绿色校园国际学术前沿动态研究

2019-06-27赵玉玲ZHAOYulingYANGJie孙彤宇SUNTongyu姚俊兰YAOJunlan

住宅科技 2019年6期

■ 赵玉玲 ZHAO Yuling 杨洁 YANG Jie 孙彤宇 SUN Tongyu 姚俊兰 YAO Junlan

0 引言

大学校园被视作“微型城市”，有较为集中的教育教学设施和生活配套设施，是一个人才培养的场所，是绿色和可持续理念教育的核心。活动在其间的人群，在年龄、知识层次等方面，都是城市社会结构中最具活力和创造力的阶层。在当前创新驱动发展战略下，大学校园已成为城市发展的科技创新引擎，对城市生活的方方面面产生强大的辐射。另外，大学校园有独立的组织机构，也有利于推动和落实绿色校园管理体系。绿色校园的主题越来越受到广泛关注，绿色校园建设也被视为建设绿色和可持续城区的示范和样板。

绿色校园（Green Campus）是指在其全寿命周期内最大限度地节约资源（节能、节水、节材、节地）、保护环境和减少污染，为师生提供健康、适用、高效的教学和生活环境，以及与自然环境和谐共生的校园[1]。美国环境保护署（US Environmental Protection Agency）提出，绿色校园是将可持续发展的文化和校园实际功能与校园未来发展及可用资源关联的教育空间[2]。

自1972年《斯德哥尔摩宣言》首次提出高等教育可持续性概念，可持续校园经历《塔卢瓦列斯条约》、“全球可持续发展校园联盟”和“共同应对气候变化问题大学校长联盟”等关键历程，逐步在全球高教界形成广泛共识。于此同时，国际上涌现出一批具有代表性的可持续校园推广项目，包括可持续发展大学的环境管理会议（Environmental Management for Sustainable Universities，EMSU）和可持续发展会议工程教育板块（Engineering Education in Sustainable Development conferences，E.E.S.D.）,以《清洁生产期刊》（JCLP）和《高等教育可持续性国际期刊》（IJSHE）为代表的可持续校园研究专刊，以及许多关于高等教育可持续发展的宣言和宪章[3]。

我国绿色校园建设虽然起步较晚，但在政府机构和科研单位等的推动下迅速展开。截至2015年，国内已有超过300所院校入选国家节约型校园示范，其中，70多所院校的校园节能监管体系建设通过国家验收[4]。本文主要对绿色校园领域的国际研究动态进行分析与总结，探索绿色校园发展新趋势，以期对我国绿色校园建设提供参考。

1 绿色校园文献计量分析

对绿色校园和可持续校园相关的国际前沿文献进行计量分析，首先在Web of Science的核心合集数据库中，检索绿色校园相关文献，以绿色校园和可持续校园（Green Campus，Green University，Sustainable Campus和sustainable University）为检索关键词（标记为“组1”），共获得983篇文献，以及3 205个关键词。进一步筛选出200个高频次关键词，通过对高频次关键词的大小写和缩写的初步除重，相近词合并（如Energy Saving和 Energy Conservation）、检索词精简（如Sustainability和Sustainable等均以sustainab*进行检索），得出72个精选关键词（标记为“组2”）。把“组1”和“组2”两组关键词以布尔逻辑运算符AND连接，并选取检索年限为1972～2018年，共检索得出486篇文献（样本文献集，检索时间为2018年11月05日）。

对样本文献集的发文年度、发文国家和发文机构，以发表论文数为依据进行排序，并统计各国和各机构的总被引数和篇均被引数。总体上，收录于Web of Science的绿色校园相关文献数量自2006年后呈现持续增加趋势，且2011年后的研究数据量有较大提升（表1）。文献合作网络以美国和英国为中心（图1），绿色校园文献发文前十的机构中（表2），篇均被引数前三的是美国田纳西大学、加拿大亚伯达大学、葡萄牙科英布拉大学。发文量前十的国家中，发展中国家占据4个（表3），表明发展中国家对绿色校园已具有较高关注度。

2 绿色校园学术现状研究

利用Vosviewer绘制关键词聚类图，通过关键词聚类图谱甄别近20年绿色校园学术研究领域主要内容，可以将绿色校园研究概括为7个重点研究方向（图2），包括可持续发展教育、能源利用效率、绿色校园建筑评估、可持续校园管理、校园健康、碳排放控制和废弃物管理。通过分析其中的高被引文献，提炼出各个研究方向的高频次关键词（表4），进一步总结凝练当前绿色校园国际学术研究中的重点研究内容和新的关注热点。

