隨著云南農(nóng)業(yè)大學(xué)辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,在校學(xué)生和教職員工人數(shù)不斷增加(目前共計(jì)約 16 000 人),學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)辦公區(qū)、宿舍生活區(qū)、商用區(qū)的建筑面積都不斷擴(kuò)大,使得全校用電量激增.在此緊張局面下,學(xué)校后勤部門(mén)對(duì)校內(nèi)用電大戶(hù)學(xué)生宿舍采取了一舍一表、超額付費(fèi)和限用大功率電器等管理措施,并在其他許多場(chǎng)所安裝了節(jié)能電器、太陽(yáng)能路燈等,但依然不能緩解問(wèn)題.目前,學(xué)校采取開(kāi)放式管理,學(xué)生上課、上自習(xí)大多無(wú)固定的教室,而樓層管理人手少,加之師生員工很少開(kāi)展節(jié)電教育,致使校內(nèi)師生員工節(jié)電意識(shí)相對(duì)淡薄、節(jié)電氛圍不濃,浪費(fèi)現(xiàn)象時(shí)常見(jiàn);校內(nèi)建筑用電不規(guī)范、設(shè)備老化、技術(shù)更新不及時(shí)等問(wèn)題也很突出,供電效率不高.鑒于做好節(jié)電工作不僅能為學(xué)校節(jié)省有限的資金、響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)號(hào)召,還能培養(yǎng)大家的節(jié)電意識(shí),為社會(huì)節(jié)電節(jié)能樹(shù)立典范,因此,筆者認(rèn)為,若以此為抓手構(gòu)建綠色節(jié)約型大學(xué)反而是個(gè)良好契機(jī).再者,云南農(nóng)業(yè)大學(xué)地處旅游和生態(tài)要求較高的春城昆明市,構(gòu)建綠色節(jié)約型大學(xué)更顯必要.

一、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)用電存在的問(wèn)題

(一)管理不到位、節(jié)電意識(shí)不足

筆者調(diào)查得知,云南農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)管理部門(mén)很少對(duì)全校用電設(shè)備進(jìn)行全面檢查,也沒(méi)有人對(duì)各部門(mén)或個(gè)人的用電行為進(jìn)行監(jiān)督,更沒(méi)有嚴(yán)格的管理制度,久而久之造成師生員工的節(jié)電意識(shí)淡漠、缺乏節(jié)電的動(dòng)力,校內(nèi)用電浪費(fèi)的現(xiàn)象很常見(jiàn),如教室在沒(méi)人時(shí)電燈依然全開(kāi)、多媒體設(shè)備依然處于通電狀態(tài);辦公室在無(wú)人時(shí)依然燈火通明(有的是因?yàn)樽?quot;形象");深夜里路燈、裝飾彩燈依然燈火通明;假期、周末學(xué)校變電設(shè)備依然全部運(yùn)行;有的辦公室、會(huì)議室為追求燈光效果而耗電功率過(guò)大;有的管理人員和領(lǐng)導(dǎo)辦公面積過(guò)大、照明浪費(fèi),飲水機(jī)等電器整天開(kāi),等等,有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的行為造成了很大的電能浪費(fèi).其次,在學(xué)校強(qiáng)調(diào)"保證學(xué)校正常教學(xué)科研用電和生活用電"的前提下,有些部門(mén)或個(gè)人用電浪費(fèi)嚴(yán)重而無(wú)人管.學(xué)校部門(mén)較多,各部門(mén)用電規(guī)模不同,用電設(shè)備復(fù)雜,因此,在制定用電規(guī)章制度時(shí)很難全面平衡.

(二)用電設(shè)備老化、照明布置不合理

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)部分樓層建筑用電設(shè)備嚴(yán)重老化,如使用年限較長(zhǎng)的 2# 教學(xué)樓仍在沿用過(guò)去的"電感鎮(zhèn)流器 + 單燈管"照明模式,不僅浪費(fèi)電,而且頻閃和眩光對(duì)同學(xué)的視力影響大.學(xué)校其他建筑幾乎都采用 T8/36W 日光燈,部分樓道走廊采用白熾燈,這使得學(xué)校照明用電率低、用電浪費(fèi)大.其次,校內(nèi)建筑布燈不合理,如普通學(xué)生宿舍照度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),而新學(xué)生公寓內(nèi)燈管功率過(guò)大;1# 教學(xué)樓、2# 教學(xué)樓內(nèi)部燈具布置過(guò)少,照度達(dá)不到要求,而 6# 教學(xué)樓部分教室燈具布置過(guò)于密集.

