某学校节能改造设计Word文档格式.docx
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对“可持续发展”的理解都着眼于“人”，以发展“经济”为基础，以“环境”为载体，以满足“现在”与“未来”。
“可持续发展”也就是人口、经济、能源、环境的和谐发展，这几个方面不是单独孤立存在的，它们互相制约、内在联系紧密、互为因果；
可持续发展是既要保证社会有序持续的发展，还要保证自然环境的承受能力。
（2）可持续发展理论的特点
①可持续性
在对我们共同的未来可持续发展的讨论中，布伦特夫人说了可持续发展的限制因素。
为了满足自己的需要，人类必须考虑来自自然的承受能力。
为了促进可持续发展，不能盲目破坏自然生态系统。
如果人类最基本的生活环境被破坏的话，就没有继续发展的可能了。
因此，可持续性意味着人们满足生活水平的质量，考虑到自然环境的支持力，与个人保持自然平衡。
这就是理性消费的重要意义所在。
②共同发展性
根据马克思理论，世界上所有相互连接和影响的环境中；
每个事物都是都取决于我们周围事物而生存的。
人类和自然环境是共同体，相互依存。
在报告书《共同的未来》中，认为在这个社会中，有必要同时理解与这个社会共同的责任感。
在1992年发表的《里约宣言》里相信地球是我们大家的，我们是相互依存的地球，我们必须遵守所有的环境保护和国际开发协议体系，尊重所有利益，实现地球上共同的发展。
因此，共同的发展是促进环境与人类、人类与自然、人类与人类的共同发展。
③可持续发展理论对学校节能减排改造的启示
可持续发展不仅给学校提供了发展的方向，而且给学校的发展带来了巨大的挑战。
从2019年全国教育事业发展统计公报，全国共有高等学校近3000所，普通高等学校近2700所1170所，高职院校1423所，研究生培养单位828所，在此基础上，每年学校都有所增加。
学校作为电力、石油、天然气、水和化学品的使用者，使用量也很大。
有些化学物品不仅对人类、动物身体有害，也对水和空气造成的污染。
1.3节能改造现状
外国的发达国家会注意节约能源。
那些大部分是政府主导的。
在全社会的协助下，新建筑物和现有建筑物的节能化总是适用适当的成熟技术规定。
它带来了社会和经济的利益，促进了相关产业的发展，在整个社会形成了有意义的良性循环。
欧洲和美国的大学在计划和单一的建筑设计方面有很多经验。
值得我们借鉴学习。
第二次世界大战后，欧洲、美国和日本相继建造了多个综合的网络化教育建筑。
这种建筑群将教室、讲堂、研究室、图书馆、计算机中心、办公室等功能进行整理，形成内外有机连接。
1992年日本提出了“智能型校园”概念，指出，在建筑中采用中心布局，可以达到沟通的最佳效果。
外国的大学是建设投资、建设技术水平和教育模式，与中国不同。
因此中国现代大学教育的设计应与经济状况、特征和高等教育的发展趋势相结合，结合我国国家条件和现代教育的要求，探索教育架构设计的新思路。
2.节能改造方案
2.1照明改造
2.1.1改造建议
高校教学楼的节能控制开关可以和很多智能控制技术相结合。
以时间照明控制开关为例，采用时间和照明的双重控制，这处于定时开启的期间，通过及时检测自然光来控制灯的开闭，以满足教室照明的要求，节约电力，减少操作员的劳动强度。
而且宿舍走廊的灯和路灯，也是这么安装。
感应控制是通过传感器（红外传感器，动态静态检测器，超声波探测器，接收器等）检测照明环境的变化来控制照明状态。
传感器一般安装在天花板、墙壁、人行道、楼梯等地方节约能源而设置的。
供电由市政电网供电改为都由教学楼、宿舍楼屋顶太阳能光伏板供电。
太阳能光伏供电技术是解决21世纪能源和环境问题的有效途径。
可以效仿清华大学太阳能光伏供电照明系统采用了太阳能组件电力供应、免维护环保蓄电池，具备节能环保、无污染、可靠性能好、工作寿命长等特点，是真正的绿色照明模式。
该照明系统可以直接点燃高压钠灯、金卤灯，在全国处于领先水平。
它还采用了蓄电池、灯杆控制器一体化设计，使得外形更加美观。