表1 绿色校园文献发表年度计量分析

图1 绿色校园研究国家合作网络图

表2 绿色校园文献发表机构计量分析

2.1 高等院校可持续发展教育

可持续发展教育（ESD），自1992年的“21世纪议程”中被提出，至2002年联合国教科文组织制定“ESD十年计划”，已经成为可持续理念教育政策与实践推进的一个成熟领域[5]。现阶段，可持续发展教育主要分为可持续课程安排和教育对象两个研究方向。

高等院校的可持续课程安排，起初以新开设可持续导论课程为主，继而转向探索更具理论性和研究性的可持续教育实施方案，可持续发展教育的发展水平和创新策略被作为高校学术排名的参考值。以Lozanom等为代表的学者提出可持续课程的实施需经历一个循序渐进的过程[6]。Sterling和 Thomas将ESD课程的发展分为4个阶段[7]：从拒绝阶段（Denial）到ESD作为常规课程补充阶段（Bolton）,逐渐转变为内置于其他课程的置入阶段（Build-in），最后达到可持续教育的课程重组阶段（Curriculum Redesign）。

可持续课程的教育对象，由主要聚焦在学生培养方面，开始关注教职人员可持续理念培养。Matthias Barth等[8]通过在发展中国家实施的一项为期一年的教职人员可持续教育培训班，以厄瓜多尔的Universidad Técnica del Norte （UTN）为例，包括5门课程和2个工作坊，共720个学时（表5），参与培训班的教职人员成为后续可持续教学的主力。培训教职人员项目（Educating-the-Educators Program）已逐渐成为推动可持续校园转型的双赢策略。

2.2 能源利用效率

高校作为教育科研基地，建筑类型繁多且能耗种类需求多样，在能源消耗中占有很大比重。《斯德哥尔摩宣言》和《塔卢瓦列斯条约》等一系列文件均强调大学能源利用效率对环境的影响。目前，能源利用已由节约能源转向以目标为导向的能源总量监测系统。

高校的节能措施从拒绝一次性餐具、实验室安装声控开关等改变师生行为和采用紧凑型荧光灯等低能耗设备开始，逐步发展为推广3R（Reduce，Recycle，Reuse）、绿色屋顶、HVAC、BIPV、风能、太阳能等一系列绿色技术。

在此基础上，学者们提出建立能耗监管平台，打造校园能耗使用可视化界面，智能监控校园能源使用[5]。哈佛大学、耶鲁大学等高校通过采用能耗监管平台数据调控，承诺将温室气体排放降低10%[9]。江南大学通过建立数字化能源监管平台，在校园内布设20 000个传感监控点（监控覆盖率达95%），监控校园内水、电、气、空调、路灯、消防等设备，节省了近亿元水电费[10]。

此外，大学的能源利用率正逐步被纳入到与工商企业统一的监管轨道。部分国内高校已开始采用能源管理效果合同（ESPC）建立自己的校园建筑节能监管系统(INT-eEMS)，采取智能电表（Smart Meter）警示系统[11]、待机消耗功率（Standby Power）装置、智能插座板等，对学校进行能源利用诊断、能源质量检测和能源账单核对。

2.3 绿色校园建筑评估

绿色校园建筑评估体系作为评价绿色校园建设成效的主要方式，是指引高等院校绿色校园建设的技术标杆。目前，绿色校园建筑评估体系主要包括各国的绿色校园评价标准和一些国际机构发起的绿色大学国际排名。

表3 绿色校园文献发表国家计量分析

图2 绿色校园关键词聚类图

国内外绿色校园建筑的评价标准主要包括：美国的LEED for School、英国的BREEAM Education、日本的CASBEE、国内协会标准《绿色校园评价标准》和国家标准征求意见稿《绿色校园评价标准》等。康奈尔大学科技学院（图3）的主要建筑均采用LEED等评价体系进行设计[12]，其中，公寓建筑获得LEED金级和被动房PHI双认证，塔塔中心获得LEED金级认证，布隆伯格中心获得LEED银级认证建筑。

各类国际机构将高校绿色校园建设成效作为高校排名的重要参考指标。2017年，国际绿能网站对国际上719所大学校园的基础设施、能源与气候变化、废弃物、水、交通等进行评估[13]，根据每所大学取得的成绩，形成以绿色综合指数为指标的世界大学排名（UI Green Metric Overall Ranking）。自2010年起，The Princeton Review每年都对全美高校的绿色校园实施情况、学生的校园生活可持续程度和对学生的可持续领域教育计划进行综合评估[14]，发布全美高校的绿色校园排名，将高校的“绿色成效”（Green Facts）和平均录取分数、录取率等指标并列作为高考生择校的依据。

2.4 可持续校园管理

在全球范围内的可持续校园管理上，主要采用签署条约和制定可持续校园导则等策略推进可持续校园建设方案。Habib M提出高校不仅需要充分发挥高校的教育和科研优势推动可持续校园发展，还需要建立环境管理体系（EMS），提高公众参与度[5]。

