全生命周期绿色校园建设模式的实践与思考——以天津大学北洋园校区为例

1 引言

创新、协调、绿色、开放、共享“五大发展理念”，将绿色发展作为关系我国发展全局的一个重要理念。作为文化传播的主阵地，高校被赋予神圣的职责与使命，围绕“四节一环保”的任务目标和可持续发展的内涵要求，围绕“培养绿色人才”的目标，将绿色理念与绿色施工相结合，将绿色景观与绿色科技相结合，积极探索全生命周期[1] 绿色校园建设[2] [3] [4] 的创新型模式。

2 绿色校园建设的背景

2.1 绿色校园的内涵

绿色校园的内涵是校园在规划、设计、施工、运营、拆建整个发展历程中，发挥地域优势、资源优势、科研优势，以政策纲要为指导，以降能减排、风光利用、中水回收为手段，以可持续发展为目的，建设使师生及周边环境都受益的校园生态群，既要为当下师生提供健康舒适的生活、教育、文化空间，也要为师生提供发展前沿学科的平台，不仅满足于现在，也要为将来可持续发展作出应有的贡献。

2.2 绿色校园建设的意义

绿色校园的建设不仅可以使高校自身消耗的能源降低，减少高校自身的办学成本，还可以在节能领域起到一定的带头示范作用。高校在对节能产品的应用及新技术的实施过程中，可以为社会其他部门和单位提供科学借鉴，促进新产品、新技术的应用，加快社会主义和谐社会的构建，加快转变经济发展方式。

2.3 绿色校园建设的内容

绿色校园的建设要遵从绿色校园评价标准体系，统筹考虑校园全生命周期内的节能、节地、节水、节材和环境保护。结合可持续发展理念的教育推广需求，协调校园功能与节约资源、环境保护之间的关系。对于新建、改建、扩建的校园，在建设时应采用被动式设计的策略和适宜的技术，同时在建设的过程中要遵循可持续发展的教育理念，注重学生的身心健康，体现社会效益、经济效益和环境效益的统一。

2.4 绿色校园建设的技术点

绿色校园的建设要注重因地制宜[5]。解决实际问题，不能炒作绿色概念，盲目地堆积新技术新产品。建设过程中，不仅要注重技术的财务分析，还要注重技术适用性以及合理性，所采用的技术方案，要进行增量成本和投资回报周期的分析。当面临财政紧张时，还要注意资金的获取渠道，采用多种方法灵活地获取资金的支持，如获取教育专项资金以及采取合同能源管理等方式。

3 全生命周期绿色校园建设模式

3.1 高起点规划，做好绿色校园的顶层设计

校园规划是绿色校园建设的开端，而生态规划是绿色校园展现环境风貌和文化精神的重要载体，源头控制绿色校园建设常用的几个重要指标（选址、土地利用、功能分区、绿化系统、交通），改变传统的校园建设模式，见图1。

图1 天津大学北洋园校区规划总平面图

天津大学北洋园校区以“一个中心，三个融合”为理念，即以学生成长为中心，形成学科的集聚与融合、教学与科研的融合、学生和教师的融合，在校园整体规划时 ，形成以下几个特色：

（1）北洋园校区承袭了天津大学现有校园的建筑格局，以东西中轴均匀划分校园空间，将公共教室、图书馆和活动中心等学生最常用的设施建在中心轴两侧，营造“学生成长为中心”的公共活动空间；

（2）校园规划了两河两湖一湿地，沿校内运河设置环形生态景观园廊，延续了天大人对“湖”与“水”的记忆，同时生态湿地可以发挥净化污水、滞留雨水的功能，体现了可持续发展的理念；

（3）能源规划中引入复合能源应用模式，提高可再生能源利用效率；水资源规划中纳入海绵城市理念，构建水资源循环高效利用体系；交通规划中引入校园巴士和公共自行车系统，实现中心岛无机动车。

遵循因校施策的总体方针，选择适合建校的最佳建设模式。“四节一环保”不成为在项目实施过程中的限制和束缚，而是在满足《绿色建筑评价标准》的最低指标下，因地制宜选取适合本校建设的最优组合方案，将各指标资源货币化，通过经济效益评价法得出最佳绿色校园建设模式。

