高校校园建筑节能监管体系建设
高校校园建筑节能现状
在全球面临能源危机和经济危机的背景下，节能减排成为全球社会的主题备受关注。我国作为一个处于高速经济发展期的经济发展中国家，面临巨大的能源及环境挑战。目前，我国建筑领域能耗已上升为仅次于工业能耗的第二大能耗大户并潜存着较大的刚性增长空间。高校校园拥有大量的建筑存量，是社会组成的一部分，也是社会能耗的大户。在最近日本东京都的能源消费及碳排放量统计中得知，在包含众多大型企业的事业体的能耗及碳
高校校园建筑节能监管体系建设
□ 《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》编制组、同济大学绿色建筑与新能源研究中心 谭洪卫
排放量排序中，东京大学名列第一，无独有偶，在京都府的类似排序中，京都大学也是名列前茅。
我国大学数量近２０００余所，在校生人数达２３００多万，占全国人口的４．４％，消费着社会总能耗的８％；大学生的人均能耗指标明显高于全国居民的人均能耗指标。据初步统计，全国大学生生均能耗、水耗分别是全国居民人均能耗的４倍和２倍；最近一些校园实施节约型校园建设后能耗水耗显著下降，图１和图２给出了部分进入实施节约型校园建设的大学校园的能耗水耗统计数
自我国高等学校节约型校园建设与管理技术导则颁布实施以来，各地高校积极应对，初步形成了深入推进节约型校园建设的良好态势，同时也提出了在节约型校园建设中如何因地制宜、有的放矢、采用实用高效的建设模式的问题。为此，住房与城乡建设部建筑节能科技司会同教育部社会发展规划司后勤改革处共同组织了课题研究，确定了以校园设施能效管理为抓手、能耗计量统计先行、建设高校校园建筑节能监管体系建设的方针，并组织课题组进行相关技术导则的编制。本文就此作解读，供读者参考。
据。但仍可看出，大学校园间的能耗水平差异大、增长快、预示着校园蕴藏着的巨大的节能潜力。然而，校园建筑设施量大面广，基础数据严重缺失，能源管理水平低，严重制约着校园节能工作深入持久地开展。
大学校园本应是肩负节能减排科技创新和培育人才的重镇。来自校园的节能科技和节能理念将可对社会发挥巨大辐射作用。早些时候虽然出现了“绿色学校”、“绿色校园”的理念，但大都流于概念和绿色生态技术的示范，未能在校园设施的运行管理的节能方面有真正意义上的展现和突破。同济大学于２００３年开始提出创建节约型校园，在校园建设中实施科技节能、管理节能、教育行为节能三位一体的综合措施，取得了显著成效，
受到国内外社会的广泛关注。
２００８年在国家住房和城乡建设部、教育部的联合主持下，以同济大学为主编单位，联合清华大学、天津大学、浙江大学、重庆大学、山东建筑大学等联合编制了我国《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》（建科２００８，８９号），开始全面规范校园的可持续发展建设，２００９年提出建设校园建筑节能监管体系的原则和思路。２００９年４月国家相关部委联合组织全国１２所高校进行校园建筑节能监管平台示范建设，同年完成了一系列关于建设校园建筑节能监管系统建设及管理的技术导则、统计、审计、公示及评价方法。至此，以校园可持续发展为目标、以校园管理节能为重心、以节能效益为动力、以校园节电、节水为抓手的校园建筑节能监管体系建设真正拉开序幕，为校园能耗的监控、量化管理、节能潜力挖掘奠定了基础。
校园建筑节能监管体系建设
校园建筑节能监管体系的建设是一项涉及面广、时间跨度长、影响范围大的系统工程。需要确定正确的方向和明确具体的管理目标，以循序渐进的方式推进。
