高等學校作為先進科學技術的傳播者,其校園的低碳建設不僅可以提升能源利用效率,節約資源,提升環境質量、創造健康的學習和生活環境,為城市綠色規劃與城市低碳基礎設施建設提供可參考的解決方案;同時,通過對年輕一代全方位的環境保護教育,影響社會未來的能源消耗模式。
低碳校園建設的目標是降低二氧化碳排放,實現低能耗、低污染、低排放,是節約能源資源和保護生態環境的必然選擇,是建設可持續校園的重要組成部分。
相較于歐美的世界一流大學,我國的低碳大學校園建設處在起步階段,并且從加強教育,提高意識的層面關注多,而從校園物質空間規劃層面指導少;從相對分散的措施方法討論多,從宏觀把握校園低碳建設主線角度分析少。
本文中低碳校園的建設包含了兩個層面的內容,首先是宏觀的校園規劃,在土地利用、市政基礎設施規劃、綠地景觀生態系統規劃、道路交通系統規劃等方面貫穿節能減排、營造生態校園的基本思路;其次是微觀的單體建筑,通過綠色建筑建設實現節能減排。
校園規劃中的低碳發展思路
用地布局與設施規劃中的低碳思路我國校園總體規劃作為控制性詳細規劃,其用地布局與設施規劃為校園空間模式的組織提供了較為清晰的邊界,明確規定了每塊土地用地性質及開發強度(包括容積率、限高、綠化率等指標)。大學用地布局多遵照功能分建筑節能區,教學、科研、住宿、體育活動、綠地相對集中。校園規劃在對規劃設施與建設項目進行選址時參考的因素包括:該設施選址對該學科發展帶來的影響,例如與同類學科相對集中以有利于學科群建設,該設施與周邊建筑功能的安全性與兼容性,該設施與使用者的距離;建設給本地段交通造成的影響。
將降低二氧化碳排放的目標納入校園規劃編制與管理中,在土地利用分類方面應做好如下工作:
(1)相同用途土地相對集中。這將有利于減少使用者在不同功能用房使用轉換過程中帶來的交通流量特別是機動車流量,對占地面積相對較大的校園影響更為顯著。同時,相對鮮明的功能分區,有利于公共交通系統的建立與完善。
(2)相同或相近類型實驗用房的集中??蒲袑嶒炗梅康男枨蠓€步增加,同時,隨著學科不斷發展,實驗用房的等級需求逐步增加,相對集中的通用型建筑不僅促進學科之間的交叉,促進學科發展,更使得對能耗要求較高的實驗室相對集中,避免對能耗需求較低的用房對其空間的占用。
(3)大學校園承擔著越來越多的社會責任,大學作為傳播文化知識的重要平臺,與社區、城市之間的溝通日益緊密,其文化藝術類公共建筑包括音樂廳、美術館、博物館等建筑逐漸向周邊社區及社會開放,其用地布局應兼顧減少校內及城市交通流量,適當布置于校園與城市的交界面,位于公共交通易于到達的地區。
道路交通系統規劃中的低碳思路
校園交通的急速發展截至2012年6月底,我國私家車的數量已經達到8613萬輛,每一百戶家庭的汽車擁有量,達到了21.5輛,已經步入了汽車社會。以某大學為例,近幾年來機動車數量猛增,給校園交通帶來了巨大壓力,給低碳校園發展提出了嚴重挑戰。隨機抽樣數據顯示,2011年2月23日(周二)機動車總流量(進校、出校合計)為37992車次,較2004年10月26日(周二)的26457車次,增加了43.6%.
為了控制該校校內機動車流量,限制校外車輛借用校內道路穿行,該高校出臺《校園機動車管理暫行辦法》,方案規定從2011年4月1日起,一直向社會開放的6個校門有4個限制校外車輛自由駛入;校內車輛憑證通行。
根據2011年4月15日(周五)數據,校內機動車總流量降至28325車次,較之同年2月23日下降25.4%.然而,此方案僅限制了部分校外車輛借用校內道路穿行,對于以使用教育資源為目的的機動車出行并未能有效控制。數據顯示,2012年9月20日(周四),校內機動車總流量升至31189車次。
機動車流量增加的同時,伴隨著非機動車數量的相對穩定與行人數量急劇增加。隨機抽樣該大學2011年10月20日各校門統計的行人總流量為46044人次,較之2006年9月21日數據上升36.1%.