3.2 高质量建设，探索绿色校园的技术创新

3.2.1 能源建设

北洋园校区能源系统包括1 座35kV 变电站、24座10kV 变电站、4 座能源站、1 个能源监测平台。其中，第44 教学楼采用光伏发电系统、学生宿舍采用太阳能电辅助加热系统。

北洋园校区引入多种能源复合的方式，充分利用可再生能源，有效节约能源和降低能耗。学校综合分析校园建筑的功能多元化，如教室、宿舍、图书馆、办公室、实验室、食堂等用能高峰和用能时间的不同，结合校园寒暑假等特点，优先考虑地源热泵作为冷热源之一，结合燃气调峰锅炉，形成复合能源供应系统为北洋园校区建筑提供冷热量，增加了能源供应的可靠性。北洋园校区共建设四个能源站，见图2。其中A、C 能源站具有可利用的地热资源和室外埋管用地，优先考虑利用地源热泵系统，供应片区内的建筑为学生和教职工教学科研和生活用建筑，主要采用集中供热空调系统；B、D能源站因地理位置原因，无法布置室外地埋管，并且其供应片区内的建筑主要为学生宿舍和高大空间实验室，夏季多采用分体空调制冷。能源站使用天然气资源提供冬季供暖。能源站采用复合供应应用，从源头上减少对传统资源的依赖，实现了绿色生态、节约能源的目的。

图2 四个能源站供应片区分布图

3.2.2 水资源建设

重视水资源综合利用及景观建设，在规划新校区时提出了“海绵校园”的概念，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，如图3。

图3 水资源专项规划建设图

（1）水资源专项规划建设

学校整合校园污水系统、雨洪水系统、景观水系统，进行水资源专项规划[6]。从系统工程角度出发，将整个排水系统和用水系统作为有机的整体进行综合规划。采用过程系统集成的原理和技术对校区水系统进行整体优化调度，确保实现整体水系统的净化处理和循环利用。

（2）低影响开发技术的实践与应用

在规划建设过程中应用了大量低影响开发技术[7]，包括生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园、地下蓄渗、透水路面等，建立可实现校园雨水收集利用的生态技术体系，实现原位收集、自然净化、就近利用及回补地下水。根据布局和功能，校区分为三个雨水排放分区，分别为外环自然排雨区、中环管道集雨区和中心岛生态调蓄区。图4 为新型雨排系统示意图。

图4 新型雨排系统示意图

此外，中心岛区域还设计了多种不同形式的下沉式绿地，如自然缓坡式下沉绿地、台阶式下沉绿地、高位植台式下沉绿地等，既美观又能渗蓄雨水、减轻地表径流污染。校园内还设有数十条沿路的植草沟，既可对雨洪径流量进行管控，也能初步过滤净化雨水，见图5。除了新型雨排系统的构建，校园内的可渗透路面，各种植被绿地、土壤以及地下水，龙园湿地和中心湖等，都是这座“海绵校园”的“海绵体”，能够在大暴雨中有效地保护校园。

图5 台阶式下沉绿地

3.2.3 绿色建筑建设

从总体规划到单体建筑设计始终贯彻绿色校园理念，所有建筑均按照绿色建筑标准进行设计，具有代表性的第44 教学楼和中区生活组团分别获得了绿色建筑三星级和绿色建筑二星级标识，见图6。在建设过程中，学校充分利用围护结构优化、自然采光、能量回收系统、太阳能系统、高效节能系统等绿色建筑技术，使节能效果达到最佳。

图6 三星级绿色建筑——第44 教学楼

3.2.4 交通建设

校区通过道路开放格局布置，设置了7 个校园出入口，分为4 类，分别为车行为主出入口、人行为主出入口、混合性主出入口和服务性出入口；校内道路等级建设，考虑步行优先，以支路为主，联系衔接学生公寓区、公共教学区、食堂区等建筑物。

