高校院系设备管理节能提效探究

熊顺子， 支 琴， 李 霞， 祝新德

(上海交通大学 a.生命科学技术学院；b.后勤保障中心；c.资产管理与实验室处，上海 200240)

0 引 言

随着师生规模不断增大，各项教学和科研事业的发展，设备的种类和数量大幅增加。截止2016年底，我校拥有各类仪器设备19万台，总金额达45亿元，其中空调11 000余台，计算机17 000余台，锅炉近300只，各类电动机、风机、压缩机近800台。此外，许多高精尖仪器需要在低温或者恒温环境下运行，如电子显微镜、计算机集群系统等。相应地，能源消耗和节能压力也越来越大。2016年总能耗达41 405 t标准煤，单位建筑面积能耗为21.23 kg标准煤，与2015年相比，增长率分别为11.53%和10.48%，远超上海市教育系统总量控制指标和单位建筑面积控制指标。学校水电总支出逾亿元，不仅能耗指标控制压力巨大，能源消费财政压力也不容小觑。这其中，院系所在的科研实验楼和综合楼能耗最高[1]，成为设备管理和节能降耗的重点单元。如何加强院系设备管理，设法降低能耗、提高能效成为各高校节能降耗的重点工作。国务院、教育部、科技部等也多次发文要求加强仪器设备共享工作，并藉此提高设备使用效率，充分发挥高校高精尖设备的效益。

高校综合改革以来，院系正逐步成为我国高校的办学主体。在保证设备设施正常工作的前提下，尽可能实现节能提效的目标，就要建立院系节能降耗的制度体系和运行机制，制定一整套节能降耗的优化方案。实际上，加强设备管理会直接影响到节能降耗的工作成果和效益，已成为共识[2-6]。因此，当前做好院系设备管理和节能降耗的工作及研究就显得尤为重要和迫切。现以生命科学技术学院的设备管理和节能降耗工作为例，对高校院系设备管理节能提效的工作进行了研究和探索，取得了较好的效果。

1 高校院系的能耗特点和节能重点

1.1 高校能耗特点

(1) 高校是高能耗单位，电量消耗大。据统计，高校建筑单位面积能耗是普通住宅建筑的5～10 倍，而高校实验室的单位能耗比政府办公楼高出3 ～4倍[7]。高校90%以上能耗发生在建筑中[8]。高校建筑类型众多，包括科研实验楼、综合楼、图书馆、教学楼、行政办公楼等公共建筑、宿舍楼等居住建筑和食堂、浴室等生活辅助建筑。其中科研实验楼、综合楼和图书馆能耗最高[1]。高校校园能耗主要集中在电耗、水耗、气耗等上，电耗在高校的能耗中占很大比重，主要包括设备及动力用电、照明用电、空调用电和其他用电等。韩磊等[1]对上海17所高校的能耗数据分析表明，高校总耗电量占其总能耗的86.8%。

(2) 高校校园能耗具有一定的季节性，节能潜力巨大[1,9-10]。每年的1～2月和7～8 月一般安排寒、暑假，校园能耗会明显下降。但院系科研实验楼却处于紧张工作状态，受夏暑冬寒的季节影响大，假期影响相对较小。高校节约潜力巨大：①由于高校设备数量多、耗能基数大，设备管理和节能降耗工作空间大，②高校中广大师生素质高、接受新事物能力强，节能意识较容易培养，很多新节能技术和经验方法易于推广。

1.2 院系节能降耗的重点

院系建筑主要以科研实验楼和综合楼为主，其中蕴含较大的节能潜力，是高校节能工作的重点[1,8]。李阳等[8]对高校科研实验楼的能耗现状和用能特点的研究表明，科研实验楼用电主要为设备用电、空调用电和照明用电，而生命学科单位建筑面积耗电最高[8]。数据表明，科研实验楼动力设备系统占总耗电的69%，空调和照明系统分别占13%和12%。综合楼中，办公设备占31%，空调和照明分别占28%和21%[1]。由此可见，院系节能降耗工作的重点应该是实验动力、设备、空调系统、照明系统等，而这也正是院系设备管理的主要对象。将院系设备管理和节能降耗提效结合起来，必定能够产生很好的效果。