2.1.2改造内容
学校大部分区域仍采用传统灯具，根据功能区域布置，灯具类型主要包括：
格栅荧光灯、节能筒灯。
现有的传统照明灯具改造为LED灯具。
教学楼走廊与宿舍走廊由定时开启关闭改造为由传感器控制，人通过前亮起，人走过后30秒熄灭。
这样很大地节省了能源。
同时学校路灯照明由市政管网供电改造为由学校屋顶太阳能光伏板与市政管网联合供电，太阳能光伏板为主要供电，市政管网为次要供电。
改造前，将80条教学走廊中的30条的开关改为了多项智能控制技术，两栋教学楼的供电由市政电网供电改为都由教学楼、宿舍楼屋顶太阳能光伏板供电，记录相应数据。
学校教育照明的平均使用时间是月20日，学生一年在校时间为9个月。
走廊照明和教学照明使用相同时间。
据测算，教学照明共用电453.6千瓦，走廊照明共用电52.7千瓦。
街道照明使用于月30日，每年9个月。
日常耗电量为48.5kwh。
改造前教学楼年照明用电为453.6×
20×
9=81648度，走廊年照明用电为52.7×
9=9486度。
路灯年照明用电48.5×
9=13095度
改造后教学楼平均每天照明用电为295.806度电，走廊照明平均每天用电35.9度电，路灯照明平均每天用电27.874度电。
教学楼年照明用电为53245度电，走廊照明用电为6462度电。
路灯照明用电为7526度电
每1度电等于0.12283公斤标准煤。
改造前总用电量折算成标煤为：
104229×
0.12283=12802公斤=12.802吨
改造后总用电量折算成标煤为：
67233×
0.12283=8258公斤=8.258吨
节省电量折算成标煤为：
12.802-8.258=4.544吨
表2-1照明系统改造节能表
改造前
改造后
节省
单位（年）
电量（KWh）
标准煤（吨）
教学照明
81648
53245
28403
3.489
走廊照明
9486
6462
3024
0.371
路灯照明
13095
7526
5569
0.684
总计
104229
67233
36996
4.544
2.2宿舍生活热水系统
该系统将太阳能能量收集系统添加到原来的气源热泵温水系统中。
系统的太阳热集热板，空气热源热泵单元，蓄热槽都设置在宿舍的屋顶上。
这种方法具有高噪声源位置、较少影响、充分使用太阳能作为廉价能源和较少对建筑美学的影响的优点。
在热水系统中，根据太阳能量和空气源热泵的组合，如果太阳光充足的话可以供给必要的热水，如果太阳能不足的话，可以使用空气源热泵热水器来补充热水。
这个系统比单个空气热源热泵热水系统更经济和节能。
空气源热泵比其他温水系统可靠性高，环境污染，风险高，运行成本高，使用年限高。
在没有暑气和寒冷的夏季和寒冷地区，作为绿色环保产品的空气热源热泵在集中的热水系统中逐渐成为主流。
经计算宿舍共六层，每层25间宿舍，一间住6人，平均每人洗澡12分钟。
根据中华人民共和国国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003规定，淋浴器额定流量是9升/分钟，压力不低于0.05~0.5Mpa。
该宿舍楼每天淋浴能耗水量：
9×
12×
6×
25×
6=97200升/千克=97.2吨
平均每天用水量为97.2吨水，一年淋浴水温平均温度45℃，初始平均温度为10℃，温差35℃。
2.2.1改造前空气源热泵系统
一年热吸收的能量163152MJ，经计算相当于45320度电，根据当地电价每度电0.5283元计算：
45320×
0.5283=23942.556元，使用一年成本就能收回来。
1L水温升1℃需要1Kcal（1千卡），那么根据以上数据，要1吨水温升35℃所需要的能量，Q=1000L×
35℃×
1Kcal/L℃=35000Kcal，COP（能效比）年平均3.2左右；
平均运行时间12小时左右计算；
设备的输入功率公式：
W=Q÷
COP÷
q÷
t
Q—热水需要的热量
COP—能效比（不同的气温有不同的COP）
q—电热值860Kcal/kW.h