(三)專(zhuān)業(yè)人員不夠、技術(shù)更新遲緩

目前,由于學(xué)校后勤部門(mén)技術(shù)人員較少,對(duì)現(xiàn)有的用電不合理現(xiàn)象未能提出合理的改進(jìn)意見(jiàn).加上全校建筑物多,全校性的節(jié)電技術(shù)更新速度相對(duì)遲緩,只是在少數(shù)新建建筑物上按照國(guó)家最新規(guī)定采取了較好的節(jié)電措施.經(jīng)筆者的分析,若分步實(shí)施節(jié)電改造項(xiàng)目,并不需要很多啟動(dòng)資金,且效益明顯.

二、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)節(jié)電潛力分析

在全校推廣全方位數(shù)字波普型節(jié)電裝置.該裝置能實(shí)現(xiàn)"光亮夠時(shí)燈滅;光亮暗時(shí)有人燈亮、無(wú)人燈滅"的要求,很好地改善教室長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象.根據(jù)北京理工大學(xué)具體使用后得出節(jié)電率 21.9%[1],該裝置很適合用在人員流動(dòng)較大的地方,如教室、辦公室等地點(diǎn).云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教室、實(shí)驗(yàn)室、辦公室數(shù)量居多,如果能在全校推廣節(jié)電效果非常樂(lè)觀.

LED/18W 節(jié)能燈替換現(xiàn)有 T8/36W 日光燈.LED/18W 的光效是傳統(tǒng)日光燈 T8/36W 光效的 1.5 倍,"使用壽命在 8萬(wàn)-10 萬(wàn)小時(shí),壽命為普通日光燈管的 10 倍以上,節(jié)電率是普通燈泡的 90%,是普通熒光燈的 60%"[2],甚至比 HID 或白熾燈有更少的熱輻射,安全性能增加 2 倍.通過(guò)對(duì)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)辦公區(qū)、學(xué)生宿舍生活區(qū)、實(shí)驗(yàn)樓、圖書(shū)館、工程樓等建筑的統(tǒng)計(jì),僅僅室內(nèi)照明所用的普通日光燈就有 4 萬(wàn)多根,實(shí)施節(jié)電改造方案將有很好的節(jié)電前景.

"學(xué)校節(jié)電大有潛力,不但應(yīng)從管理措施上著手,而且還要從技術(shù)措施上分析"[3],而筆者認(rèn)為,鑒于教育單位的特殊性,節(jié)電教育也是一個(gè)重要的話題,具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)示范價(jià)值,而從身邊做起更應(yīng)該是節(jié)電教育的重要組成部分.同時(shí),由于電力技術(shù)的快速發(fā)展,學(xué)校在更新設(shè)備、節(jié)能優(yōu)化方面已勢(shì)在必行.

三、實(shí)施節(jié)電的主要措施

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)照明用電約占總用電量的 50%左右,因此提高照明效率是節(jié)電工作中的首要任務(wù).根據(jù)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園的實(shí)際情況,目前建議采取以下措施.

(一)在教室和辦公樓安裝全方位數(shù)字波譜型節(jié)電裝置

全方位數(shù)字波譜型節(jié)電裝置是根據(jù)對(duì)光照度強(qiáng)弱的判別和人體特定紅外波譜感應(yīng)原理,利用人體感應(yīng)技術(shù),通過(guò)數(shù)字電路的精確分析,實(shí)現(xiàn)"按需通電",即"光照夠時(shí)燈滅、光照暗時(shí)有人燈亮、無(wú)人時(shí)燈滅".該裝置負(fù)載功率 40-2 800W,自身功率 <1W,能科學(xué)地控制終端開(kāi)關(guān),以達(dá)到節(jié)約控電和科學(xué)管理的雙重目的.在此項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,由于教室面積大小不同、需要安裝設(shè)備的方案也有所不同,所以,我們先按照教室的大小分別計(jì)算投入預(yù)算:中小教室每間安裝一臺(tái)設(shè)備 680 元,購(gòu)買(mǎi)安裝材料和改造費(fèi) 160 元 / 間,每間教室改造費(fèi)為 840 元.從北京理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等一些高校改造后的效果看,年節(jié)電率可達(dá) 21.9%.

