绿色学校建设探索与实践研究——以山东大学（青岛）为例

王维栋

绿色学校建设探索与实践研究——以山东大学（青岛）为例

王维栋

[山东大学（青岛）后勤管理处]

建设绿色学校是深入践行绿色发展理念，贯彻落实习近平生态文明思想的重要举措。在“双碳”目标指引下，全面开展绿色学校建设，推动能源绿色转型，是实现学校绿色高质量发展的关键环节。文章从高校后勤工作实际出发，从中水、雨水、能源平台、新型电力系统建设、绿色建筑与节能改造等方面阐述绿色学校建设的探索与实践，对青岛校区能源管理方面存在的问题进行了剖析，并提出了有针对性的解决路径。

绿色学校；高校后勤；能源绿色转型；新型电力系统建设

一、建设绿色学校的背景和意义

山东大学（青岛）立足于绿色化、低碳化的建设要求，从校园规划理念、景观系统规划，到清洁能源利用、校园污水零排放与中水回用、能源系统精细化管理以及绿色建筑工程等方面，通过节能降碳新技术的应用实现绿色转型，力求将新校区建设成绿色低碳、节约集约、和谐智慧、独具特色的美丽校园。[1]这是以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，厚植绿色发展理念，树牢绿色价值观，将习近平生态文明思想贯穿学校改革发展全领域、全方位、全过程；将生态文明融入到立德树人根本任务中，着力构建生态文明教育规范的制度体系和长效的工作机制；大力提升全校师生员工生态文明素养，加快推进办学质量一流、育人内涵丰富、引领社会风尚的绿色学校建设，持续将生态价值转化为推动学校高质量发展的有力举措。

二、绿色学校建设的探索与实践

（一）建设中水站和中水回用系统

山东大学（青岛）（以下简称“校区”）位于黄海之滨，鳌山湾畔，温泉近邻，规划用地3000亩。中水站位于校区西北角，该项目房屋总建筑面积2331.17m2，地下一层779.19m2，一层1551.98m2，投资额2200万元。中水站设计为一体化中水站，处理规模5100m3/天，分为两组模块并行工艺，前期水量较小可半幅运转使用，起到一用一备，可检修，水量充足后，双模块满负荷运行处理。服务校内师生29000人的综合生活污水，由污水变为可再利用水，达到中水回用标准，用于校区绿化灌溉、道路冲洗、景观湖等用水。杜绝污染，降低了水资源浪费，为创建绿色校园，美化学习环境做出了贡献。出水要求符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)和《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB18918-2002)的要求，并同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类的标准，图1为校园中水站处理工艺流程的简图。

图1 中水处理工艺流程简图

校区以中水站为桥梁，推进建设绿色环保校园。持续做好现有中水设备的管理和中水回用，将中水站打造为推动节水型高校建设的亮点，在2023年内完成节水型高校创建。

后勤管理处与环境学院党组织“结对共建”，以校园环境治理提升为切入点，充分发挥党建优势，创新党组织共建的机制与内容，形成校园治理的共建共治共享体系，打造“三全育人”的创新实践教育基地与教学实践基地。利用现有设备设施，增加智能化手段，在校区构建较为完善的学生劳动教育与教学、科研实践基地。环境学院参与校园池塘绿藻治理，解决水质富营养化问题，对中水站污泥进行取样化验，发现各项检测指标均合格，实现了中水站污泥再利用，作为肥料改良劳育农场、牡丹园和玫瑰园的土壤环境，不断提升校园环境治理水平，共同推动环境人才培养和绿色校园建设。

（二）建设雨水收集系统

校区樱海湖占地3.5万平方米，其中水域面积1.3万平方米，总投资额为1203万元。是校区的雨水花园，作为雨水和中水收集净化的湿地湖区，对于整个校区的生态维护与系统构成起到重要作用。南北800米的生态轴体现了海绵城市的设计理念，生态轴人工湖建设景观池塘6个，全部作为中水回用的中水蓄水湖。樱海湖湖边栽植垂柳、晚樱、海棠等乔木灌木，湖中种植香蒲、水葱、芦苇、睡莲等水生植物，春天红樱盛放，夏天荷花满塘，秋天枫叶似火，冬天水鸟云集，生态环境十分优美。这样的情景让安静的北区校园多了一丝浪漫和诗意。