t—冬季运行时间（不能超过16h/d）
W=35000÷
3.2÷
860÷
12=1.059835KW
那么1吨水一天需要的电度数为：
1.059835×
12=12.71802度
本工程一天97.2吨水需要的电数为：
12.71802×
97.2=1236.1915度/天
一年需要电量为：
1236.1915×
24×
9=267017.364度
每1度电等于0.12283公斤标准煤，
折算成标煤需要：
267017.364×
0.12283kg=32797.743千克≈32.7977吨
2.3.2增加的太阳能集热器
本工程在空气能的基础上加上40平方米太阳能集热器，经过计算白天平均有效工作5.2小时，热利用率为90%。
本地区年平均太阳辐射量约为4532MJ/㎡，查得平均年日照小时数大致为1900小时左右，平均每天约5.2小时有效日照小时数。
每小时每平米平均辐射量约为：
4532MJ/㎡÷
1900=2.385263MJ/㎡，每天每平米辐射量为：
2.385263MJ/㎡×
5.2=12.403368MJ，
每天热利用量：
12.403368MJ/㎡×
40㎡×
90%=446.521248MJ
一年热利用总量：
4532MJ/㎡×
90%=163152MJ
一年热利用量按标准煤计算约为：
163152MJ÷
29.3MJ=5566.998公斤≈5.567吨
每天能产生淋浴水量计算：
热水的能耗量Q=M×
C×
△T
每吨淋浴用水所耗能量：
Q=4.2×
1000J/（kg·
℃）×
1000=147000KJ=147MJ
每天淋浴用水所耗能量：
147MJ×
97.2吨=14288.4MJ
每天产出淋浴水量：
14288.4MJ÷
446.521248MJ≈32吨
成本：
按照市面上集热器价格一块集热器模块，价格为1500元，其余配件总价格为4000元左右，面积为3平方米。
总模块数：
40÷
3=13.33块。
因此40平方米总价格为：
1500×
13.33+4000=23995元
1吨水一天需要的电度数为：
12.71802度，则32吨水节省的电量为12.71802×
32=406.97664度，年节省的电量为406.97664×
9=87306.954度
空气源热泵年消耗标煤：
0.12283≈32798公斤=32.789吨
空气源热泵+太阳能集热器年节省标准煤：
87306.954×
0.12283≈10724公斤=10.724吨
表2-2热水系统节能改造表
热水系统
267017
179710
87307
10.724
2.3空调收费系统
根据数据，现在几乎每天10小时，现在的充电基准也是基于8小时的冷却能力。
《新生入学须知》中的《住宿须知》中说，大学城校区新生住宿费收费标准基本都在1000元/学年左右。
舍内的客厅设备在中央空调设备（根据大学街的能源公司的充电标准）完成。
因此，住宿设备不包括空调能源成本。
空调的成本是支付与电费无关的冷冻费用，但风机的电费应该包括在宿舍的电表里。
学校收费是按照10个小时来收费的，而在炎炎夏日，基本空调都是24小时开着，对于资源是极大的浪费，建议空调系统收费由每学期统一价格收费改成按小时收费，培养学生出门关空调，尽量不浪费资源的习惯，一学期，将会看到明显的效果。
记录了宿舍所用空调，每天开10个小时，一天所用电为17.5度，一个月为525度，一层25间宿舍，一共6层，一个月用电为63000度。
其中经观察，10个小时有至少两个半小时，没有人在，所以实际每天只有7.5个小时是我们实际使用量。
学生一年在宿舍时间约为九个月。
改造前每一个月平均消耗电量：
17.5×
30=78750度
一年消耗电费：
78750×
9=708750度
改造后每一个月平均消耗电量：
1.75×
7.5×
30=59062.5度
59062.5×
9=531562.5度
若按照小时收费，则至少每天能减少两个半小时的使用时间，则每天每间宿舍平均可节约4.375度的电量，一栋宿舍楼平均每月可节约19687.5度的电量，则年节省量:
19687.5×
9=177187.5度
每1度电等于0.12283公斤标准煤。
改造前年消耗电量折算成标煤：
708750×
0.12283≈87056公斤=87.056吨
改造后年消耗电量折算成标煤：
531562.5×
0.12283≈65292公斤=65.292吨
每年节省标煤：
1771875×
0.12283=21763.94公斤=21.764吨
表2-3空调收费系统节省统计表
电量（度）
标煤（吨）
708750
87.056
531562.5
65.292
177187.5
21.764
2.4太阳能光伏板
目前市场上的一种单晶硅效率在20%左右，一块300W的单晶硅光伏板面积为1640mm×
992mm=1626880㎟=1.62688㎡，大致价格约为470元左右。
使用年限25年。
经大致计算学校能敷设光伏板面积约6000平方米。
如采用上述规格的单晶硅光伏板，则需要：
6000÷
1.62688=3688块，
计算总功率为：
3688×
300=1106400W，总价格为：
470=1733360元。
本地区太阳平均年辐射量约为4532MJ/㎡。
年总辐射量：
6000=27192000MJ
年能量利用总量：
27192000MJ×
20%=5438400MJ
产生的电能：
1度电=3600000J，5438400MJ÷
3600000J≈1510667度
标准煤为：
1510667度×
0.12283=185555公斤标准煤=185.555吨标准煤。
根据当地电价每度电0.5283元计算，年节省总电价：
1510667×
0.5283=798085元，1733360÷
798085≈2.17年
2.5节能改造汇总
照明系统：
改造前总用电量折算标煤为：
11.635吨，改造后总用电量折算成标煤为：
7.465吨，节省电量按标煤表示为：
4.171吨。
宿舍淋浴系统：
改造前空气源热泵年消耗折算成标煤：
32.7977吨，改造后空气源热泵+太阳能集热器年消耗折算成标煤为：
27.119吨，年节省标准煤：
5.67吨。
空调收费系统：
87056公斤=87.056吨，改造后年消耗电量折算成标煤：
65.292吨，每年节省标煤：
21.764吨。
表2-4节能改造汇总
节省电量
节省标煤量
照明系统
12.802
8.258
4.544
生活热水系统
32.798
22.074
空调收费系统
301490.5
37.032
3.运行维护建议
3.1健全学校节能减排改造管理体制和运行机制
3.1.1完善学校节能减排改造管理规章制度
没有规范和标准就什么也做不成。
学校的节能减排管理体制要与时俱进。
发现规章制度中要不恰当的地方要及时修正，必须改正，并在时间内报告。
确定既统一监督、管理、相互调整的管理体制，完善负责全校节能减排管理的“自上而下”管理态势：
学校的节能减排计划包括节能减排目标、目标、关键环节、安全防范措施等内容，并落实到各部门。
3.1.2加强管理队伍的建设，完善管理体系
当我们讨论减少宿舍的能源消耗时，我们提到让学生参与你的努力是取得成果的最好方法。
这样做的一种方法是分配“能源监视器”，让学生倡导能源消耗的努力比发送电子邮件或在集会上发表演讲要有效得多。
积极让学生参与这些程序使他们更有可能参与。
这也给了他们提供新想法的机会。
从每个年级指定几个学生到能源效率委员会，看看他们认为能做些什么。
3.1.3提高执行能力，加大监督力度，形成激励约束机制
学校领导要加强改革意识，树立新思想，正确把握学校发展方向。
管理者因发现、分析、评价在实施教育、教育活动、科学研究、社会服务方面能够控制环境的因素，能够区分一次要因和二次要因，可以采取适时且有效的控制措施。
3.1.4加强节能减排改革的培训
对学校管理者和教师采用了集中化的研修方法，实施了节能减排、生态环境构筑等研修。
进修形式和内容多样化。
在训练中，必须遵守分类和责任原则，根据不同水平的人才设置不同类型的训练内容。
通过学校的自我组织化、企业和其他渠道的合作，培养经营者是以授课、社会实践等形式实施的。