由于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)建筑物數(shù)量較多,一次性投入需要大量資金,可以分期實(shí)現(xiàn),首先以 2#、5#、7#B 和 7#C 等 4 棟教學(xué)樓改造為示范工程,試驗(yàn)得出效果后再進(jìn)行其余建筑的照明改造.這 4 棟教學(xué)樓共有教室 164 間,需要安裝設(shè)備 176臺(tái),總投入為 14.784 萬(wàn)元.根據(jù)北京理工大學(xué)使用后節(jié)電率達(dá) 21.9%、按照本地教學(xué)用電價(jià)格 0.681 元 /kWh 計(jì)算:這些教室共有飛利浦 T8/36W 型燈管 3 780 根,安裝該裝置后每年節(jié)電 108 775.5kWh,節(jié)約電費(fèi) 7.41 萬(wàn)元,兩年內(nèi)可以收回成本,節(jié)電效果非常樂(lè)觀.

(二)在教室和宿舍全面換用 LED 節(jié)能燈

目前,云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)區(qū)(包括 2#、4#、5#、7#B、7#C 教學(xué)樓和相對(duì)分散的研究生自習(xí)教室等)、辦公樓、學(xué)生普通宿舍 1-8 棟、學(xué)生公寓 9-15 棟等建筑內(nèi)部照明燈具幾乎都使用飛利浦 T8/36W 熒光燈管;學(xué)生宿舍區(qū)新公寓 16-18 棟使用天彤 T5/28W 熒光燈.教學(xué)區(qū)除 2# 教學(xué)樓采用單燈管 572根,其余教室均使用雙燈管共 4 336 根,兩者合計(jì) 4 908 根傳統(tǒng) T8/36W 日光燈.學(xué)生宿舍區(qū) 1-15 棟共有 7 230 根傳統(tǒng)T8/36W 日光燈,16-18 棟共有 6 286 根 T5/28W 日光燈.

LED 燈是一種能將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)半導(dǎo)體器件,它能直接把電轉(zhuǎn)化為光.它"采用擴(kuò)散平板式燈盤(pán),燈具光線柔和,不管燈管采用縱向還是橫向的布燈方式,都不會(huì)造成眩光問(wèn)題,并且不會(huì)出現(xiàn)熒光燈常見(jiàn)的頻閃現(xiàn)象,可消除燈具頻閃引起眼睛疲勞的問(wèn)題"[3],彌補(bǔ)了普通熒光燈的燈光缺陷.另外,LED/T8/18W 燈管與 T8/36W 熒光燈管相比具有以下優(yōu)點(diǎn):LED/T8/18W 的光效是傳統(tǒng)日光燈 T8/36W 光效的1.5 倍;LED/T8/18W 日光燈的照度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng) 40W 日光燈;LED 燈使用壽命是普通日光燈管的 10 倍以上,而且不存在要經(jīng)常更換燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器等問(wèn)題;節(jié)電率在 50%以上等優(yōu)勢(shì).LED 節(jié)能燈既能節(jié)電,又提高照明效果,是學(xué)校實(shí)施節(jié)能改造的理想選擇.經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)上品牌繁多的LED燈調(diào)查發(fā)現(xiàn),彼此價(jià)格差距大,對(duì)比之下,天彤牌 LED 燈性?xún)r(jià)比較高.

因此,筆者建議用天彤 LED/T8/18W 和天彤 LED/T5/14W 為新燈管進(jìn)行照明改造:在教室內(nèi)全部用LED/T8/18W 替換T8/36W日光燈,在學(xué)生宿舍內(nèi)全部用 LED/T5/14W 替換 T8/36W 和T5/28W 日光燈.通過(guò)照度分析,建議在學(xué)生普通宿舍和老公寓 8-14 棟內(nèi)每間安裝 2 根燈管,在新公寓 15-18 棟的 4人間安裝 2 根燈管、6 人間安裝 3 根.