绿色校园的环境管理体系分为正式管理标准和非正式管理体系。正式管理标准以国际标准ISO 14001和欧盟标准EMAS为主，将常运用于工业和企业环境影响评估的指标和流程运用于绿色校园建设，为环境管理方面符合要求的高校颁发证书[15]。EMS采用统一的“计划-执行-检查-处理循环”（Plan-Do-Check-Act Cycle）的流程，层层推进和校验各项管理策略，实施难度较大。非正式管理体系关注高校的个体差异，要求高校结合科研优势，探索具有前瞻性的可持续管理策略，比较知名的包括英国的高等教育21（Higher Education 21）、美国的EMS自评列表（EMS Self-Assessment Checklist）和墨西哥的可持续校园模型（The Sustainable University Model）[16]。其中，墨西哥的可持续校园模型（图4）基于全球80所高校数据，将可持续校园管理过程分为收集资料、确定使命、成立管理小组和制定策略等4个阶段[17]。

表4 当前绿色校园研究内容

表5 UTN教职人员可持续教育课程计划

图3 康奈尔大学科技学院

关于EMS实施中的参与模式，Antje Disterheft等[15]通过研究欧洲47个机构的EMS系统，指出60%机构偏重群众参与模式，仅17%采用自上而下模式，从EMS实施成果得出结合教育和科研展开的群众参与模式，以及兼顾群众参与和自上而下的混合模式更利于推进EMS。Rodrigo Lozano通过全球范围的文献研究和问卷调查，指出学者们的参与是绿色校园顺利实施的关键因素[18]。

2.5 校园健康

与校园健康关联最紧密的是室内环境质量，除了无有害的建筑材料外，还应促进使用者的健康舒适与工作效率[19]。LEED要求室内空气质量需满足ASHRAE 52.2-2007 MERV 13及以上，或CEN EN 779-2002过滤器效率F7及以上[20]。还有学者指出，健康校园的创造还应包含师生康乐程度、设施多样性、设施共享等多个方面[21]，从全方位出发，架构健康校园，以此来推动绿色校园全面健康发展。除此之外，美国的WELL评价标准从医学角度考虑，融入健身、精神等方面，形成了完整的、可量化的评价体系。校园健康已由之前对具体的建筑环境指标控制，转向舒适度、康乐程度和精神健康等人类需求要素的发展趋势。

2.6 碳排放控制

《高校能耗调研手册》显示，高校人均年能耗为0.775t标准煤，这就意味着，全国约2914所高校每年能耗量超过1.5亿t，与2017年全国能耗总量44.9亿t标准煤相比，高校在能源消耗中占有很大比重，建设低碳型校园逐渐成为社会关注焦点。随着《减碳承诺节能机制和高校碳排放管理规定》（2017年征求意见稿）的推广，碳排放逐渐向绩效评估转变，即通过碳排放的计算，减少温室气体的排放，实现校园可持续发展。

美国各大高校均已开展定期碳核查工作，并向各“校园可持续委员会”和“美国高校校长气候委员会”报送核查报告，建立碳排放基准，推动碳交易顺利展开。耶鲁大学为实现校园2020年温室气体排放量减少50%，分别制定了分阶段和分校区方案（图5）[22]。现阶段绿色校园实践中，碳排放控制主要从交通模式优化和可再生能源利用两个方面展开。

据国际能源署（IEA）推算，全球能源消耗产生的碳排量中有23%是来源于交通部门[23]。塔尔卡大学库里科校区通过鼓励学生使用公共交通取代机动车辆等措施，使得平均每位学生温室气体排放量仅为1.0tCO2e，低于发达国家的平均数值3.1tCO2e[24]。

关于可再生能源利用措施，葡萄牙科因布拉大学在教学楼安装光伏发电系统，装机功率为78.84kWp，年发电量为116MWh，初步估算投资回报为5.4年，可节约20%的能源[25]。相关文献指出，大学校园的可持续发展在于通过生产本地可再生能源（On-Site Renewable Energy）来平衡区域内的一次和二次能源消耗，从而实现区域减排，直至零排放。

2.7 废弃物管理

高校作为师生工作、学习、生活的场所，人口集中且规模较大，会产生大量废弃物，主要是餐厨废弃物、办公废弃物和实验室废弃物。在传统餐厨废弃物堆肥处理和办公废弃物回收利用的基础上，辛辛那提市立大学通过推行“废物转化能源”计划，将废弃食用油转化为生物柴油，将废纸转化为燃料颗粒[26]，减少了废物管理工作，降低了温室气体的排放。针对实验室废弃物，美国休斯顿大学通过设立专门负责实验室安全管理机构，对实验人员进行专业培训，包括如何在线提交废液，如何在回收容器上正确地贴标签，不兼容的化学物质要分开等，使实验室废弃物管理和处理规范化，为师生创造了安全的工作环境，减少了资源的浪费。