（三）建设能源管理平台

校区通过能源管理系统实现校内给水管网系统、供配电系统和供暖系统的关键节点数据以及水、电、热力及燃气的分项计量数据的数字化采集和远传功能，实现了能耗实时在线计量、能源质量监测、热力自动化控制和安全用能管理等功能。通过智能网关采集，使得供电计量、给水计量、热力计量和计量的远传数据通过校园网传送到校区能源监控中心的能源管理平台中。[2]

（四）推进节能降碳、绿色转型，构建新型电力系统

持续推进“海绵校园”建设，加快建设“资源节约型，环境友好型”校园。利用樱海湖、青岛校区生态轴等校园工程的蓄水、补水功能，做好雨水回收再利用。管理维护利用好浴室太阳能集热系统、地源热泵系统、空气源热泵系统；推进校园充电桩建设。根据师生医务员工需求，科学设点、合理增加部分电动自行车和新能源汽车充电桩，加强充电桩的维护和管理，目前建成汽车充电桩12套，自行车充电口1200余口；因地制宜建设了示范性风光互补太阳能发电路灯，积极构建新型电力系统[3]；建设中心燃气锅炉房建筑面积3400平方米，创新性地采用天然气和地源热相结合的环保方式为学生供暖。

（五）实施绿色建筑工程与节能改造

校区图书馆、博物馆地源热泵制冷供热节能环保系统，作为我校积极响应国家《开展节约型机关、绿色家庭、绿色学校、绿色社区、绿色出行等创建行动工作方案》要求的绿色节能项目，为学校争取到了236万元节能奖励资金。同时，与航天科工、卡奥斯能源、校区生态损害鉴定研究院等开展合作，对校区能源消耗大的建筑实施节能改造与优化。

三、存在的问题及对策研究

（一）图书馆和博物馆能源管理精细化程度不够

1.能耗概况

校区2022年用电量4650万kW·h，电费2355万元。学校图书馆、博物馆、体育馆为绿建2星认证。图书馆、数据中心、博物馆空调形式为水冷中央空调，三个场所用电量占校园总能耗约20-25%,年耗电量约1000万kW·h。校区图书馆、博物馆为地源热泵中央空调系统，下面以图书馆为例进行分析。

2.现状分析

图书馆目前使用率不高，全年整体冷热负荷较低，而夏季负荷侧水泵开启台数大于主机开启数量，使用过程中不进行调节，导致系统长期处在“大流量、小温差”的状态运行，存在能量浪费；学校图书馆地源侧水泵由设备操作人员根据使用情况进行开启或关闭，无智能启停控制系统，使用过程中无法根据主机运行情况进行调整，宜进行改造；电气化，智能化的分项管理尚未完全实现。图书馆地源热泵中央空调系统设备情况如表1所示。

3.对负荷侧水泵智能化控制优化

通过完善冷冻水循环系统监测点位，增加负荷侧水泵智能控制柜，控制水泵的合理运行模式（频率、台数）等方式，实现对主机的蒸发器压降实时监测，并通过水泵的状态调节控制机组的安全流量，保证冷水机组的安全运行；水泵在保证主机安全流量的基础上，合理控制冷冻系统冷水机组的温差，减少水泵流量输出的浪费；实现水泵的智能化自动运行，根据机组的压力、温度以及循环管网的温度、压力情况实时调节运行台数和频率，在安全运行的基础上减少负荷侧循环泵的运行能耗；温度、压力点位的增加，结合系统控制画面，管理人员可以实时地了解冷冻循环系统的状态参数；结合水力平衡控制，从而保证最不利点的效果。