以一間可容納 60 名學(xué)生的普通中型教室(如 5# 教學(xué)樓)為例來(lái)分析:教室面積 =10.6m×6.7m=71m2,依據(jù)建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50034-2004 取教室照明功率密度標(biāo)準(zhǔn)值9-11W/m2,照度標(biāo)準(zhǔn)值 300lx,則按 36W 日光燈管計(jì)算的用燈數(shù)量 = 平面面積×功率密度值÷單支日光燈管功率=71×11÷36≈21 支.若保守估計(jì),按每年平均上課時(shí)間 8個(gè)月、每月 25 天(考慮部分周末教室不使用)、每天開(kāi)燈 5 小時(shí),額外加 10%整流器耗電,電價(jià)按學(xué)校教學(xué)用電 0.681 元 /度計(jì)算,則每年用電 831.6kWh,電費(fèi)約 566.3 元.若更換成21 支天彤 LED/T8/18W 燈管,光效基本不變,每年用電約378.0 kWh,電費(fèi)為 257.4 元.因此,這一間教室每年節(jié)電約453.6 kWh,節(jié)約電費(fèi)約 308.9 元.同理,對(duì)于整個(gè)教學(xué)區(qū),每年用電約 19.436 萬(wàn) kWh.改造后每年用電 8.835 萬(wàn) kWh,每年節(jié)電約 10.601 萬(wàn) kWh,節(jié)電率約 54.5%.按學(xué)校教學(xué)用電0.681 元 / 度計(jì)算,節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支約 7.22 萬(wàn)元.而天彤LED/T8/18W 每套單價(jià)為 50 元,整個(gè)教學(xué)區(qū)更換成本共需24.54 萬(wàn)元;二者折算相當(dāng)于投入的年回報(bào)率約 29.4%,亦即3 年左右能收回投入成本.

對(duì)于學(xué)生宿舍區(qū):按平均每年使用 8 個(gè)月、每月 30 天、每天開(kāi)燈 6 小時(shí),外加 10%整流器耗能.1-15 棟現(xiàn)有T8/36W燈管 7230 根,年耗能 37.855 萬(wàn) kWh;16-18 棟共有 T5/28W燈管 6 286 根,年耗能 25.598 萬(wàn) kWh.如果宿舍全部換為天彤 LED/T5/14W 燈管,共需 8542 根,每年耗電 17.221 萬(wàn)kWh.因此,宿舍區(qū)每年節(jié)電約 46.233 萬(wàn) kWh,節(jié)電率為 72.86%.按相應(yīng)電價(jià) 0.473 元 / 度計(jì)算,年節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支 21.87 萬(wàn)元.按每套燈具單價(jià) 38 元算,宿舍區(qū)共需投入 32.46 萬(wàn)元;二者折算相當(dāng)于投入的年回報(bào)率達(dá) 67.38%,亦即不到2 年就能收回投入成本.

以上更換燈具的分析匯總?cè)绫?1.若學(xué)校學(xué)生宿舍區(qū)和教學(xué)區(qū)照明改造第一步確定為只更換燈具,則總投入僅約 57萬(wàn)元,并不算大,其回報(bào)是年節(jié)約電費(fèi)約 29.09 萬(wàn)元,相當(dāng)于投入的年回報(bào)率達(dá) 51.03%,亦即 2 年內(nèi)就能收回投入成本,效益很可觀.(表1略)

(三)調(diào)整學(xué)校變壓器運(yùn)行方式

外部電網(wǎng)在進(jìn)入學(xué)校前,要經(jīng)過(guò)學(xué)校變壓器降壓,而學(xué)校變壓器對(duì)電能的損耗較大,所以降低變壓器損耗成為節(jié)電工作的重要組成部分.據(jù)調(diào)查,學(xué)校老校區(qū)采用老式油式變壓器,新校區(qū)采用干式變壓器,但由于油式變壓器的電損耗較大,因此,建議將油式變壓器更換為干式變壓器.在寒暑假、法定節(jié)假日等休假期間,學(xué)校變壓器處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),變壓器運(yùn)行效率很低,有的在低載或空載狀態(tài)下運(yùn)行,電損耗很大.因此,建議在休假期間調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式,合理地切除幾臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器,以提高變壓器組的運(yùn)行效率,達(dá)到節(jié)電的目的.其次,當(dāng)保證了實(shí)驗(yàn)樓等有專(zhuān)用供電線路時(shí),在夜間、周末停運(yùn)部分變壓器,也可以減少部分電損耗.

