高等学校作为先进科学技术的传播者,其校园的低碳建设不仅可以提升能源利用效率,节约资源,提升环境质量、创造健康的学习和生活环境,为城市绿色规划与城市低碳基础设施建设提供可参考的解决方案;同时,通过对年轻一代全方位的环境保护教育,影响社会未来的能源消耗模式。

低碳校园建设的目标是降低二氧化碳排放,实现低能耗、低污染、低排放,是节约能源资源和保护生态环境的必然选择,是建设可持续校园的重要组成部分。

相较于欧美的世界一流大学,我国的低碳大学校园建设处在起步阶段,并且从加强教育,提高意识的层面关注多,而从校园物质空间规划层面指导少;从相对分散的措施方法讨论多,从宏观把握校园低碳建设主线角度分析少。

本文中低碳校园的建设包含了两个层面的内容,首先是宏观的校园规划,在土地利用、市政基础设施规划、绿地景观生态系统规划、道路交通系统规划等方面贯穿节能减排、营造生态校园的基本思路;其次是微观的单体建筑,通过绿色建筑建设实现节能减排。

校园规划中的低碳发展思路

用地布局与设施规划中的低碳思路我国校园总体规划作为控制性详细规划,其用地布局与设施规划为校园空间模式的组织提供了较为清晰的边界,明确规定了每块土地用地性质及开发强度(包括容积率、限高、绿化率等指标)。大学用地布局多遵照功能分建筑节能区,教学、科研、住宿、体育活动、绿地相对集中。校园规划在对规划设施与建设项目进行选址时参考的因素包括:该设施选址对该学科发展带来的影响,例如与同类学科相对集中以有利于学科群建设,该设施与周边建筑功能的安全性与兼容性,该设施与使用者的距离;建设给本地段交通造成的影响。

将降低二氧化碳排放的目标纳入校园规划编制与管理中,在土地利用分类方面应做好如下工作:

(1)相同用途土地相对集中。这将有利于减少使用者在不同功能用房使用转换过程中带来的交通流量特别是机动车流量,对占地面积相对较大的校园影响更为显着。同时,相对鲜明的功能分区,有利于公共交通系统的建立与完善。

(2)相同或相近类型实验用房的集中。科研实验用房的需求稳步增加,同时,随着学科不断发展,实验用房的等级需求逐步增加,相对集中的通用型建筑不仅促进学科之间的交叉,促进学科发展,更使得对能耗要求较高的实验室相对集中,避免对能耗需求较低的用房对其空间的占用。

(3)大学校园承担着越来越多的社会责任,大学作为传播文化知识的重要平台,与社区、城市之间的沟通日益紧密,其文化艺术类公共建筑包括音乐厅、美术馆、博物馆等建筑逐渐向周边社区及社会开放,其用地布局应兼顾减少校内及城市交通流量,适当布置于校园与城市的交界面,位于公共交通易于到达的地区。

道路交通系统规划中的低碳思路

校园交通的急速发展截至2012年6月底,我国私家车的数量已经达到8613万辆,每一百户家庭的汽车拥有量,达到了21.5辆,已经步入了汽车社会。以某大学为例,近几年来机动车数量猛增,给校园交通带来了巨大压力,给低碳校园发展提出了严重挑战。随机抽样数据显示,2011年2月23日(周二)机动车总流量(进校、出校合计)为37992车次,较2004年10月26日(周二)的26457车次,增加了43.6%.

为了控制该校校内机动车流量,限制校外车辆借用校内道路穿行,该高校出台《校园机动车管理暂行办法》,方案规定从2011年4月1日起,一直向社会开放的6个校门有4个限制校外车辆自由驶入;校内车辆凭证通行。

根据2011年4月15日(周五)数据,校内机动车总流量降至28325车次,较之同年2月23日下降25.4%.然而,此方案仅限制了部分校外车辆借用校内道路穿行,对于以使用教育资源为目的的机动车出行并未能有效控制。数据显示,2012年9月20日(周四),校内机动车总流量升至31189车次。

机动车流量增加的同时,伴随着非机动车数量的相对稳定与行人数量急剧增加。随机抽样该大学2011年10月20日各校门统计的行人总流量为46044人次,较之2006年9月21日数据上升36.1%.

