前沿低碳技术在旧校舍修缮项目中的应用分析

前沿低碳技术在旧校舍修缮项目中的应用分析

胡圣洁

深圳大学 广东深圳 518000

摘要：随着“碳达峰”、“碳中和”实施方案的明确，如何促进建筑业高质量发展是值得着重研究的问题。传统的节能低碳技术需要突破，本文分析了深圳大学粤海校区旧校舍修缮项目应用前沿低碳技术带来的效益，为校园建设提供了有价值的低碳思路。

关键词：低碳技术；旧校舍修缮项目；应用

引言：随着深圳教育事业的不断发展，校园建筑的建设需求量大增，尤其在土地资源严重紧缺的现状下，校园修缮及改扩建项目比比皆是。在项目的建设过程中，不仅对校园建筑的美观性和舒适度有较高的要求，同时还要求校园建设实现减污降碳的目标。2022年4月1日起实施的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021明确了碳排放强度平均降低7kgCO2/（m·a）以上的标准。深圳大学是全国文明校园，历来重视节能环保，通过各种行动推动节能工作，曾获评全国十大最美校园、广东省绿色学校、广东省第一批节水型高校，广东省、深圳市节水先进单位、节约型公共机构示范单位等荣誉。低碳校园已成为未来发展的必然趋势，作为校园规划建设的实施部门，需要尽快做好技术储备、打造低碳校园示范项目，为校园高质量发展做好准备。

1、项目概况

深圳大学粤海校区旧校舍修缮项目共涉及27栋建筑物，修缮总建筑面积达226379㎡：包括教学楼ABCD、办公楼等7栋公共建筑组成的核心区域，总建筑面积为116977㎡；红榴斋、山茶斋等20栋建筑组成的非核心区域，总建筑面积为109402㎡（详表1）。

表1 旧校舍修缮项目楼宇概况表

校区新的校园规划功能分区明确，注重地域特色的体现，并充分考虑未来发展的需求（详图1）。深圳大学自建校以来至今，校园建设在不断地发展，早在2012年校区建筑密度就已趋于饱和，用地和校舍比较紧张，且扩展空间非常有限，最早建设的教学楼、实验楼、图书馆及办公楼等建筑均达到30年以上楼龄，内装修均破损不堪，外墙和天台都出现了不同程度的漏水现象，以及其他影响正常使用急需修缮的情况，根据相关建筑质量保修条例和国内外对于建筑寿命的有关标准，已达到大修维修期。为了保持原有空间格局和传承高校历史记忆，适应学校在深圳市教育科学“十四五”规划中的发展需求，并做好对深圳大学建筑群（“深圳改革开放十大历史性建筑”之一）的保护工作，必须进行既有建筑的修缮工程。

图1 旧校舍修缮项目场址位置图

2、前沿低碳技术的在该项目实施中的应用

2.1电致变色外窗

外围护结构中能耗最大的部位就是窗户，外窗的低碳技术是整个建筑节能设计中的关键。该项目的方案将教学楼、图书馆北馆等楼宇的外窗全部拆除，更换为电致变色玻璃外窗，与目前广泛使用的LOW-E玻璃相比，除了具有低辐射功能外，还具有可变的可见光透过率和遮阳系数。在夏季阳光强烈时，通过电流的作用将玻璃的颜色调暗（遮阳系数达到0.1），除了可以减少眩光，给人一舒适的享受，还可以减少太阳光进入室内而减少空调的负荷，从而减少能耗。在冬季可以将玻璃的颜色调亮（遮阳系数调整到0.6），让免费的太阳能更多地进入室内，使室内的温度升高达到舒适感。

2.2冷墙及冷屋顶技术

阳光反射“冷壁”可以降低建筑的热增益，提高建筑的能源效率，同时可以在热岛“降温”中发挥关键作用。该项目将办公楼中原来深色的西面山墙设置了垂直绿化，同时在屋顶增加了水性反射隔热涂装，结合南立面的铝合金穿孔遮阳板的设计，该方案至少反射60%的阳光，可有效减少5%-22%的建筑总能耗。

