的排序，幫助有關部門制定相應的政策和制度?，F(xiàn)在很多學校的用能是按照每年預算的總量來劃撥的，而不是根據(jù)實際發(fā)生情況進行有效分配。通過這個平臺可以實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)控，把不同的學校、不同的建筑情況進行排序和比較，找出一個標桿建筑和一些高能耗的建筑，幫助運營管理人員找出造成這種情況的原因。比如在夜間看到有一些能耗數(shù)據(jù)，說明在這期間有的設備沒有及時關閉造成浪費。另外還可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行節(jié)能改造的評估。

四、綠色校園建設實踐

如何從前期規(guī)劃設計到后期建造運營，全程推進綠色校園建設工作呢？例如深圳南山麗湖學校，用地3萬平方米左右，建筑面積1.7萬平方米，包含教室、教工宿舍和其他一些建筑，整體風格的選擇，跟其他校園相比還是有些特點的。校園選用書院方式，整個格局分為“兩軸”“三院”：一個軸是入口軸線，另一個是中心景觀軸；分為三個組團，即教學組團、實驗組團和辦公生活組團。在每個組團之內(nèi)，按院落式打造，風格跟中國傳統(tǒng)園林有點像。

節(jié)能環(huán)保技術跟校園是如何結(jié)合的呢？首先看正南正北的布局，可以爭取最好的采光。學校用地并不是非常規(guī)整，如果按照傳統(tǒng)布局方式，無法保證每座建筑都排列規(guī)整和南北朝向，所以采用組團式的布局。另外，非常重視聲環(huán)境的影響。學校周邊有一條主干道，因此在布局時把衛(wèi)生間、樓梯間等對于噪聲要求沒有那么高的輔助設施放在道路兩側(cè)，把教學組團放在離道路最遠的地方，這樣校園內(nèi)部噪聲相對較低，保證了整個教學環(huán)境的質(zhì)量。

食堂放在下風口，這是分析了整個風向后的考慮，因為食堂會有比較多的味道或者是污染物產(chǎn)生。學校室外通風環(huán)境也需要提前進行模擬和分析，包括整個校園夏季、冬季的主導風，以合理布置教室。整個建筑設置了大量的架空空間，一方面有利于氣流的通過，保證整個校園的空氣是清新和流動的，另一方面底層架空既避免了潮濕，又擴大了師生活動空間。

學校對自然采光的要求非常高，所以在建筑設計時，會對自然采光進行分析，通過設計比較大的窗戶保證整間教室有比較好的自然采光，即便是陰天也不用開燈。同時采用半透明的圍護結(jié)構(gòu)和玻璃磚，使光線更加柔和。整個窗戶采用了中空LOW-E玻璃，透射率比較高，又有比較好的隔熱性能。整間教室還采用了一些屋頂自然采光的做法。

學校還盡可能地利用一些邊角地帶做趣味空間和綠地，如校園菜地分為大小不同的地塊，供各個班級進行種植和其他課間活動。

節(jié)能方面，這個項目采用了200 mm的加氣混凝土砌塊，外面是220 mm的水泥砂漿，傳熱性能系數(shù)在1.0以內(nèi)。屋頂采用了30 mm的擠塑泡沫板。體育場通過空調(diào)的立體化設計形成了對整個建筑的遮陽。室內(nèi)照明主要是采用T5型直管熒光燈，室外照明系統(tǒng)根據(jù)不同區(qū)域有相應的照明控制策略。走廊部分，因為人員走動比較頻繁，采用開關照明，其他室外照明更多是采用智能照明控制系統(tǒng)，如樓梯間采用自熄式開關控制。針對冬天室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量較差的情況設計了新風系統(tǒng)，當室內(nèi)二氧化碳濃度達到一定值的時候，新風系統(tǒng)就會啟動。新風系統(tǒng)結(jié)合了制冷和采暖功能，在夏天可以起到降溫的作用，帶來清新的室內(nèi)環(huán)境，冬季的送風溫度在18℃左右，主要是改善教室的空氣質(zhì)量。另外，夏天新風系統(tǒng)還具備一定能量回收的作用，采用全熱回收的機組，新風進來和出去的地方有一個熱交換，能夠?qū)ε懦龅哪芰亢蜔崃窟M行回收，有效率達到60%以上。太陽能設施的使用上，太陽光不充足時，一般會設置電加熱，或者其他輔助加熱系統(tǒng)。這個項目采用了空氣源熱泵的方式來輔助加熱，效率比常規(guī)的電加熱效率提高100%以上。項目50%的熱水都可以用太陽能來提供，整體用了大概24塊平板型集熱器，一個儲熱水箱，一個恒溫水箱。

學校有一些停車場和小花園，主要是通過透水磚來增加雨水的自然滲透。院落基本上能夠做到對屋頂?shù)挠晁推渌乇硭M行收集，通過雨水調(diào)節(jié)池和相應的設備處理后，就可以進入清水池，用于綠化和道路的澆灑。要根據(jù)雨量選擇合理的容量，進行精細化設計。這個項目也采用了中水系統(tǒng)，對廢水進行相應處理，最后跟人工濕地結(jié)合起來。人工濕地下面有一個蓄水池，因為土壤和濕地本身有過濾和凈化作用，通過自然的方式進行過濾可以減少設備的投入。中水可以用來沖洗廁所。收集的雨水相對來說污染程度沒有那么高，通過簡單處理后，可以沖洗道路。

我們對整個項目的運能情況進行了統(tǒng)計分析。這個項目主要用電是照明、空調(diào)和動力，算下來每平方米在1.5度電左右，這是非常低的。同時有效地改善了校園環(huán)境，提高了整個校園建筑的品質(zhì)，產(chǎn)生了巨大的育人效應。這所學校是該區(qū)非重點學校，但建成之后，由于校園的設計和建造理念非常突出，提高了學校整體的水平，成為南山區(qū)的熱門學校。

五、結(jié)束語

我們一直在提倡的綠色校園建設，不僅僅是某些硬件的建設，綠色教室的建設，我們更希望通過綠色校園的建設，傳達一種觀念，宣傳一種理念。什么樣的思維決定什么樣的行動，有了綠色觀念，才可能真正引導學校朝著綠色校園的方向發(fā)展，把校園建成宣傳綠色概念的場所。