我們能否負(fù)擔(dān)得起對(duì)孩子的教育?在美國(guó),通常來(lái)講,我們都認(rèn)識(shí)到兒童教育問(wèn)題很重要。但共識(shí)也就僅此而已。美國(guó)教育系統(tǒng)是否存在問(wèn)題,如果是,如何將其修復(fù),這是一個(gè)越來(lái)越引人關(guān)注的政治化辯論。目前,美國(guó)對(duì)于如何改善教育問(wèn)題的討論主要集中于招募更優(yōu)秀的教師、提供更先進(jìn)的科技以及注入更多的資金(還涉及到資金的來(lái)源問(wèn)題)上。但我們發(fā)現(xiàn):全美K-12年級(jí)學(xué)校每年在能源上的支出超過(guò)了80億美元,這甚至超過(guò)了他們?cè)谟?jì)算機(jī)和課本上的花費(fèi)總和。這是一個(gè)十分容易忽視的問(wèn)題:通過(guò)提高學(xué)生、教師及其他員工每天工作學(xué)習(xí)需要使用的建筑能效,能夠以較少成本有效地改善學(xué)校質(zhì)量并提高學(xué)生學(xué)習(xí)水平。
事實(shí)上,美國(guó)大部分校園設(shè)施連使用者最基本需求都無(wú)法滿足,更不用說(shuō)滿足在21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)條件下不斷提高的教育需求。落基山研究所(Rocky Mountain Institute, RMI)和新建筑研究所(NBI)相信,無(wú)論新建建筑還是對(duì)已建建筑深度節(jié)能改造,學(xué)校都是凈零能耗設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)的主要目標(biāo)市場(chǎng)。早期的范例和分析數(shù)據(jù)表明,凈零能耗校園能夠?yàn)閰^(qū)域、使用者和環(huán)境帶來(lái)更多益處。即使缺乏債券基金的金融支持,當(dāng)今仍然有很多融資方式能夠幫助實(shí)現(xiàn)凈零能耗的目標(biāo),如合同能源管理、購(gòu)電協(xié)議、其它公共機(jī)構(gòu)能效籌資機(jī)制等。
為什么要投資凈零學(xué)校?以下這些優(yōu)勢(shì)意義已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)能源成本節(jié)約本身。
有益于健康
改善室內(nèi)空氣質(zhì)量有助于提高學(xué)生、教師及其他員工的健康,減少缺勤情況發(fā)生。美國(guó)疾病控制與防治中心數(shù)據(jù)表明,因哮喘或其它與室內(nèi)空氣質(zhì)量相關(guān)的呼吸系統(tǒng)問(wèn)題,美國(guó)學(xué)生每年請(qǐng)病假天數(shù)總計(jì)1400萬(wàn)天。對(duì)于小學(xué)年齡兒童而言,僅僅是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量就能夠避免65%以上哮喘發(fā)病率。自然通風(fēng)、改進(jìn)隔熱性和氣密性等被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略,以及引入生物元素,如采用能夠吸收揮發(fā)性有機(jī)物和其它空氣污染物的室內(nèi)植物等方法,就可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,減少對(duì)昂貴且耗能的暖通空調(diào)設(shè)備需求。
提高效率
許多對(duì)于實(shí)現(xiàn)凈零能耗至關(guān)重要的設(shè)計(jì)方案都能夠提高學(xué)習(xí)效率。日光不但能夠減少對(duì)耗能光照需求,還有助于改善學(xué)生情緒并提高其反應(yīng)能力,為學(xué)生提供與大自然在視覺(jué)上直接接觸。通過(guò)運(yùn)用創(chuàng)新和一體化設(shè)計(jì)方式提供熱舒適(如落基山研究所的創(chuàng)新中心),在不同氣候條件下,學(xué)校能夠在大大降低能耗的同時(shí)改善建筑使用者個(gè)體舒適感。美國(guó)綠色建筑委員會(huì)綠色校園中心曾出版過(guò)內(nèi)容豐富的研究報(bào)告,論述了學(xué)校建筑與學(xué)生健康及學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系。
創(chuàng)新教育機(jī)會(huì)
凈零建筑是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。它們具有更高級(jí)的設(shè)計(jì)方式、科技應(yīng)用、計(jì)量與監(jiān)控方法等普通建筑無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。教師能夠利用這些工具來(lái)進(jìn)行實(shí)踐性教育,讓學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)式設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)能源制造與存儲(chǔ)、尖端科技、社區(qū)整合以及自然環(huán)境等知識(shí)。它們提供的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室比任何書(shū)本式教育都更加高效。
節(jié)約成本