4.对地源侧水泵智能化控制优化

通过增设机组冷凝器进出口温度压力点位、水泵供回水管温度和压力点位。增加负荷侧水泵智能控制柜，控制水泵的合理运行模式（频率、台数）等方式。实现对主机的冷凝器压降实时监测，并通过水泵的状态调节控制机组的安全流量，保证冷水机组的安全运行；水泵在保证主机安全流量的基础上，结合地源侧冷却效果合理控制冷却系统的温差，实时调节运行台数和频率，在安全的基础上减少地源侧循环泵的运行能耗；温度、压力点位的增加，结合系统控制画面，管理人员可以实时地了解地源侧循环系统的状态参数。

5.对电梯能量进行回收

电梯在运行过程存在耗电和发电的阶段，约各占50%。电梯发出的电能通常通过制动电阻消耗而浪费，造成电梯控制系统运行温度升高，影响电梯寿命。故安装电梯回馈节能装置对电梯浪费的电能进行回收并回馈到电网为其他设备供电，从而达到节能降碳和延长使用寿命的目的。

（二）数据中心机房余热梯级利用程度不够

1.问题分析

数据中心位于图书馆一层，占地面积3600平方米，1600kVA*2+2500kVA*2四台专用变压器每两路互为双电源供电，数据中心余热利用目前存在很大空白，余热利用问题普遍被忽略，机房节能降碳改造已成为大势所趋，结合“液冷”“余热再利用”等行业前沿技术，实现青岛校区数据中心基础设施与用热设施相结合，形成更加高效的能源利用形态，实现数据中心的“双碳”高质量发展。

2.对策与解决思路

零碳机房的建设要以加强机房节能管理和余热服务学生热水实现能源的梯级利用为目的，以人为本、服务学生。以校区数据中心PUE值降低和学生生活热水使用的实际需求为出发点和落脚点，切实解决学校各方最关心的、最现实的重点难点问题。凤凰居部分宿舍楼存在高峰期热水供应不足，水温不稳定等问题，通过数据中心机房余热梯级利用进行调峰减碳可创新性地解决该难题。

对现有校区数据中心机房风冷型机柜进行节能改造，157台风冷机柜改造为100台液冷机柜，1套换热泵组设施与热水系统联动，实现节能降碳的同时余热二次利用，机房与锅炉房换热站都位于图书馆位置相邻，可操作性强。以此为契机，构建标准统一、结构清晰、体系完整的智慧校园零碳机房余热梯级利用示范体系。

四、结语

青岛校区在绿色学校建设方面大胆探索，先行先试，取得了一些成效。以中水站和中水回用系统为亮点，结合樱海湖雨水收集和中水蓄水功能，实现了校园污水零排放，并在年内完成节水型高效建设；通过建设电能计量管理平台实现了对用电的精细化管理和优化。推进能源低碳技术实施，建设校园充电桩，因地制宜建设了风光互补新能源路灯，提高风光等可再生能源消耗占比；建设3400平方米燃气锅炉房替代燃煤锅炉，绿色环保低碳。“两馆”供暖制冷系统创新性的采用了地源热泵系统，并作为校区绿色节能项目，获得了政府的节能奖励资金。

[1]陈胜.美丽中国背景下高校绿色校园建设的实践与思考——以中国地质大学（武汉）新校区为例[J].城市建筑,2020,17(25):147-149.

[2]谢小利,曾燕,何苏洁等.“3060双碳”目标下高等院校绿色低碳校园建设全过程管理路径新探[J].绿色建筑,2023,15(03):5-7+20.

[3]张文平,闫文鑫.高校“碳达峰”“碳中和”目标实现路径探究——以北京科技大学为例[J].高校后勤研究,2021(09):12-15.

山东大学 2022 年度后勤研究专项课题“绿色学校的建设成效、存在问题及对策研究”（项目编号：2022HQA01）

（责任编辑：杨书元）