广东白云学院广东广州
摘要：本文探讨了高校建筑节能改造和热舒适性的现状，同时以广东白云学院至善楼为例进行节能改造设计探索，并针对该教学楼进行了节能设计与改造的方案设计和改造后的仿真模型的制作，并对节能前后能耗进行对比分析。
关键词：校园建筑；节能设计；节能改造
背景
随着我国教育事业的发展，学校不断的增多，学校的扩招，导致校园人口密度越来越大。高密度的人口必然带来高的能源消耗，在对所有学校进行能源统计及结果测算时，从中发现全国学校总能耗约占全国生活能耗的9%，是全国人均生活用能的3倍；现今大部分高校都是旧建筑，基于各种因素的综合考虑，大规模地对现有建筑进行拆除还存在一定的困难，相比之下，投资少而见效快的现有建筑进行改造则优势明显。
随着节能环保技术的发展，节能技术在建筑上的运用也逐步摆脱了以往投入过大回报微乎其微的情况。生态节能技术在成本上的大大降低让生态建筑的成本回收成为了可能，甚至还能达到盈利的情况。这样的情况为我们的节能改造项目实施提供了必要的土壤。
本文笔者就所在单位的教学楼存在问题进行分析，并对改造方案进行设计和探讨，以求最经济合理手段对校园建筑进行改造，并最后提高建筑热舒适性。
1、高校建筑节能改造前现状分析
高校校园建筑中存在具有年代感的建筑，往年的设计规范中没有重视建筑节能设计，在建筑的安全、美观、节能舒适性方面，经过多年使用后也发现存在诸多不合理现状，随着当今新型节能技术的发展，使得这些旧建筑远远不能适应当前社会低碳和节能要求，高校建筑使用中通过问卷调查发现使用这些教学楼的师生也会对热舒适性的评价较低。
以广东白云学院的至善楼为例，该教学楼是综合教学办公楼，一楼为教师办公室内，2-7层为教学楼，其中7层主要为学生计算机房教室，和制图绘图教室。目前7层的制图教室没有安装空调，顶层太阳辐射得热多，同学们上课感觉闷热，7楼南面的机房有安装空调，上课基本需要开空调，如何进行屋顶隔热减少顶层得热，改善顶层闷热，并减少空调能耗，节能。
2、节能改造设计
（1）屋顶隔热改造
屋顶隔热目的是解决顶层过热问题，再综合考虑经济和荷载问题最后选择屋顶植草绿化，对屋顶进行种植佛甲草植被可以有效减少太阳辐射热。同时屋顶可以安装太阳能光伏电板，太能能发电。如图为1：75比例缩放的建筑模型。
图1至善楼改造后模型
图2西立面的苔藓光伏发电系统示意
（2）墙体隔热改造
西面墙体和东面墙体是隔热重点部位，至善楼为回廊式布局，东面是疏散楼梯加镂空连廊，西面主要布置厕所和镂空回廊，所以东西面只有较少教室有东西晒问题。墙体隔热设计连廊内环对中庭设置植被藤蔓植被，通过植物蒸腾作用适当带走中庭热量，同时增加教学楼的景观，这部分改造比较简单。另一方在西面墙体的外立面，尝试苔藓发电，该项新技术是利用使用生物材料制成的太阳能电池，具有有自我修复、自我复制和可生物降解的功能，更加可持续，既可以减少西晒隔热，也可以收集太阳能源。
（3）雨水回收局部使用
原有7楼由于水压不足，基本所有厕所用水都是水泵二次供水，7楼因为有教室，人流较多，厕所使用率也很高，水泵二次加压供水无疑增加更多电能耗。所以本次改造希望能利用雨水收集，将屋顶花园中雨水通过雨水收集管道收集雨水-弃流截污-设置雨水收集池储存雨水-过滤消毒直接用于7楼厕所水箱进水管道连接，缓解7楼供水问题，即节约用水，也节省了水费。
（4）室内光控系统节能设计
至善楼有25年楼龄，室内采光主要是日光灯采光，白天忘记关灯也是同学们经常存在的问题。
改造设计前进行简单计算，以30年时间每天8小时为计算标准，每盏日光灯总共需电费1705元，同样照度下换成LED灯总共需621元。至善楼楼大概要580盏灯，按照30年计算，可以省出（1705-621）*580=628720（元）
同时为了避免忘记关灯现象，设计中提出安装光控传感器，这样可以将日常电耗降低20~40%，按照最低的20%的节能效果来估算光控系统节能（1705-621*0.8）*580=700756（元）节省下来的30年电费有70万。
而改造成本为平均50元一盏LED等，一间教室100元安装费估算，总63间教室，总计100*63+50*580=35300。由于LED寿命要远远大于日光灯寿命，所以期间更换灯具成本忽略计算情况下，整栋楼的采光上的节能效果是能节约大约62万电费，平均每年光灯具采光上可以节省2万多电费。
3、总结
校园建筑大多拥有历史性，不少旧建筑在学校的发展与壮大的过程中扮演着不可或缺的作用。对于具有历史价值的校园建筑，漫无目的地拆除看似易行，但是随着绿色节能建筑发展趋势，在减少能耗响应国家节能号召下，设计人员需要创造出有利于学生身心发展的舒适的建筑环境，也需要从建筑方面出发去研究适合校园的低成本的原有建筑节能改造措施，提高校园能耗使用率，减少能耗的同时必须考虑投入的经济性合理性，不是盲目的花费去改造，把建筑的能耗控制在设计初期，满足各个高校建筑的节能和可持续发展。通过实际案例设计和分析，得出在校园进行节能改造是的值得去推广的。
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基金项目：1.（广东省高校青年创新人才项目，项目名称：湿热地区建筑隔热性能及节能效益研究（2014KQNCX235）
2.高校校园建筑苏热舒适性及节能改造措施研究----以广东白云学院为例BYKY201611
3.大学生创新创业国家级项目：高校校园建筑能耗模拟及节能改造设计---以广东白云学院201710822005