低碳经济节能减排实际运用论文：低碳经济背景下高校图书馆节能减排措施初探
摘要：分析了全球气候变化和低碳经济背景下，高校图书馆建筑能耗的特点和节能减排的要求，提出了增强节能减排意识，指出了空调节能、照明节能、计算机节能等有效途径，并以湖南农业大学图书馆为例，重点介绍了空调节能减排和照明节能的做法与效果。
关键词：低碳经济；节能减排；图书馆；空调；照明
1全球气候变化与节能减排
1.1全球气候变化与低碳经济
自工业化时代以来，由于人类活动所产生的全球温室气体排放增加，全球变暖已成为事实。近年来，温室气体的排放已经成为国际社会的热点问题之一，全球变暖给人类带来的后果是复杂的，负面影响将更为巨大和深远，世界各国均通过宏观调控或采取各种措施来减少温室气体的排放。为了减缓气候变化带来的不利影响，各个国家积极推行节能减排政策和技术，“低碳经济”就是在这样的背景下提出来的。
低碳经济是指在可持续发展理念的指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态，是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。发展低碳经济，既要强调环境保护、节能降耗，又要调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。
节能减排关系到我国经济、社会的可持续发展，我国能源结构以煤为主，能源需求还将继续增长。在我国的温室气体排放中，CO2所占份额达到90％，控制温室气体排放面临巨大压力和特殊困难。我国正处在工业化、城镇化快速发展的重要阶段，发展经济、改善民生的任务十分繁重。温家宝总理指出：气候变化是当今全球面临的重大挑战，遏制气候变暖，拯救地球家园是全人类共同的使命，每个国家和民族、每个企业和个人，都应当责无旁贷地行动起来[1]。我国计划到2020年单位国内生产总值CO2排放量比2005年下降40％～45％，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划[2]。面对气候变化的严峻挑战，加快转变发展方式，努力控制温室气体排放，建设资源节约型和环境友好型社会。
1.2图书馆能耗状况分析
节能减排与保护环境是保证人类社会可持续性发展的基础和关键，是当今世界各国政府和人民关注的热点问题，也是图书馆界应重视和应对的问题。图书馆是人口密集的公共场所，也是耗水、耗电、耗能极大的地方。由于历史原因，老式建筑的图书馆节能工作不充分，许多新建的图书馆在能源的科学利用上已基本符合节能减排的发展方向，节能设备和节能技术得到普遍应用，可以实现节能减排与保护环境。
我国每年的建筑总面积大约有20亿m2，是全球年建筑总量的近一半，这些建筑物的能耗大约占到了全社会终端总能耗的27.6%。因此，建筑物的节能已经成为全社会节能的重要组成部分。2005年4月，国家建设部发布的“公共建筑节能设计标准”(GB50189-2005)，对公共建筑的节能设计做出了具体的要求。在这个标准中，图书馆被列为科教文卫类的公共建筑。图书馆属大型公共建筑，其能耗是普通住宅的5～15倍，是建筑节能监管的重点。
20世纪90年代以来，2万m2以上的大型图书馆加速发展。这些新建的大型图书馆，大都采用通透式、大开间的设计，进深较大，中间间隔较少。新建的图书馆既要考虑传统管理模式的因素，更要注重现代化管理模式的运用，对阅读环境和智能设施配备均提高了要求。如通风、采光等要求较高，有的图书馆采用玻璃幕墙。新建的大型图书馆，由于进深较大而广泛地采用了中央空调系统，而空调系统的能耗一般占到图书馆总能耗的40%～60%，因此空调系统能否节能成为降低图书馆能耗的关键因素。目前，图书馆使用的空调通风系统主要包括以下三类：分体机空调、多联机组空调和冷热水机组中央空调。
（1）分体机空调即非中央空调通风系统的分体机，其优点是使用灵活，且初次投资较小；缺点是能效比低，室外机多，影响建筑外立面，冷气的扬程有限，大空间使用时能效极低，机器使用寿命短。灵活方便的分体空调机一般适合进深小、采用自然通风进行调节的中、小型图书馆使用。
（2）多联机组空调，又可分为定频智能多联和变频多联两种类型，其特点是在节能和精确控制方面优势明显、适用性较强，适用于房间分散、使用时间要求灵活的场所，如办公区、报告厅、网络机房等。其缺点是造价高，平常使用成本较高。
（3）冷热水机组中央空调，可严格控制室内温度和相对湿度，空气过滤与净化较好，气流分布较理想，配有新风系统，适用于大空间的公共建筑。机组的制冷效率高，使用寿命长，初次投资略低于变频多联机组、高于分体机，但操作的灵活性低。