機動車流量的增加在擠占了有限的道路交通資源的同時,影響了低碳出行的行為選擇。
同樣,從該校隨機抽樣的2012年9月13日停車數據中不難發現,地面標準停車位2006個,而早9點至10點間地面停車數量總計為2354輛,約有20%的車輛未按照要求停放在標準停車位上。該??倶藴释\囄?802個(含地上與地下),該校內部車輛為5844輛,約有20%的日常車輛無法按要求停放,這里還不包括校外車輛。標準停車位無法滿足需求,導致校內綠地及校園道路資源被進一步擠占,特別是道路兩旁供步行的范圍被影響嚴重,步行環境的惡化也促使越來越多的人放棄低碳出行。優化校園交通組織體系與交通管理模式,是圖1某大學校內機動車總流量(2004~2012)圖2某大學校內非機動車及行人總流量(2006,2011)建筑節能維護校園景觀,營造良好步行環境,促進低碳出行的重要任務。
大學交通需求管理的解決路徑
交通需求管理是指通過采取一攬子的政策措施,降低單人單機動車出行,以降低溫室氣體排放,改善生存環境。美國大學很早就面臨了解決校園交通難題的挑戰,也是將交通需求管理引入大學校園的先驅。
康奈爾大學的交通需求管理項目自1990年提出,并從最初始就認識到必須通過提供高效、成本較低、環境友好的通勤模式以取代獨自開車的交通方式,來降低對校內機動車交通與停車需求。
康奈爾大學所采用的調控手段包括:(1)經濟措施。校園內停車采用分區域計費,靠近校園中心區停車費用逐步提升,有效地緩解了校園中心大量停車造成的擁堵;(2)公交支持體系。學校與城市公共交通合作,為教職員工通勤提供部分或全額補貼,學校同時對選擇公共交通的員工提供每半年十天的校園免費停車;(3)合伙用車模式。校方鼓勵員工采用合伙用車模式,并制訂了一套詳細停車費減免體系;(4)停車換乘站點規劃建設。與城市建設部門合作規劃停車換乘站點,以服務選擇公共交通及參與合伙用車計劃的員工。
經過一系列調控措施的實施,康奈爾大學的交通狀況得到了明顯改善:(1)交通需求管理項目開展的第一年,校內停車降低25%,合伙用車提升10%;(2)通過與周邊社區合作停車,使得康奈爾大學校內、周邊及穿行交通流大大降低;(3)交通需求管理項目為學校節約近4000萬美元開支,減免的部分包括停車設施建設,停車場維護等;(4)員工年通勤距離總量減少1600萬公里,節省約160萬升汽油,減少3250噸二氧化碳排放。
哈佛大學自1998年開始推行停車與交通需求管理計劃,其目標是減少擁堵,改善空氣質量,保持較低的獨自開車通勤比例,以滿足其校園規劃的基本原則,即保護公共空間,盡可能減少交通流量并優化步行系統。
哈佛大學的調控措施主要包括:(1)經濟措施。對單人單車,多人單車采用不同的停車計費標準,以鼓勵合伙用車,其中三人同乘比一人用車減免75%的停車費用;(2)完善校園公交體系。構建不同時段校園內部、校園與住宅之間的公交體系;(3)校內租車系統。師生員工加入網上租車系統,即使為開車到校,也可隨時預約停放在校內的共享汽車以應對不時之需,同時校內還配備有自行車方便租賃使用;(4)校園規劃。學校不斷推動校園內研究生宿舍建設,減少學生由于居住校外帶來的機動車通行問題;同時規劃原則中明確,不增加停車設施規劃建設,僅通過各項交通需求管理措施消化新的需求。截至2012年,哈佛大學教職員工通勤中的單人單車比例已經降至12.2%.
上述大學推進交通需求管理的出發點不同,從改善校內、城市交通狀況,維護校園景觀環境,到減少溫室氣體排放,采取的途徑具備很多的相似點,包括詳細分類的停車收費制度,校內便于與公共交通連接的轉換體系,校內汽車租賃計劃,與城市公共交通的合作,教學與工作模式的調整以減少不必要的出行等等,從內部機制改革,到與社區、城市等外部對象展開合作,從通勤方式入手到教學科研工作模式調整,不難看出促進低碳綠色出行,根本路徑是要搭建一個軟硬件相結合,廣泛參與的機制。
大學校園中的綠色建筑低碳校園建設的微觀對象之一就是單體建筑。高校綠色建筑的建設,是在新建及翻修建筑的過程中,通過各種節能設計方法、材料設備、措施手段,建立更加健康、可持續、高效的建筑,以改善師生員工的學習、工作、生活環境,是建設低碳校園的重要組成部分。
我國高校在綠色建筑建設方面取得了一定的進展,例如清華大學超低能耗示范樓(2005年竣工),其能耗為常規建筑的10%,冬季基本實現零采暖能耗,建筑物全年電耗僅為北京市同類建筑物的30%.