2 院系设备管理和节能降耗中存在的问题

2.1 院系设备构成特点

院系作为教学科研的主要单位，拥有大量的专业设备以及配套的实验动力系统(如排风系统)、空调系统、照明系统等。我院现有专业设备共计8 840台件，电梯3台，中央空调系统40余套(内机270余个)、挂壁式空调180余台，以及排风系统和照明系统等公共设备设施。专业设备直接用于教学和科研工作，具有工作时间长，能耗高的特点；而作为配套的公共设备设施也存在着类似的情况，院系节能压力很大。

2.2 院系设备管理和节能降耗中存在的问题

(1) 制度体系不完善，节能意识待加强。一直以来，由于设备共享和节能降耗的工作重心在学校，院系有关节能降耗和设备共享的制度体系还不够完善，工作开展比较被动。院内节能降耗和设备共享的氛围不够浓郁，部分师生没有养成良好的节能习惯[11]。

(2) 公共设备能耗大、能效低。公共设备包括照明、空调、风机、供水供热等系统，一般随大楼建设而存在，随着使用时间的加长，往往会出现设备老化、耗能升高而能效下降的情况。但公共设备的特点是使用时间长、能耗大但管理集中，具有较大的节能空间。

(3) 设备公用和共享程度不够。国家、上海市、学校都在不断推进大型设备的共享系统，并建立了较为完善的大型设备共享网络系统和激励机制，为大型设备共享的实现铺平了道路。在实际工作中，学院有关大型设备共享的具体操作办法和长效激励机制还不够规范和完善，影响了设备的共享比例和效率。

(4) 专用设备数量多、能耗大。专用设备主要是用于教学科研的实验设备，其特点是数量多，管理分散，总体能耗大。在实际使用过程中，由于各个实验室缺少精细化的管理，没有节能降耗的压力，总体的能效也大大降低。

3 院系设备管理与节能提效的实践

3.1 建立学院节能降耗的责任体系和实施方案

学院成立节能降耗工作领导小组，分管实验室和设备的副院长为组长，建立以各研究室和教学实验室为用户，学院办公室、公共仪器平台和物业为依托的学院节能降耗的责任体系[12]。由学院办公室牵头，拟定学院节能降耗的实施方案，推进大型和常规仪器设备的共享，明确节能降耗的责任和分工，营造良好的节能环境氛围。实施方案中对各部门的工作内容进一步细化，具有较好可操作性和实施性。此外，还对节能降耗的监管体系，包括对行为节能的监督机制和能源消耗的监管系统等进行了完善，充分发挥物业公司在行为节能中的监督作用。

3.2 以设备管理为核心进行日常管理和改造升级

如前所述，院系节能降耗工作的重点应该是实验动力系统、设备、空调、照明系统，而这也正是院系设备管理的主要对象。因此，在深入调查了解学院设备设施情况的基础上，有针对性开展节能降耗提效工作。经过采取多种措施和办法，学院2016年与2015年同比耗电减少2.68%，费用减少2.1%；2017年与2016年(前三季度)同比耗电减少6.86%，费用减少3.5%，取得了不错的效果。

(1) 加强公共配套设备的日常管理和维护。公共配套设备主要有空调、照明、通风、饮水加热系统等。由学院办公室委托物业或具有专业资质的公司进行公共配套设备的维护和管理。通过加强物业的日常管理，可以监督和保证公共设备的使用时间、使用方法等趋于科学合理，从而节能降耗；通过对落后、过时、破旧公共设备的维修维护，不仅可以节约能耗、提高能效，还能作为升级改造的判断依据[13-14]。