2图书馆节能减排的一般途径
空调系统、照明系统和电子计算机系统是图书馆耗电、耗能的重点，也是节能减排的重点。节能减排必须突出抓住这几条主要途径。
2.1空调系统
空调系统节能是图书馆节能的重点。图书馆中央空调通风系统可分为电空调和燃气空调。电空调调节设备操作简便，能保证环境不受或少受污染，广泛应用于图书馆的升、降温，在图书馆能耗中占的比例很大。因此应设法降低空气调节设备的耗能是图书馆节能首先要考虑的问题。燃气中央空调是直接利用天然气能源，系统不使用氟利昂或其他替代品，不会污染大气，其运行成本比电空调低、运行稳定性高、使用寿命比电空调长，而且可以有效地平衡城市的能源结构[3]。
空调系统的节能措施包括以下几方面：
（1）准确估算图书馆的冷负荷。建筑物的冷负荷值由专门的公式进行估算。图书馆的冷负荷估算要充分考虑自身特点，如：①同时使用空调的馆舍面积，如密集书库通常并无读者，一般不需要使用空调；②要考虑一般阅览区与电子阅览区的环境差别；③空调温度的设置，如大堂可略高于阅览区等。虽然空调系统配置时以最大冷负荷为依据，但实际使用中一定要合理确定空调的冷负荷值。如果冷负荷值过小，不能满足实际需求；冷负荷值过大，则系统绝大部分时间运行在部分工况状态，能效比过低、能耗过高。
（2）适当减少新风负荷。控制新风量是空调系统节能的有效措施，新风量太小，不利于补偿排风、稀释有害气体；新风量太大则会造成能耗损失。图书馆空调确定新风负荷时，在确保满足卫生等要求的前提下，不要盲目增大新风量，同时也可以采用二氧化碳浓度控制器等先进设备来控制新风进风量，降低能耗。
（3）有效控制降低冷却水温度。要注意冷却塔冷却能力与制冷机匹配，使冷却塔出水温度不要过高。冷却水温度低，制冷机的制冷效率就高，有效控制降低冷却水温度。还要注意平时运行时冷却水系统的检修。
（4）降低水泵的电耗。一般情况下，空调机组水泵的耗电量占整套空调系统耗电量的15%～25%左右，为了减少水泵电耗，可采取减少循环流量和降低水泵扬程来实现，条件好的单位还可以采用变流量水系统，使循环水量随冷负荷变化而变化，避免出现大流量小温差。采用集中控制智能操控系统的运行参数。在开启空调时，注意关好门、窗，在基本满足舒适性要求的前提下，尽可能降低能耗。
2.2照明
照明节能就是最有效地利用电能，在保证不降低照明质量的前提下，尽量减少光能损失。一般来说，照明节能的主要途径就是优选高效光源，应用优质启动设备和合理控制照明。
（1）优选高效光源灯管和灯具。灯管方面，可采用以下四种：①细管、环形、U形荧光灯，细灯管较标准灯管节能10％，较白炽灯节能70％～80％；②紧凑型荧光灯，紧凑型荧光灯比白炽灯节能81％；③金属卤化物灯、低压卤钨灯；④高压钠灯。灯具配套方面，可采用以下五种灯具：①大格栅、多平面发光镜嵌人式高效荧光灯具，不宜采用效率低、透光性能差的灯具；②使用板面反射器、低压卤钨简灯聚光灯具，以提高光输出比；③要求有合理的环境温度（23℃～25℃可得到最大的光输出）；④首选环保、节能灯具；⑤增强灯具光通。当然，选配高效灯具应当根据照明场所的空间，以及照明空间的形状选取最合适的配光曲线[4]。
（2）应用优质启动设备。电子镇流器重量轻、体积小、噪声低且无频闪效应，以电子镇流器取代电感镇流器应用于启动荧光灯、节能灯、金属卤化物、高压钠灯，节能效果显着。
（3）合理控制照明。充分利用天然光控制灯具的启闭，可以有效地节能。应根据不同时刻的需求及天然光的强弱，靠近窗户的区域与远离窗户的区域的照度可以调节，还可以在不同位置安装一定数量的动静检测器，如果在某一区域几分钟内无人走动，则关闭相应区域的光源，这一控制方式尤其适用于楼道的照明控制，多应用光控、时控、感应等控灯原理，适时开断照明灯。日常管理维护要求工作开灯、休息关灯、人走灭灯。
2.3计算机
计算机的功耗一般大约在250w～400w之间。如果一天开机10小时，一台计算机每个月的耗电量大约为90kwh。计算机在睡眠状态下的能耗约为7.5w。随着图书馆现代管理水平的提高、计算机的数量的增加，耗电量也将大幅度增加。因此，图书馆对计算机应采取一定的节电措施：①对于电子阅览室的计算机，应该合理设置待机或者休眠状态；②暂停使用计算机时，建议将计算机置于待机状态，最好是关机；③用完计算机后要正常关机，并拔下电源插头，或关闭电源接线板上的开关；④不用的外接设备，像打印机、音箱等要及时关掉，并要尽量降低显示器亮度；⑤做文字编辑时，应将背景调暗些，在节能的同时还可以保护视力，减轻视疲劳。
2.4增强节能减排意识