图7 校园道路示意图

绿色交通方面以公共自行车和校园巴士为主，同时合理布置公共自行车与校区巴士分布点。校区巴士系统总体分为内部巴士和对外巴士两部分，其中，内部巴士在校园内部运营，连接各功能组团的校内电瓶车。对外巴士则分为教师班车、城市公交、海河园公交系统等不同形式。

3.3 高效能管理，打造绿色校园的指南体系

3.3.1 建立顶层管理思想

服务整体外包，学校监督管理。校区以此为指导思想，不断加强专业化、社会化、规范化和现代化建设。北洋园校区引进多家优质的服务公司进行物业与能源管理。通过机械化的作业、新技术的推行、高标准的流程获得优质的服务；电、暖管理上推行网格化管理，社区网络巡查，监督处置分离；电站采用无人值守方式，方便快捷，减少人力成本。

合同能源管理，维护取代维修。通过学校公开招标程序，北洋园校区能源站创造性地采用合同能源管理模式。在日常管理维护过程中，能源托管公司时刻对标国际化标准，及时查摆不足；实现“预知式维护取代维修”，依据设备的实际状况，边使用边保养，通过科学合理地安排检修工作，以最少的资源消耗保持机组及设备的安全、经济、可靠的运行能力，彻底消除系统“亚健康”状态，系统更安全、更节能、寿命更长。

能源物业联动，协同合作发展。北洋园校区实行能源、物业联动的管理模式，通过这种内部的互动，使节能在末端有抓手，物业在节能管理中有依据，见图8。形成学校指导物业调节温度，能源站根据物业提供的楼宇开放表，调节能源消耗，外包物业公司与能源托管公司协同合作发展。

图8 能源物业部门联动

3.3.2 采用先进管理手段

能源数据共享，预测用能趋势[8]。校区能耗监管系统对校区内水、电、燃气、采暖、制冷等各类能源系统运行情况进行监测，见图9。统计用量，分析用能情况，预测用能趋势；诊断用能情况，挖掘节能潜力，使校区的运营成本保持最低。目前双校区能耗监管系统已实现互联互通，贯通式、远程操控式的共享模式便于两校区能源数据的统筹分析及应用。

图9 能耗监管系统

开展技术节水，提高有效利用。北洋园校区绿化采用高效的龙头喷嘴，使用滴灌、微滴灌等节水灌溉方式，提高了水的有效利用率，减少了水资源的使用；引入IC 智能洗浴设备及直饮水付费饮用设备，淋浴间采用节水喷头；卫生间蹲式便器采用液压脚踏式自闭冲洗阀，小便器采用自闭式冲洗阀，控制一次冲水量；洗手盆水龙头采用感应式水龙头。通过多样有效的节水管理方式，在保证师生正常用水的前提下最大限度地节约了水资源。

利用科研优势，共享科研成果。充分利用高校科研优势，与相近学科进行交流研究，共享科研成果，制定高校专属能源运营管理及节能改造策略。能源管理部门与环境、机械等学院开展节能研究，制定高校假期能源运营管理策略，通过“留校学生集中住宿”、“开放指定教学楼”等方式，集中制冷采暖，减少了能源消耗，同时根据各楼宇使用情况，通过调整站内出水温度和流量、调整入户流量、调整空调面板设定温度以适应不同时段的负荷需求，保证舒适，避免浪费。

加强绿色教育，增强节能意识。绿色教育的宣传工作也非常重要。人是建设绿色校园的核心主体[9]，因而在技术与制度节能的大前提下，更应该提升围绕教师与学生开展的节能教育与技能推广工作的力度，最终达成绿色校园文化氛围的打造目标。使得教师与学生的节能与资源忧患意识进一步增强的同时，加上健康文明、节俭适度生活理念的倡导，使得每一位教师与学生养成良好的节能习惯与自觉的节能行动，最终辐射与影响到全社会范围之中。

图10 独立供暖与市政供暖费用对比图

3.3.3 效果显著

节能减排，促进绿色发展。天津大学北洋园校区采取的各项节能措施成效斐然。2017-2018 年度供暖季，校区独立供暖与市政供暖对比，节省资金948.92 万元，节约率为30.9%；学生宿舍浴室由电锅炉加热改造为空气源热泵之后，每栋宿舍楼每月节约用电近80000 度；2018 年开展自来水管网查漏补漏工作，排查并修补漏点26 处，每年能够节约水费约146 万元，见图10。