如图３所示，这项工作包括建筑能耗计测、统计、建筑能源审计、能效公示、节能诊断、改造及评估全过程。需要建立相应的管理机构、管理制度和硬件软件平台建设。实施上具体可分为统计、审计公示、改善三个阶段实施。 图３ 校园建筑节能三阶段
图４ 校园节能建筑监管平台构架及功能图示
１．校园节能监管体系建设的总体目标
校园建筑设施节能监管的目标是实现定额管理、全面收费、指标考核评价。应制定校园节能的数值目标，按教育部最近下发的通知精神，大学校园在“十一五”期间应力争实现累计节能１５％、节水１５％的目标。从这个目标可测算全国高校校园具有节能３５６．５ 万吨标准煤的空间，扩展到全国各类学校（在校学生已达２．３亿规模）则成效更为可观。诚然，长远的校园节能目标还需根据我国经济发展水平进行科学的研究、动态地规划。日本的大学校园节能目标是逐年递减１％。
２．校园建筑节能监管平台系统的建设
建设校园节能监管体系的基础是针对校园建筑设施建立具有实时数据采集、远程传输、动态显示、科学分析和预测、日常报表管理、节能运行控制功能的校园建筑节能监管系统。目前我国的大部分校园仍然沿用着低效率的手工抄表统计能耗的方式，数据可靠性差、工作量大、效率低，难以满足建筑的定量、定额管理及动态趋势分析、能效分析诊断、节能潜力挖掘、节能措施效益评价等节能监管需求，亟待改善。
利用高校校园网的基础设施资源、可实现低成本和高效率的校园建筑节能监管平台的建设，基于ＷＥＢ技术，可以实时、远程监测分散于校区各个建筑物的能耗，并实现
最大限度的数据共享、图像化显示、动态化管理、指标化考核，为建筑节能监管提供强有力的支撑。如图４所示。
３．校园设施节能管理制度的建设
校园建筑设施的节能管理还需建立或完善校园建筑设施的能源消费收费管理机制和制度。我国高校大多数仍然处于能源消费大锅饭状态，收费体制不健全，难以最终实现节能收益。为此，需要循序渐进的建立、实施能源消费收费制度，落实到院系所、部门，甚至细化管理到研究室、工作室、房间。
一些国内外校园成功实施的经验是先行建立能耗监管平台，逐年公示能耗基础数据，形成具有代表性和共识的能耗指标基线，然后制定能源消费指标额度下拨到用户，实施超量增收费用，减量奖励返还的方式。另外，对于科研设施及实验室，需要区别对应，单列管理，注重在科研经费中能源费的预算制定和实施。
４．校园能效公示
校园能效公示是提高校园师生员工节能意识，促进全员参与、强化节能管理的有效方式，需要制度化，形成长效机制。日
本的一些大学已经实施能耗数据公示，如图５所示。日本一些大学与大型企业一样，已实施向政府提交年度环境报告书的制度，详细报告校园设施的用能状况、节能对策、中长期能源规划等。
图５校园能耗公示案例（日本某大学建筑能耗公示：逐月耗电量同期对比）
据日本的大学校园测算，在校园节能监管体系建设初期阶段，通过实施建立校园能耗监管平台、实施数据公示、提交能源环境报告书等举措，便可期望获得约５％的实际节能效益。
５．校园建筑节能诊断与节能改造
这是建立在校园建筑节能监管平台运用基础上进一步深入节能的阶段。通过节能监管系统数据分析可较为容易地得知，校园建筑中的实验室、附属医院、交流中心（宾馆）、综合办公楼等都存在较大的节能空间，基于校园建筑节能监管平台建立起全面、客观、可信度高的能耗基础数据库，掌握建筑能耗基础状态，是深入建筑节能诊断和改造的基础。图７给出了日本某大学的能耗指标比较分析，校园各类建筑能耗指标大都高于日本建筑节能机构给出的各相关类别建筑的平均指标，存在明显的节能潜力。建立基线能耗指标和节能目标可有助于客观分析节能潜力，科学制定节能改良或改造方案。节能改造可以引入校园合同能源管理模式（ＥＳＣＯ），形成市场化运作（见图６）。 图６合同能源管理ＥＳＣＯ模式