清華大學環境節能樓(2007年竣工),集成應用了自然通風、自然采光、低能耗圍護結構、太陽能發電、中水利用和智能控制等國際上最先進的技術、材料和設備。根據初步概算,該樓每年減排1200噸、二氧化硫5噸。然而,我國高校針對校園綠色建筑的強制性、系統性、全面性建設并未形成一套規范化的制度,在此,美國大學校園建筑的綠色建筑標準的制訂與推進,為我們提供了豐富的經驗。
建設標準的制訂從總體上把握綠色設計、綠色施工、綠色運行是建設綠色建筑的重要途徑。而目前較為欠缺的是在管理體制中引入構建綠色建筑的思維模式與具體工作方法。
哈佛大學2009年制訂了《哈佛大學綠色建筑標準》(簡稱《標準》),首先明確了在建筑設計過程中,包括項目立項、概念性方案設計、方案設計、施工圖設計階段以實現建筑節能為目標。繼而,為了測算建設總成本,校方明確了應在不同階段采用生命周期成本法。在第一個階段中,建設單位需要運用此方法測算20年內該建筑帶來的溫室氣體排放、能源消耗與維護成本,具體測算的對象包括采暖與空調系統、電力系統等,在規劃與概念性設計階段考慮的主要是在既定的資金預算之下可能采用的不同標準綠色建筑模式,方案設計階段運用此方法比選不同的設備系統。第二階段則是運用生命周期成本法在不同的具體設計方案之間進行測算結果的比較。
然后,《標準》規定方案設計過程中需要運用能源測算模型進行模擬,測算方案建筑能耗與溫室氣體排放。最后,《標準》對實際能耗的計量提出了要求,校方認為在不能準確把握所有使用終端實際能耗的情況下,是無法節能減排的,計量的數據也為此前設計過程中的測算與模擬提供了檢驗的依據,并不斷改善設計過程中控制與對比能耗的各種方法。
建筑使用者的廣泛參與
校園綠色建筑的綠色運行需要建筑使用者的積極參與,通過改變及關注自己的日常行為,降低建筑能耗。
目前,我國高校都在積極推進學生參與綠色建筑建設,通過正式與非正式的渠道開展綠色教育,包括課程教育、專題講座等。學校也從管理上,利用經濟手段激勵學生節約能源,目前很多大學宿舍用電都實行了“定額管理、計量收費,指標免費,超標自付”.然而,不僅學生是構建綠色建筑、綠色校園的主體,教師、學校后勤工作人員等的參與共同決定了低碳建設的效果,參與的方式也應當更有針對性,并不斷創新。
美國科羅拉多大學,在推進教工參與綠色建筑建設方面,推出了“綠色辦公室項目”,這個教育項目關注教職員工在校園內涉及到碳排放的行為,包括交通、購物、垃圾回收、能源使用,而無需參與者付出太多時間,就能帶來巨大的環境與經濟效益。為此,該校推出了獲得“綠色辦公室認證”的制度。
哈佛大學在推動學校后勤餐飲人員節能減排的行動中,提出了面向全校13棟宿舍內的9個餐廳的競賽,為期一個學年的競賽內容包括4個門類:節電、節天然氣、承諾參與可持續發展工作、節能項目創新。學校餐廳內的節電、節天然氣的具體行為體現在及時關燈關火,關閉未使用的電器,密切監視烤箱等設備預熱溫度等,每個月餐廳員工記錄耗電、耗氣量并上傳至網絡,學年末進行綜合評比,通過數據的縱向與橫向比較,激勵員工關注低碳排放。
結語:
低碳城市規劃與基本建設時代已經到來,高校作為先進科學技術展示與傳播的重要力量,有義務大力推進低碳校園的建設,以建設實踐與課堂傳播兩個教育途徑為切入點,推動全社會低碳工作的開展。同時,低碳大學校園規劃與建設需要從規劃與單體建設兩個方面入手,從綠色布局、綠色選址、綠色設計、綠色施工到綠色維護,建立起一系列的控制目標,實施全過程的管理與設計標準控制,以實現可持續校園空間發展。
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