绿色低碳生态校园发展思路与重点建设领域研究

2022-02-04王雪峰

河北建筑工程学院学报 2022年3期

王雪峰

(1.河北建筑工程学院；2.河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室，张家口 075000)

0 前言

在绿色低碳生态城市建设领域，水资源高效利用、可再生能源应用等已成为城市生态文明建设和可持续发展的重点研究内容[1-3].本文以河北省某新建校区为研究对象开展了案例研究，在全面分析校园现状基础设施、创新科研平台优势的基础上，针对生态校园重点建设领域加以分析，探索具有典型地区代表性的城市绿色低碳生态校园建设模式，以期为促进地方绿色生态可持续发展提供借鉴与帮助.

1 绿色低碳生态校园建设基本思路

校园所在城市位于北京市的西北方向，气候条件降水量小、蒸发量大、外来水源匮乏，属于干旱和半干旱地区.校园占地960亩，有一条贯穿南北的排洪沟，承担部分桥东区雨季的排水泄洪任务，平时河床裸露，河道涵水蓄水保障能力弱.因与首都属同一自然生态系统，在保障首都水资源和生态环境方面居于特殊的生态区位，发挥着不可替代的作用.

绿色低碳生态是实现城市可持续发展的具体形式，即最大限度降低对自然资源消耗，减少碳排放为主要目标.“树立生态优先意识，加强城市生态建设”[4]对于推动京津冀协同发展、推进区域生态文明建设与可持续发展等均具有重大现实意义.在深入调查校园设施现状、水文资源、气候、地区发展现状等基础上，因地制宜，提出具有地区代表性的绿色低碳生态校园建设思路，确定从中水生态循环利用、雨水收集利用、可再生能源、绿色校园建设、智慧校园建设、低能耗照明器材及智能化自动控制乖重点建设领域着手.同时，积极鼓励广大师生全程参与维护，贯穿于整个项目建设的全生命周期(见图1).

图1 绿色低碳生态校园建设思路

2 中水生态循环利用

校园南部建有中水处理站一座，主要收集教学楼、宿舍楼及食堂排水，处理方法采用曝气生物滤池为主导的生物处理技术，并辅助以混凝沉淀预处理和消毒后处理，处理站出水服务于校园的学生宿舍、办公楼、教学楼及其辅助用房、景观和绿地浇洒等.根据校园详细规划，设计流量为4386m3/d，现状日产水量约为400～600m3.中水站设直径100mm出水管道一根由河道北端接入河道，在非汛期雨水量不足时可将出水提升至河道，在满足河道补水的同时可循环利用于校园绿化用水.河道及西侧暗渠平面如图2、3所示.

图2 校内河道平面图图3 河道西侧排洪暗渠

3 雨水收集与利用

校园建设初期已经完成对雨水管网改造，通过将雨水管网内汇集雨水引入河道以实现对雨水资源收集与利用.根据气象局提供的降雨资料，张家口市年平均降水量为400mm，年平均蒸发量为1720mm，河道蓄水量平衡关系如表1所示.

表1 河道蓄水量平衡

根据表1可知，每年6-9月份雨水收集量大于河道蓄水量，因此在雨量充足阶段，补水水源仅考虑自然雨水资源即可.在非雨季，雨水资源量不足的时段，由学校中水站处理出水作为补给水源.考虑到寒假放假时学生离校，可将河道补水期初定为一个月.

4 可再生能源供热

校园所在地区风能、太阳能丰富，且存在较严重的弃风、弃光现象，可再生能源供热前景广阔.自该地区可再生能源示范区发展规划获国务院批准以来[5-7]，4个试点项目中，总建筑面积为34万m2，其中，河北省某校区试点面积26万m2，拟年消纳风电供暖电量3100万kW·h.风能、光能是重要的可再生能源，有较强的产生季节性和时间性，校区冬季供热是可再生能源的就地消纳和拓展应用的重要方式.校区节能措施紧紧围绕冀西北地区风力发电资源优势，充分利用低谷时段电力负荷储热、供热，并辅以太阳能、空气能等其他可再生能源，实现高效清洁供热、节能环保运行.节能优化的设计方案如表2所示.

表2 节能优化的建设方案

靠近供热中心的体育馆、实验室、研究生公寓和后勤办公楼等建筑采暖的用热为固体储热电锅炉产生.图书馆报告厅等部分公共区域利用污水源热泵低品位能源产生的热进行供热.在供热中心屋顶设置太阳能真空管集热设备加热供热系统补水；相对独立、间歇使用的可再生能源供热示范展厅采用储热式电采暖装置供热.其他面积较大、使用集中的建筑均采用电锅炉储热式水系统产生的热采暖，充分利用低谷时段电能储热、供热.