机动车流量的增加在挤占了有限的道路交通资源的同时,影响了低碳出行的行为选择。

同样,从该校随机抽样的2012年9月13日停车数据中不难发现,地面标准停车位2006个,而早9点至10点间地面停车数量总计为2354辆,约有20%的车辆未按照要求停放在标准停车位上。该校总标准停车位4802个(含地上与地下),该校内部车辆为5844辆,约有20%的日常车辆无法按要求停放,这里还不包括校外车辆。标准停车位无法满足需求,导致校内绿地及校园道路资源被进一步挤占,特别是道路两旁供步行的范围被影响严重,步行环境的恶化也促使越来越多的人放弃低碳出行。优化校园交通组织体系与交通管理模式,是图1某大学校内机动车总流量(2004~2012)图2某大学校内非机动车及行人总流量(2006,2011)建筑节能维护校园景观,营造良好步行环境,促进低碳出行的重要任务。

大学交通需求管理的解决路径

交通需求管理是指通过采取一揽子的政策措施,降低单人单机动车出行,以降低温室气体排放,改善生存环境。美国大学很早就面临了解决校园交通难题的挑战,也是将交通需求管理引入大学校园的先驱。

康奈尔大学的交通需求管理项目自1990年提出,并从最初始就认识到必须通过提供高效、成本较低、环境友好的通勤模式以取代独自开车的交通方式,来降低对校内机动车交通与停车需求。

康奈尔大学所采用的调控手段包括:(1)经济措施。校园内停车采用分区域计费,靠近校园中心区停车费用逐步提升,有效地缓解了校园中心大量停车造成的拥堵;(2)公交支持体系。学校与城市公共交通合作,为教职员工通勤提供部分或全额补贴,学校同时对选择公共交通的员工提供每半年十天的校园免费停车;(3)合伙用车模式。校方鼓励员工采用合伙用车模式,并制订了一套详细停车费减免体系;(4)停车换乘站点规划建设。与城市建设部门合作规划停车换乘站点,以服务选择公共交通及参与合伙用车计划的员工。

经过一系列调控措施的实施,康奈尔大学的交通状况得到了明显改善:(1)交通需求管理项目开展的第一年,校内停车降低25%,合伙用车提升10%;(2)通过与周边社区合作停车,使得康奈尔大学校内、周边及穿行交通流大大降低;(3)交通需求管理项目为学校节约近4000万美元开支,减免的部分包括停车设施建设,停车场维护等;(4)员工年通勤距离总量减少1600万公里,节省约160万升汽油,减少3250吨二氧化碳排放。

哈佛大学自1998年开始推行停车与交通需求管理计划,其目标是减少拥堵,改善空气质量,保持较低的独自开车通勤比例,以满足其校园规划的基本原则,即保护公共空间,尽可能减少交通流量并优化步行系统。

哈佛大学的调控措施主要包括:(1)经济措施。对单人单车,多人单车采用不同的停车计费标准,以鼓励合伙用车,其中三人同乘比一人用车减免75%的停车费用;(2)完善校园公交体系。构建不同时段校园内部、校园与住宅之间的公交体系;(3)校内租车系统。师生员工加入网上租车系统,即使为开车到校,也可随时预约停放在校内的共享汽车以应对不时之需,同时校内还配备有自行车方便租赁使用;(4)校园规划。学校不断推动校园内研究生宿舍建设,减少学生由于居住校外带来的机动车通行问题;同时规划原则中明确,不增加停车设施规划建设,仅通过各项交通需求管理措施消化新的需求。截至2012年,哈佛大学教职员工通勤中的单人单车比例已经降至12.2%.

上述大学推进交通需求管理的出发点不同,从改善校内、城市交通状况,维护校园景观环境,到减少温室气体排放,采取的途径具备很多的相似点,包括详细分类的停车收费制度,校内便于与公共交通连接的转换体系,校内汽车租赁计划,与城市公共交通的合作,教学与工作模式的调整以减少不必要的出行等等,从内部机制改革,到与社区、城市等外部对象展开合作,从通勤方式入手到教学科研工作模式调整,不难看出促进低碳绿色出行,根本路径是要搭建一个软硬件相结合,广泛参与的机制。

大学校园中的绿色建筑低碳校园建设的微观对象之一就是单体建筑。高校绿色建筑的建设,是在新建及翻修建筑的过程中,通过各种节能设计方法、材料设备、措施手段,建立更加健康、可持续、高效的建筑,以改善师生员工的学习、工作、生活环境,是建设低碳校园的重要组成部分。

我国高校在绿色建筑建设方面取得了一定的进展,例如清华大学超低能耗示范楼(2005年竣工),其能耗为常规建筑的10%,冬季基本实现零采暖能耗,建筑物全年电耗仅为北京市同类建筑物的30%.