2.8 小结

图4 墨西哥的可持续校园模型

图5 耶鲁大学的温室气体减排计划

综上所述，绿色校园已经成为受广泛关注和进行深入探索的热点研究领域，所体现的7个研究方向中，能源利用效率、碳排放控制和废弃物管理三个方向尽管与绿色建筑研究领域探讨的内容和主题相似，但在绿色校园研究中所提出的有效方法和相关措施，对于绿色建筑扩大到城区范围的研究不无启发意义。如校园能源利用效率中采用的能源监管系统、碳排放控制中的绿色出行和交通模式优化及可再生能源利用等。而可持续发展教育、绿色校园评估、可持续校园管理和校园健康四个方面实质上是为建设绿色城区提供了极好的样板。

3 绿色校园学术前沿研究新热点

在绿色校园国际前沿研究聚类图谱分析基础上，进一步对相关领域重点文献进行分析和总结，在绿色校园七大方向的研究中，已经开始涌现出智慧校园、共享治理、社区参与等新热点（表6）。这些新热点的涌现，与可持续城市发展的理念以及信息技术和物联网的发展密切相关，不仅对绿色校园建设具有较好的指导意义，对可持续城区建设也有启发作用。

3.1 智慧校园（Smart campus）

智慧校园主要借助自动监管装置和传感器等智慧化设施，降低校园的能耗、水资源消耗量和碳排放量，从而实现可持续校园目标。实测数据显示（2006～2015年），里斯本大学通过采用校园设施的智慧化管理系统[27]，包括能耗和水资源消耗智能监管，实时更新校园能耗事件后模型，设施维护人员的专业培训，以及在塔楼的大面积玻璃幕墙外安装光伏电池板等措施，可节省20%校园用电量。

国内智慧校园概念侧重于应对校园资源浪费和同质化现象凸显等问题，将智慧化技术，如物联网技术和大数据信息技术等，融入校园治安、交通、信息发布、知识资源服务、基础设施建设等多方面，通过技术升级系统化推进校园建设一体化[28]。目前，智慧校园主要运用在校园信息一体化方面，缺乏对校园可持续发展的考虑。

3.2 共享治理（Shared governance）

可持续校园的共享治理是指在校园可持续发展管理中平衡两种领导机制，一种是管理者的法律领导机制，另一种是教职人员的专业领导机制[29]。校园共享治理主要通过建立校园可持续发展委员会，将可持续发展理念融入高等教育体系[30]，是推进可持续校园高效推进的关键措施[31]。美国富兰克林与马歇尔学院的Nancy B. 和Kurland通过为期两年的校园可持续事务参与式观察研究、采访和交谈，提出可持续校园的共同治理分为可持续目标制定、验证和实施三个步骤，落实效率和有效性取决于委员会是否参与了目标制定或验证工作，主要推动力量是中层领导的执行力和高校对可持续研究的投入程度[32]。基于跨学科和跨部门的共享治理模式，高校通过建立可持续发展委员会，可兼具管理者的决策能力和教职人员的专业分析能力，以利于应对可持续发展的综合性和复杂性挑战。

表6 绿色校园前沿研究内容

3.3 社区参与（Community participation）

可持续校园的社区参与是指建立高校（学术界）和社区（民间社会）之间的合作关系，从而拓宽可持续校园建设的视野及寻求解决社会问题的新方法。澳大利亚莫纳什大学推出校园可持续项目，为社区参与者提供为期4周的免费课程，由4位导师带领团队，进行食物可持续烹饪、能源足迹分析等实践活动[33]，促进社区成员与高校师生相结合，推动可持续校园建设。LEED for School中，鼓励高校与社区采用3种途径进行设施共享：①将校园内礼堂、体育馆、自助餐厅和教室等建筑空间对公众开放；②与社区和其他组织签订合同，以共享校园的部分建筑空间，包括医疗诊所、警务处、图书馆或媒体中心等，并在正常上课时间后提供公共区域内卫生间的使用权；③通过签订合同，共享其他组织所拥有的体育场、游泳池和餐厅等功能空间，供学生使用，并提供从学校通往这些空间的直达人行道[20]。通过校园和社区的双向设施共享，将学校与社区结合在一起。还有学者指出，高校-社区合作模式为教师、学生、工作人员等创造更多交流的机会，能够有效推进校园和城市公用事业的发展、污染的治理和预防、可再生资源管理等[34]。

通过开展高校与社区之间的可持续课程、培训、设施共享和合作交流等活动，建立多样的高校与社区合作模式，充分发挥高校校园的示范作用，将高校打造为从理论到实践一体化的绿色理念示范及体验场所。