(四)改善布燈方案,調(diào)節(jié)校園內(nèi)路燈開(kāi)通時(shí)間,保證現(xiàn)有燈具通光量

根據(jù)實(shí)際調(diào)查,2# 教學(xué)樓普通教室和階梯教室燈具過(guò)少照度不達(dá)標(biāo)、存在頻閃和眩光現(xiàn)象,這對(duì)學(xué)生的視力影響很大,相反 6# 樓 D 區(qū)有部分教室的燈具布置過(guò)于密集,存在不必要的電能浪費(fèi).因此,學(xué)校應(yīng)根據(jù)教室的不同大小、不同位置和樓層特點(diǎn)采用合適的布燈方案.另外,學(xué)校目前有 400多盞路燈、300 多盞裝飾小燈,這些燈具夜晚幾乎通宵工作,實(shí)際上可以根據(jù)不同位置、選擇性地交叉關(guān)閉一些路燈;除在節(jié)假日開(kāi)通一些裝飾燈增加氣氛外,其余均可關(guān)閉.另外,教室中的燈具基本采用懸掛式,由于通電的燈具上具有一定磁性,容易吸附空氣中的灰塵,致使燈具光通量減少;因?yàn)闊艄艹吮旧碓谌键c(diǎn) 3 000 小時(shí)后自然老化、照度下降 10%-25%外,還會(huì)因灰塵的吸附使照度下降 20%[4],因此定期清掃燈具上的灰塵對(duì)保證燈管最大光通量輸出也很重要.

(五)完善用電規(guī)章制度,實(shí)行節(jié)電考核機(jī)制

除以上多種技術(shù)措施外,在管理上,筆者建議學(xué)校要完善用電管理制度,如增加對(duì)不同用途的教學(xué)樓、辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓等的用電限量管理、超額付款或罰款;將用電管理納入對(duì)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的職責(zé)考核與獎(jiǎng)罰體系等.同時(shí),增強(qiáng)后勤部門(mén)和教室管理部門(mén)的職責(zé),做到職責(zé)明晰,獎(jiǎng)優(yōu)罰劣;并定期檢查和總結(jié)節(jié)電經(jīng)驗(yàn)、分析超額用電的原因;對(duì)節(jié)電工作成績(jī)突出的部門(mén)和個(gè)人給于一定的表彰和獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)超額用電、浪費(fèi)嚴(yán)重的部門(mén)予以批評(píng)和公示;加強(qiáng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的宣傳力度,激發(fā)師生員工的社會(huì)責(zé)任感和良好的公共意識(shí),引導(dǎo)師生員工積極參與節(jié)約行動(dòng),形成良好的節(jié)電節(jié)約氛圍,努力早日建成綠色節(jié)約型大學(xué).

四、結(jié)論

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園是一個(gè)用電大戶(hù),隨著電力技術(shù)的快速發(fā)展,在技術(shù)上及時(shí)實(shí)行節(jié)電改造、節(jié)能優(yōu)化很有必要.如果采用分步實(shí)施的辦法,如先從學(xué)生宿舍和教室照明改造、更換節(jié)能燈具開(kāi)始,初期投入并不高,而且投入的效益很可觀.同時(shí)還可以積累經(jīng)驗(yàn),為全面實(shí)施節(jié)電改造做鋪墊.

高校作為教育場(chǎng)所,在節(jié)電問(wèn)題上具有特殊性,因?yàn)闃?gòu)建節(jié)約型大學(xué)、讓學(xué)生從身邊潛移默化的行為中得到節(jié)電節(jié)能教育將是一筆寶貴的社會(huì)財(cái)富,對(duì)學(xué)生、對(duì)社會(huì)都有長(zhǎng)遠(yuǎn)的示范作用,也更加有利于學(xué)校的可持續(xù)發(fā)展.

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