图７ 大学建筑年能耗指标（日本某大学的事例）［６］
校园建筑节能监管系统
１．建筑节能监管系统的定位
近年来，为加强建筑节能工作，我国针对大型公共建筑实施了电耗分项计量试点示范建设，从监管体系建设到具体实施技术均作了相应的研究和实践，并制定了相关技术导则。
纵观建筑能源管理技术的发展，集成传感、控制、网络ＩＴ技术的应用，各种硬件软件技术都取得了迅速的发展，但不可否认的是在实际运用中其作用并未能充分发挥。即使是建筑节能技术先进国的日本，但也在建筑能源管理技术上也走了许多年的弯路，建筑能源管理系统（ＢＥＭＳ）未能得到广泛深入的推广应用。人们曾对所谓的建筑智能控制系统抱有过多的期待，而现实上为数不少的建筑中智能化系统既未能很好满足智能化控制的需求、也未能完成建筑能源管理的要求。过高的成本、过于复杂的系统配置和操作技术要求使得系统或是需求把握不准、或是施工安装调试难以到位，或是管理人员专业化水准低难以掌握运用而使之成为
一种摆设。最终难以为建筑运行管理者所接受、难以在建筑节能运行中发挥作用。
笔者认为其原因是混淆了精细控制与宏观管理的需求，缺乏合理定位。建筑设备系统，特别是建筑能耗中的大户－空调制冷设备系统，运行控制参数需要以分秒为单位的高频率反馈和通讯传输，要求较高精度的传感器具，要求复杂的控制逻辑，而建筑能能源管理系统基本上仅要求以小时为单位的数据采集、传输，数据量和传输速度都与前者有很大差别，精度要求也不在同一个层次。因此，除了在部分参数计测上存在可共享之处外，两者基本上是特性相异的系统，现实中的失败就在于过于“贪婪“、硬性地将这两个目的不同、特性相异的系统捆绑在一起，看似功能多、综合性强，却并不合理的也不实用。
事实证明，将建筑能源管理与建筑设备自控系统分开更趋于合理，当然，这并不妨碍两个系统之间必要的数据共享和联动。目前我国的大型公共建筑能源管理也正在向这个方向发展，即建筑分项计量系统相对于ＢＡ系统独立设置，但尽量共享数据、考虑联动控制接口。而对于校园来说，除少数大型建筑外，中小规模建筑居多、量大、用能密度小，更是应该把握好校园节能管理的需求，为校园建筑节能监管系统进行科学合理的定位，分类与分项计量相结合（粗略计测与详细分项计测相结合、综合近期宏观监控与长远细化管理的布局），注重实用和高效。
校园建筑节能监管系统建设还应与校园能源管理业务统筹结合，更换陈旧落后的计量表具、取代非效率的人工抄表管理模式，合理整合利用校园网络资源，整体提升校园能源管理水平。
２．建筑能耗分类与指标体系建立
建筑能耗的计测、统计的目的之一是客观把握建筑能耗量、消费状况及相关评价指标。应建立各类不同建筑的对应能耗指标。大型公共建筑分项计量相关技术导则给出了按１５位数字编制的标识方法。在大型公共建筑分类中有办公建筑、酒店建筑、学校建筑等大分类，校园建筑虽可归纳到学校建筑类别，但该类建筑实际上也包含了包括校园中的办公建筑、医院建筑、场馆建筑、宿舍建筑等在内的多种建筑，需要进一部分类细化。因此在新出台的《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》（建科２００９，１６３号）中按１６位编码方法规定校园建筑的分类方法（共计１３类），以便统一建筑分类标识方法，并给出相应的编码。
同时，除基本的用电、水、气和热力管网（针对集中供暖的高校）计测之外，还设置了专门针对校园大型能源利用系统的专项监测，以实现校园中重点用能单位的能耗数据量化，如：学生集中浴室，大型实验室等建筑。
关于校园能耗指标的建立，是一项需要长期积累的工作。基本思路是合理分类和科学整理共性问题，形成可比性指标。校园能耗指标可分为学生生均能耗、生均水耗、建筑单位面积能