除了照明、计算机、空调可以节能外，图书馆还有许多地方可以节能。如饮水机、电梯、风扇等。节能工作涉及到设备和技术，但更重要的是节能意识、思想和观念方面的问题。只要每个人都有节约意识，就会自觉地把节能减排工作贯彻到每一个环节。可以利用电子屏幕、宣传窗等多种途径，进行节能减排的宣传、教育，引导工作人员和读者，从自身做起，共同提高能源忧患意识、节约意识和节能技巧，把节约能源变成自觉行动。
3节能减排探索实例
湖南农业大学新图书馆于2008年5月开馆运行，它打破了传统图书馆的管理模式，实行全开放“知识超市”型的管理模式，实现了藏、检、借、阅、管、查、咨合一和人、机、书一体化的全开放的管理模式。新馆舍启用了燃气中央空调系统，给读者提供了宽松、舒适和自由的学习环境。运行一年来，图书馆重点对中央空调的通风系统节能和其他节能进行了有益的探索，收到了明显的效果。
3.1对中央空调主机进行保温处理
由于中央空调主机设计时没有保温装置，从制冷情况来看，高温区温度在130℃左右，低温区的温度在8℃左右，而且高温区和低温区同处一室，能量消耗很大，天然气消耗也随之增加。为了降低主机房的能源消耗只能对主机做保温防护，使高、低温区温度均不向外扩散，降低了天然气消耗，节能效果明显。
3.2对烟道进行改造
该馆中央空调运行一段时间后，二至五楼的各楼层阅览区的烟道附近多处出现漏水现象。主要原因为：中央空调烟道没有做保温处理，烟道周围温度高达170℃以上，烟道内侧是耐火砖（只耐高温，不具备保温功能）且烟气在烟道内运行，导致烟道温度升高。而中央空调在运行时，室内阅览区的温度较低，加上石膏板吊顶，密封性不好，不能阻断冷空气的上升，当冷空气与烟道和楼板形成的热空气相遇时，就进行热交换，从而形成结露、向下漏水。为了防止结露的产生，保证房屋和图书不受到损坏，读者和工作人员不受到伤害，日常处理的方法包括以下两种：①引流，对形成结露地点安装接水盘引流，但这只是理论方法，无法实现；②保温改造，隔绝冷热空气的热交换。该馆对烟道进行了保温改造，隔绝了冷热空气的热交换，节省了天然气消耗。
3.3中央空调加装智能控制系统
中央空调设计为两台SANYO-DG-51GM燃气直燃型溴化锂吸收式冷热水机组，设计和安装时没有采用自动智能控制系统，开机、关机及温度控制都是在主机控制面板上进行操作，即采取人工控制。实际工作中，因主机房噪音大，加上控制不方便，很难根据不同区域的环境变化进行有效控制调节。目前，该图书馆正在积极向学校反映，争取加装自动智能控制系统，可以确保空调节能措施的落实。进行系统改造，虽然会增加费用，但从长期的节能效果来看，投入是值得的。
3.4加强日常管理
（1）照明节能。阅览区的照明由工作人员负责管理，以保证照明质量。走道设有18W的日光灯1200根，停车场设有36W的日光灯150根，由物业公司派专人管理。走道利用自然光照，白天基本不开灯，一天可节电216度；停车场照明一个区只开一组灯，其余基本不开，一天可节电130度。按实际开放时间计算，每年可节电约10万度。
（2）计算机节能。开馆期间，计算机由各阅览区工作人员按照要求负责管理，以满足读者要求为准；闭馆以后，计算机由物业公司人员负责管理，关闭电源，确保彻底断电，以达到节电目的。
（3）中央空调节能。根据南方气候的实际情况，夏季温度在30℃以上、冬季温度在10℃以下时开启中央空调系统，由物业公司派专人管理。一般每天按12小时开放中央空调（8:00～20:00），余温基本能保持到闭馆。按照燃气空调系统设计，夏天需用天然气约60M3/h，一天只需用气720M3，冬季制热对气耗略高于夏天。但在开馆初期，由于缺乏管理经验，两台机组全部启动，导致夏天制冷实际消耗天然气达80M3/h，冬天制热实际消耗天然气达到160M3/h，运行成本猛增，经济压力很大。后来，安排专门的物业管理人员进行管理，根据对中央空调系统每天的气温变化实施开启与关闭。每天启动时，开启两台机组，使温度快速达到设定值。待温度达到后，即关闭一台机组，并规定，使用中央空调必须关闭门窗，以减少冷（热）空气外泄，实现节能减排。通过努力，2009年夏、冬两季使用中央空调实际只耗用天然气12万M3，比2008年节约天然气约9万M3，根据推算，减少CO2排放量7.2万M3。
4结束语
节能减排问题已经引起了我国政府的高度重视，图书馆的节能减排必须纳入管理者的视野。图书馆的空调系统、照明系统和其他电器系统在节能方面涉及的因素很多，可挖掘的潜力也很大。本研究对此进行了初步的分析和探讨，但很多节能理念、节能方法和节能途径还有待在今后的工作实践中去进一步探索和总结。