清华大学环境节能楼(2007年竣工),集成应用了自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能发电、中水利用和智能控制等国际上最先进的技术、材料和设备。根据初步概算,该楼每年减排1200吨、二氧化硫5吨。然而,我国高校针对校园绿色建筑的强制性、系统性、全面性建设并未形成一套规范化的制度,在此,美国大学校园建筑的绿色建筑标准的制订与推进,为我们提供了丰富的经验。

建设标准的制订从总体上把握绿色设计、绿色施工、绿色运行是建设绿色建筑的重要途径。而目前较为欠缺的是在管理体制中引入构建绿色建筑的思维模式与具体工作方法。

哈佛大学2009年制订了《哈佛大学绿色建筑标准》(简称《标准》),首先明确了在建筑设计过程中,包括项目立项、概念性方案设计、方案设计、施工图设计阶段以实现建筑节能为目标。继而,为了测算建设总成本,校方明确了应在不同阶段采用生命周期成本法。在第一个阶段中,建设单位需要运用此方法测算20年内该建筑带来的温室气体排放、能源消耗与维护成本,具体测算的对象包括采暖与空调系统、电力系统等,在规划与概念性设计阶段考虑的主要是在既定的资金预算之下可能采用的不同标准绿色建筑模式,方案设计阶段运用此方法比选不同的设备系统。第二阶段则是运用生命周期成本法在不同的具体设计方案之间进行测算结果的比较。

然后,《标准》规定方案设计过程中需要运用能源测算模型进行模拟,测算方案建筑能耗与温室气体排放。最后,《标准》对实际能耗的计量提出了要求,校方认为在不能准确把握所有使用终端实际能耗的情况下,是无法节能减排的,计量的数据也为此前设计过程中的测算与模拟提供了检验的依据,并不断改善设计过程中控制与对比能耗的各种方法。

建筑使用者的广泛参与

校园绿色建筑的绿色运行需要建筑使用者的积极参与,通过改变及关注自己的日常行为,降低建筑能耗。

目前,我国高校都在积极推进学生参与绿色建筑建设,通过正式与非正式的渠道开展绿色教育,包括课程教育、专题讲座等。学校也从管理上,利用经济手段激励学生节约能源,目前很多大学宿舍用电都实行了“定额管理、计量收费,指标免费,超标自付”.然而,不仅学生是构建绿色建筑、绿色校园的主体,教师、学校后勤工作人员等的参与共同决定了低碳建设的效果,参与的方式也应当更有针对性,并不断创新。

美国科罗拉多大学,在推进教工参与绿色建筑建设方面,推出了“绿色办公室项目”,这个教育项目关注教职员工在校园内涉及到碳排放的行为,包括交通、购物、垃圾回收、能源使用,而无需参与者付出太多时间,就能带来巨大的环境与经济效益。为此,该校推出了获得“绿色办公室认证”的制度。

哈佛大学在推动学校后勤餐饮人员节能减排的行动中,提出了面向全校13栋宿舍内的9个餐厅的竞赛,为期一个学年的竞赛内容包括4个门类:节电、节天然气、承诺参与可持续发展工作、节能项目创新。学校餐厅内的节电、节天然气的具体行为体现在及时关灯关火,关闭未使用的电器,密切监视烤箱等设备预热温度等,每个月餐厅员工记录耗电、耗气量并上传至网络,学年末进行综合评比,通过数据的纵向与横向比较,激励员工关注低碳排放。

结语:

低碳城市规划与基本建设时代已经到来,高校作为先进科学技术展示与传播的重要力量,有义务大力推进低碳校园的建设,以建设实践与课堂传播两个教育途径为切入点,推动全社会低碳工作的开展。同时,低碳大学校园规划与建设需要从规划与单体建设两个方面入手,从绿色布局、绿色选址、绿色设计、绿色施工到绿色维护,建立起一系列的控制目标,实施全过程的管理与设计标准控制,以实现可持续校园空间发展。

[参考文献]

[1]赵天旸,刘卉,金鑫。试析北京大学开展绿色校园建设的有效途径[J].环境保护,2009(4):40-42.
[2]赵黛青,张哺,蔡国田。低碳建筑的发展路径研究[J].建筑经济,2010(2):47-49.