2.3太阳能、空气能组合热水系统

太阳能、空气能组合热水系统，可实现有太阳的时候利用太阳能，没有太阳能的时候利用空气能烧水，同时避免了夏天热水过热、冬天水热不起来的问题。根据项目实际情况，在每座宿舍楼增设五套太阳能热泵机组（按桶提用水每人每天按25-30kg计，花洒方式用水每人每天按40-60kg计），与原有的200平方米太阳能板协同，满足夜间大规模热水使用需求的同时实现了节约能源约60%。

2.4智慧控制系统

基于物联网多维感知、云计算、大数据等核心技术，提高学校的能源管理水平。该项目采用了智能灯具、智能开关、智能插座、智能水表、智能电表等设备以及多台集中器，智能设备通过学校局域网连接，实现数据通讯，系统可实时采集现场电表数据并按照要求存储，结合软件的统计分析功能，实现了对各个建筑、用能分项数据的统计分析和控制。为了防止用电、用水浪费，每个用能空间设置阈值提醒系统，一旦超出范围可做断能处理。

2.5新型消防管材系统

本项目根据最新的消防规范重新设计了消防系统，新方案采用了新型卡压式碳钢消防管材，本产品在产品使用寿命、耐腐蚀性能、水阻性能、管路系统安全性能方面远高于传统镀锌钢管产品，且生产能耗低、对建筑结构承重要求低，安装快捷方便，综合能耗节约率达到60%以上。

2.6自动化建造

由于工期紧迫，该项目拟采用机器人对教学楼进行地砖铺贴，机器人集视觉识别、自动抓取、倾角调整、多点振捣等功能于一体，可承载8块地砖及铺贴所需瓷砖胶量，减少上砖、上料时间，而大于6小时的电池续航能力，也让其作业时间更持久。按照800×800规格的地砖铺贴要求，机器人的效率达到6.8-10㎡/小时，是传统人工施工的2.7-4倍。

3、应用低碳技术的效益分析

3.1环境效益

通过运用环保材料与新技术，能够减少能源消耗和温室气体的排放，最大程度上降低对环境产生的损害。例如采用新型消防管材系统和机器人地砖铺贴技术，可以减少工人在施工现场的喷涂、焊接、砂浆搅拌等污染工序，同时亦能减少材料消耗，从而达到减污降碳的目的。运用低碳技术保护环境，就是保护人们赖以生存的家园，也是保护人类自己。

3.2经济效益

该项目通过运用各种低碳技术，耗电及耗水量将大幅下降，通过综合效益分析，该项目低碳技术增量成本约1300万元，每年预估可节约水电费用约200万元，7年可实现正收益。另外，采用智慧控制系统技术可有效降低人力成本，实现更大的经济效益。

3.3社会效益

通过运用电致变色外窗、冷墙冷屋顶以及太阳能、空气能组合热水系统等技术，为学生和教职工创造了舒适便利的学习、工作和生活环境，同时作为低碳示范项目，为社会宣传节能环保以及校园高质量发展做出了贡献。

结束语：

“碳达峰”、“碳中和”是国家战略，坚持运用“创新技术”是响应政府号召和促进建筑业高质量发展的必行之路。本项目为了传承高校历史记忆，在保持原有空间格局的前提下进行了修缮和改造，运用了多项前沿的低碳技术，最终达到减污降碳、提升品质、增加效益的目标，为学校和社会创造了价值，具有较大的研究意义。

参考文献：

[1]崔洁.土木工程施工节能绿色环保技术研究[J].工程学研究与实用,2022,3(13).

[2]陈汉翠,苗西磊.绿色建筑技术在暖通设计中的应用与探讨[J].工程学研究与实用,2022,3(13).

[3]王开禹.房屋建筑绿色施工技术应用研究[J].工程机械与维修,2022(5):209-211.