運(yùn)營(yíng)成本占學(xué)校預(yù)算很大一部分,每名學(xué)生每年能源成本平均約為300美元。對(duì)于資金緊張的地區(qū)而言,改善能效性能是節(jié)約運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本最好方法,節(jié)省出來(lái)的資金能夠用于教師、課本以及能夠使學(xué)生受益等其它方面。根據(jù)新建筑研究所的研究,學(xué)校建筑的使用和運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng),這使得凈零能耗成本能夠通過(guò)較低的年均能源支出得到補(bǔ)償。此外,大多數(shù)學(xué)校建筑均樓層較低,并擁有大面積無(wú)遮擋屋頂和停車(chē)區(qū)域,這些都是安裝太陽(yáng)能光伏板有利條件。學(xué)校能夠充分利用創(chuàng)新的太陽(yáng)能融資手段,根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏咎峁┑难a(bǔ)助機(jī)制,通過(guò)向電網(wǎng)銷(xiāo)售清潔電力創(chuàng)收。
成功案例
從西部加利福尼亞到東部弗吉尼亞,美國(guó)各地的頂尖校區(qū)紛紛開(kāi)始通過(guò)積極改善能效表現(xiàn)和吸納可再生能源的方式打造21世紀(jì)新型校園。
科羅拉多州博爾德山谷校區(qū)(BVSD)開(kāi)展了一項(xiàng)頗具雄心的計(jì)劃,他們?cè)噲D在區(qū)域內(nèi)擁有超過(guò)50幢凈零能耗的校園建筑,并在2050年將溫室氣體排放降低80%。在博爾德山谷校區(qū)480萬(wàn)平方英尺的建筑中,超過(guò)70%的建筑歷史超過(guò)30年,因此該計(jì)劃在新建建筑的同時(shí)也包括了對(duì)已建建筑的深度改造與重新調(diào)試。項(xiàng)目的初步模型展示了在三幢建筑中,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)平均節(jié)能67%并將能耗強(qiáng)度(EUI)控制在30以下,每年為校區(qū)節(jié)約資金5.8萬(wàn)美元。
位于肯塔基州埃奇伍德的肯頓縣校區(qū),從2007年開(kāi)始,能源管理計(jì)劃已經(jīng)節(jié)約資金超過(guò)了200萬(wàn)美元,在此基礎(chǔ)上,該校區(qū)希望再接再厲,繼續(xù)尋求新的能效提高機(jī)會(huì)并在Turkey Foot中學(xué)等新建項(xiàng)目中追求凈零能耗目標(biāo)。密閉的建筑外墻、充足的日光照明、高性能暖通空調(diào)系統(tǒng)、以及兩套太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)(385 kW屋頂太陽(yáng)能和58 kW太陽(yáng)能光伏棚)將建筑的凈能耗強(qiáng)度控制在了11 kBtu/平方英尺/年,并將建筑能耗成本降低了59.4%。
位于德克薩斯州歐文市的博德約翰遜女士中學(xué)建筑面積為15.2萬(wàn)平方英尺。當(dāng)這所學(xué)校于2011年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)時(shí),它被認(rèn)為是美國(guó)最大超凈零能耗學(xué)校。在德克薩斯州炎熱氣候條件下,該學(xué)校建筑通過(guò)獨(dú)特的方式為使用者提供舒適與日光照明,并將生活實(shí)驗(yàn)室這個(gè)概念上升到了新高度。該學(xué)校通過(guò)重點(diǎn)展示可再生能源和節(jié)水技術(shù)的四部交互式數(shù)字展示裝置提供以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的能源及水系統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)。
放大效應(yīng)
隨著越來(lái)越多的學(xué)校開(kāi)始追求凈零能耗發(fā)展策略,在此過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)將推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)進(jìn)步。許多學(xué)校都運(yùn)用了容易復(fù)制的類(lèi)似簡(jiǎn)單設(shè)計(jì),這些設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)能效技術(shù)獲得更廣泛應(yīng)用。
新建筑研究所的Stacey Hobart表示:“校園市場(chǎng)非常集中,一批設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)相對(duì)穩(wěn)定地完成了大部分改造項(xiàng)目。各個(gè)校區(qū)之間積極的進(jìn)行信息互通,而投資方案的形式和融資策略也得到了良好的規(guī)范。”
全美國(guó)有超過(guò)10萬(wàn)所公立學(xué)校,其中K-12學(xué)校作為極具代表性模范,能夠協(xié)助將創(chuàng)新技術(shù)推廣到鄰近城市與縣區(qū)。更重要的是,美國(guó)全國(guó)每天有1/6的人口會(huì)接觸校園,其中大部分是兒童。凈零校園在為納稅人節(jié)約成本的同時(shí),教育、激勵(lì)著數(shù)百萬(wàn)計(jì)的學(xué)生,告訴他們:環(huán)境是最值得我們投資的對(duì)象。