(2) 健全设备平台共享机制。根据教育部、科技部和学校关于设备共享的相关规章制度的要求，建立设备平台共享的相关制度和奖惩机制，鼓励研究室和教学实验室大型设备共享。通过共享，设备的使用效率大为改善，减少闲置，提高能效；通过共享，减少了设备购置的费用开支；通过共享，设备可以得到更好的维护和保养，从而有更好运行效果。此外，还积极开展基础设备共享管理服务。如，学院抓住机会，以淘汰各研究室、教学实验室老旧纯水器为契机，由公共器器平台对全院提供纯水和超纯水的集中供给。现在购置的4台纯水器，管理妥善，运行良好，出水质量稳定，使用效率很高。相比研究室纯水器小型化、分散管理，不仅实现节能降耗提效，减少了设备采购成本，整个学院教学科研用水的质量和稳定度也大为改善。

(3) 规范专用设备的节能管理。用于教学科研的实验专用设备由于数量多，使用分散，各个实验室的管理水平和要求参差不齐，总体的能效就会大大降低。对实验专用设备的管理着重建立能效监管和考评压力的传递机制，促进各个实验室专用设备的节能提效管理。①通过学院节能降耗实施方案明确各研究室的节能降耗责任和义务，培养节能意识；②推进研究室电表计量入户，建立奖惩机制；此外，通过物业对各研究室、教学实验室的行为节能进行监督巡查，营造节能氛围。

(4) 公共配套设备的升级改造。照明系统的节能改造是与节能技术和产品的发展相适应的[13,15-16]。从2016年5月开始，在学校大力支持下，对学院照明环境进行光密度、光照度等的设计。调整现有灯具的布局和控制线路，同时选择新型LED光源替换原有灯具。学院照明系统原先使用的是普通的T8荧光灯和双插式插拔管筒灯，不仅能耗较大，而且平均照度也不达标，长时间工作和学习容易产生眩晕感。此外，该类灯具光衰严重，损坏率高，经常需要投入较大的精力在灯具报修上，而严重影响了师生们的工作和学习。改造后，在所用灯具数目减少近45%、能耗减少70%的情况下，楼宇的平均照度仍然有较大幅度提升，足够满足日常的工作和生活。灯光颜色由原先刺眼的亮白变成了较为柔和的微黄，更有利于保护大家的视力。平板灯的设计，与环境融为一体，更美观、现代。不仅如此，在部分试点灯具运行了近1年后，基本没有损坏和更换，节约了大量的人力物力。以走廊灯为例，原先走廊中有31盏T8荧光灯，替换后仅为8盏LED平板灯，照度也由原先的10-15lx增加到了平均80lx，总节能率高达85.1%。

空调系统的更新升级。通过日常的维护和节能控制，空调系统可以保持较好的运行状态[14]。生命学院空调系统已使用13年有余，为大金多联机VRV-2系列，设备老化，故障率不断升高。经过改造，更新为大金多联机VRV-X7系列，不仅降低了能耗，同时提高了能效。在压缩机，马达，风扇等零配件采用最新技术；外形上新设备散热翅片面积增大，从而换热效果增强，综合以上技术特点，IPLV(C)制冷综合性能系数最高可达9.6，更节能，工作能效更优。通过优化方案，原先基本是一层一套系统，现基本为是一层两套系统，在楼栋两端放置，减少冷媒管长度，避免了因管长产生的能效损失。

4 结 语

实践证明，以高校院系为核心，将节能降耗和设备管理结合起来，开展相关研究和实践，符合当前高校综合改革特别是院为实体的形势要求并取得了喜人的成效。众所周知，高校一般有多栋院系科研实验大楼或综合楼。通过对院系设备管理节能提效的研究与实践，将一个学院、一栋实验大楼的方案推而广之，可以达到优化设备管理，实现节能降耗、提高能效的目标，保障学院乃至学校教学和科研等各项事业的健康发展。这不仅对实现节能降耗提效有重要的现实意义，更能够促进大精设备的共享，提高国有资产运转效能。

当然，节能降耗和设备管理是一项不断发展变化的工作。不仅节能降耗的手段和方法会发生变化，其作用对象也会发生变化。因此，要不断学习最新最实用的节能管理方法和手段，了解最新的设备信息和变化，在校园用能综合评价指标体系和监管体系的指导下取得更大效果[17-18]。