普及环保理念，倡导绿色文明[10]。经多样化建设绿色校园宣传活动的开展，在素质教育课程内容当中纳入节能理念教育，在科技实践内容当中纳入节能技术。另外，绿色校园社团组织的成立，对大学生绿色创新创业的开展给予一定的引导和支持，提升绿色教育宣传的力度，最终达成社团合作交流与创新创业指导两方面平台。

4 绿色校园建设的不足之处与未来方向

4.1 不足之处

当前，各大高校的绿色校园建设都取得一定成绩，且各有特色。但是绿色校园是一项复杂的系统工程。各高校在建设的过程中普遍存在技术、设备、规划，绿色理念、节能文化、配套制度、节能人才队伍建设等方面发展落后的特点，未达到有效的统一，难以形成合力。

北洋园校区的绿色校园建设在规划、建设、运营等方面都积累了一些实践经验，但还是有很大的不足。比如：

（1）浪费的情况依然存在，师生的节能意识仍需加强；

（2）缺乏配套的管理制度，节水、节电的指标还没能分解到二级单位，没有量化考核和奖惩；

（3）还未形成全校参与的管理体系，绿色校园的建设不是一个部门或者几个部门就能做成的，需要全校全体师生、各个系统、全面、体系化的开展；

（4）缺乏持续资金的投入，绿色校园的建设是永无止境的，一些新的技术，新的运营管理都需要资金的投入。

4.2 未来方向

绿色校园建设是一个全生命周期的过程，不能以实现单一规划内容为最终目标，而应着眼于不同规划内容之间的影响，遵循整体系统设计的原则整合规划的各部分内容。在未来的工作中，尚需要从以下几个方面继续努力：

（1）开展绿色教育，倡导绿色行为，培育绿色校园文化；

（2）创新绿色科技，高校作为科技的前沿，要成为节能技术、绿色技术使用的前沿阵地；

（3）坚持绿色发展理念与可持续发展理念、准确把握绿色发展理念，创建可持续发展模式，培养可持续发展人才；

（4）多部门统筹协调，全面推进绿色校园的建设与管理工作；

（5）构建绿色校园评价体系和奖惩制度，分阶段制定不同侧重的评价和激励机制，最终实现师生满意。

5 结语

通过对天津大学北洋园校区绿色校园建设内容的研究，我们得出，绿色校园的建设是一个涵盖多学科的综合建设内容，要以提高能源利用效率为核心．以能源清洁低碳转型为主线，着力调整能源结构，着力推进节能技术改造和体制机制健全。全生命周期的绿色校园建设是一个可持续的研究，会随着绿色设计理论的发展不断得到丰富，需要不断地探讨更新。

参考文献

[1] 王锋，杨战社. 基于全寿命周期的高校建筑节能策略[J]. 西安科技大学学报，2011,31（4）:500-503.

[2] 熊校良. 构建绿色校园文化的思考[J]. 高校理论战线，2012，(12):55-57.

[3] 魏存. 华东高校绿色校园建设研究[J]. 山东暖通空调，2015，(1):946-951.

[4] 彭希乔. 绿色校园规划探析[J]. 现代物业（上旬刊），2012，(9).

[5] 刘鹏，毛洪伟，刘俊跃. 绿色校园规划设计思考与实践——以南方科技大学为例[J]. 实践探索，2012.

[6] 卜琳，孙江宁，李爱民. 绿色校园水资源利用生态规划研究[J]. 工程建设与设计，2014，(4):108-111.

[7] 辜志强，赵敏，窦潮. 绿色校园建设中的校园生态文明[J]. 江西化工，2007(4).

[8] 桂源邹. 关于高校节能监管平台建设现状及趋势研究[J]. 无线互联科技，2014，(5):170-170.

[9] 金玉婷，陈丽鸿. 浅谈绿色大学校园文化建设的评价[J]. 才智，2010(3):193-194.

[10] 王崇杰，薛一冰，何文晶. 绿色大学校园[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.