定期组织管理人员和一些教师，研究在大学、大学、企业开发地区和国外的环境保护的高级经验，采取外出的方法。
3.2加快新技术运用进程，提高能源利用率
最大限度地利用学校的人和物质资源，将教师和学生一起组织起来，利用学校实验室平台，推进节能减排新技术的开发和实践。
优化和革新节能减排相关技术，结合太阳能、风能、地热能源、污水源、学校建筑和空气能源等可再生能源技术的使用。
不断提高学校节能减排改造的成效。
推行能源合同管理，选定专业、技术水平高的节能减排改造服务公司，提供从设备管理到设备运营的整体管理流程，不仅降低了学校的管理风险，还达到了节能减排的效果。
3.3推动师生良好行为习惯
师生是学校能源的主要消耗者，也是学校节能减排改造行动的参与者，他们的环保意识直接制约着学校的节能减排改造的行动。
师生在学校的行政办公、教学等方面的用能都是由学校直接结算的，没有让师生们亲身感受到用能后产生的高额费用，这使很多师生习惯性的浪费。
比如：
无论是白天和晚上，教室没人，但是灯却一直亮着；
在宿舍洗衣服裤袜等用完，水龙头不关，电脑长时间亮屏不关机，人走了空调却没人关等这些现象随处可见。
在学校开设与环境有关的公共课程。
把环境教育纳入到课程学习当中，设置环境保护相关的选修课和必修课，让不同专业和不同年级的学生都能接受环境教育，在各学科教育教学中向学生进行资源再利用、节约能源的相关教育。
比如开设运动与健康、自然资源再利用、自然保护概论、环境保护导论、环境科学概论等课程。
4总结
本工程为学校节能改造，包括了照明系统、生活热水系统和空调收费系统，并且在原有的基础上建设了6000平方米的太阳能光伏板。
传统照明系统通常采用传统灯具，并且是定时接通和定时断开的控制模式，这使得资源非常浪费。
因此，在该照明系统转换项目中，传统的传统的灯被LED灯代替，控制系统采用时间和照明的双重控制。
在定时开启的时间段内，可以通过适当地检测自然光来开启/关断灯，以满足教室照明的要求。
改造前后对比年节省电量36996度，折算成标煤约为4.544吨。
生活热水系统改造是在原有的空气源热泵系统的基础上，增加了40平方米的太阳能集热器。
这40平方米的太阳能集热器平均每天能解决32吨的淋浴用水，一年能节省87307度电。
折算成标煤约为10.724吨。
空调收费系统改造是把以前的10小时收费制，改为了计时收费，用多少交多少钱，这样能在一定程度上减少资源浪费。
改造后平均每天减少2.5小时的使用时间，一年下来能节省177187.5度电，折算成标煤约为21.764吨。
太阳能光伏板在本次工程中为新增设施，大约建设了6000平方米，每年发电量约为1510667度电，折算成标煤约为185.555吨。
基于节能转换，设备、设备的运转和管理也是节能的一大课题。
改善学校节能降耗改革管理规则，加强管理团队建设，改善管理体系，提高实施能力，加强监督、形式激励和抑制机制、节约能源和减少排放改革训练，养成良好习惯促进教师和学生的习惯。
在技术和运输的不断发展中，今天建筑师的设计活动不再受气候、资源、交通模式的限制。
他们可以使用各种技术手段来控制建筑环境，并且不需要使用有限的天然资源来适应气候和使用传统的自然建筑。
这一方面，人们实现对建筑空间的独自需求更为便利，同时，也忽视了有限资源的高效使用和对环境的不利影响。
另一方面，现代技术在扩大建筑师设计自由的同时，人们对建筑环境质量的要求也在增加，建筑师在设计上解决的必要性越来越复杂。
这些变化随着新技术变化的逐步到来而出现，建筑设计的相关理论也在发生变化，建筑师需要加速和维护时代。
构建资源和环境友好型社会，对加速经济发展模式变化的中国来说是重要的焦点。
大大学作为学术界组织和先进专业人才培养机构，应当在构建保护环境社会中发挥主要作用,况且,大学也是高能耗单位,建设节能减排大学,建设节约型校园,具有深远的教育意义和典型意义。
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