耗（电耗）等。对于特殊能耗如科研能耗，难具备可比性而应该单列管理。
需要注意的是对于生均指标，应该制定科学的人数统计方法，按本科、硕士、博士、留学生、函授教育、成人教育等不同层次学生分别考虑加权系数。加权方法需要与教育部已有相关定额方法结合起来统筹研究决定，以保障指标的可比性。
３．校园建筑节能监管系统
节约型校园节能监管平台主要由三个部分组成：前端采集、数据传输、终端数据统计分析公示。如图４所示。需要注意的是与远程集抄、楼宇自控系统在需求与定位上有所不同（前述），不可简单套用。在对系统的构架、硬件（计量表具、网关设备、网络系统）和软件（管理平台、通讯协议等）进行了广泛深入研究后，制定了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》（已颁布），各大学应该参照这些技术导则，科学的建立起校园建筑节能监管系统。系统支持在线监测、数据比对、能耗统计审计分析、能耗预测、指标定额、专家诊断等功能。
校园节能监管平台既能够使管理者及时发现建筑高能耗环节以及照明、空调等系统的故障和不合理的运行方式，为节能诊断分析及管理提供依据；也可为校园能耗数据和指标公示、实现能耗数据可视化、节能效果定量化，节能管理指标化目标，同时，作为基于校园网的校园的互动平台，可在树立校园节能环保风尚，促进行为节能、形成绿色校园文化方面发挥巨大作用。
４．管理节能
计划经济时代遗留的粗放管理模式下存在许多管理漏洞，建筑物业管理的不到位为我们留下了巨大的节能空间。校园建筑节能监管系统为及时发现问题，采取对策，落实节能效果发挥了显著功效。图８所示的是具有典型意义的案例。由于夜间空调设备的不合理运行导致了严重的能源浪费。发现以后及时制止了类似情况的发生，如图９所示。按照每小时６０度电，夜间１０小时计算，仅该栋建筑每天可以节约近６００度电。
图８． 校园某建筑夜间空调的不合理运行问题的发现及纠正 后状况对比
这个典型案例说明的管理节能问题仅仅是从浪费现象的发现到及时纠正的日常管理问题。更深层意义的管理节能需要建立科学的定额管理和指标考核机制，需要树立建筑寿命周期评价的理念，重视校园设施运行管理中的节能减排问题研究。
图１０校园建筑类别与能源消费结构
图１１ 校园能源利用结构
图１２ 校园建筑能耗自动排序（全年单位面积电耗） 图９ 建筑全寿命周期评价概念图示
近年来，随着社会对建筑节能领域的关注，各种节能技术即产品蜂拥而上，大有令其消化不良的势头，更有水土不服的现象。其实，建筑节能技术大多数可为经典技术的集成创新利用，不可一味盲目追求新技术、高科技；另外，节能技术切忌机械照搬硬套，须因地制宜应用。目前我国涌现了各色各样的节能、生态示范建筑，却严重缺失测评数据的跟踪与评价。校园建筑节能监管平台将基于完整、在线的实测数据系统，量化节能技术评价，进一步深化和推广具有实效的建筑节能技术。
图１０给出了同济大学校园能源消费结构，从数据得知，该校园中能源消费占比较大的是学生生活设施和科研楼。两者合计占据了校园能耗的半壁江山，我们将其作为校园节能监管的重点，并通过校园建筑监管平台可自动对校园建筑能耗进行排序，锁定重点能耗建筑（图１２），为有效实施节能监管提供了基础参考。
结论与展望
大学校园建筑分布范围广、数量多，类型多样，用能情况复杂，建立校园建筑节能监管体系意义重大，推广性强，亟待加速
和规范建设。重点从校园节能监管系统入手，浅析了校园建筑能耗特征和节能潜力，在我国第一批节约型校园建设示范即将验收、第二批示范校园即将开始实施的时期，愿为其提供参考。
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