在应对2030碳达峰大考的关键时刻,如何动员全社会培养低碳意识、进行低碳实践是摆在政府和相关企业面前的难题。从教育抓起便是最有前瞻意义的思路之一,如果能对数量庞大的学校进行课程上和设施上的低碳改造,构建立体的低碳教育体系,就能让下一代从根本上理解和实践低碳理念,为实现双碳源源不断输入新力量。深圳市政府正是坚信这一理念,选择福田新洲小学进行首批近零碳学校场景试点,同时促进了学校场景的复制和推广。
缺乏零碳教育:校园是培养双碳人才和传播双碳知识的重要场所,但目前还缺乏完善的零碳教育体系和内容,难以实现零碳理念的广泛普及和深入教育,同时也缺乏有效的零碳行动激励政策和机制,难以实现师生和外部主体的积极参与和减排。
绿电碳排措施不足:校园的能源消费与碳排放相对集中,主要依赖于外部电网供应,难以实现绿色电力的自给自足,同时也缺乏有效的碳排放统计和监测手段,难以实现碳排放的精准核算和管控。
能耗管理难以高效利用:校园的能耗结构复杂多样,涉及到电力、水资源、可再生能源利用等多个方面,难以实现能源的多能互补协同和能效综合最优,同时也缺乏智能化的能源管理平台和数字化的能源赋能手段,难以实现能源的高效利用和节约。
针对以上痛点,微筑科技以“低碳+教育”双轮驱动的设计理念,对新洲小学进行低碳优化改造,融合低碳、教育、科技、体验、建筑等元素,打造福田区首个具有典型教育示范意义的近零碳校园示范项目。
系统以Building X为母版,并结合软硬一体的技术能力,建立了云边端协同系统架构。端侧通过设备物联技术将多个设备子系统统一集成到IOC平台,打破了设备孤岛现象;边侧通过边缘计算实现空调与照明的自动化控制,以及设备告警监测和能耗数据统计等;云端除了建设了若干具有教育意义的应用场景,还实现IOC平台与已有系统的融合。
为实现更有价值的零碳教育和互动,不仅从减少碳排的角度持续赋能校园碳中和,还以增加碳汇的角度为师生提供低碳互动实践,共同构成立体的校园低碳大脑。围绕以上思路,我们建设了八大场景:
零碳大屏为大尺寸电子智能显示屏,设置在一层入口格栅墙位置。电子智能显示屏结合校园平面图,对各低碳点位进行导览和介绍,使学生清晰了解学校低碳设施。
零碳大屏还会同步展示校园能碳数据,包括光伏板发电数据:将光伏板产生清洁能源的量直观地进行可视化展示;校园用电能耗数据:对园区不同类型用电能耗数据、历史能耗数据进行直观展示,通过数据对比评选“节能之星”;能量转化介绍:针对各智能设备,详细介绍能量的转化。
借助公共大屏、报刊亭,打造低碳科普文化长廊,集实体参观、多媒体互动体验、绿色低碳产品及模型展出为一体,形成对学生进行绿色低碳集中宣传展示及科普的教育基地。
在走入文化长廊后,从上学路线方向走,能观看到展示柱上方绿色记忆和环境恶化过程。从放学路线方向走,看到保护环境后的绿色未来。让学生从衣、食、住、行四个视角认识碳知识,学会勤俭节约、讲卫生、爱惜服装、营养均衡、光盘行动、不乱扔食物垃圾、节约用水用电、垃圾分类、绿色交通、低碳出行等习惯。
零碳教育旨在通过让学生参与挑战低碳知识和普及趣味性知识来实现。在学生进入校园时,首先与他们产生互动,让他们了解低碳的相关知识,例如“什么是低碳”、“为什么要减少碳排放”、“我们应该怎么做才能实现低碳”、“过多碳排放的危害”等等。这些知识会通过一系列图文并茂的动画展示来呈现,通俗易懂,以便孩子能够理解。
此外,还设置了互动导览屏。当学生触摸互动屏后,可以参与低碳知识答题并累计碳信用。导览屏也能查看学校的低碳分布图导览,了解不同低碳措施。这种互动方式可以增加趣味性,使学生更加主动地参与到低碳教育中来。
零碳图书馆作为零碳校园数字化智慧空间的标杆,通过绿电供电、图书管理数字化、空间管理智慧化,实现绿电代替市电,通过设备智控实现空调和灯光的智能开关,达到人来灯亮,人走灯灭的效果。
在零碳图书馆中,通过动画图片的形式,在大屏幕直观呈现图书馆的用电来源,以此普及学生绿色电能知识。同时,大屏幕上也显示了图书馆的能耗情况,让大家能够直观地了解绿色电能和节能对图书馆能耗和环境的影响。
为了有效提升学校的低碳教育,通过建设零碳运动发电站来为学生提供沉浸式低碳运动的互动体验。在运动场地的大屏上可以直观显示学生们使用动感发电单车的实时发电情况,所有通过在单车上运动产生的能量会供电给零碳运动单车屏。使用智能运动设施还能为所在班级、年级赚取碳信用积分。这种做法既提高了学生对低碳运动的意识,又能够鼓励他们积极参与到低碳教育中来。
通过摄像头+智能垃圾桶的方式,垃圾分类回收管理模块以垃圾重量和种类为基准计算碳排。记录垃圾分类,鼓励学生积极参与垃圾分类,了解不同垃圾产生的碳排量和原理,通过实践促进低碳教育。
为了更好地管理校园内的生态绿植,我们搭建了生态海绵管理模块,并对这些资源产生的碳汇进行数字化提取和可视化展示。
对于生态绿植,我们在模块内植入了专门的算法,以便根据绿植在不同的季节和不同的树龄自动生成相应的碳汇量。通过这种数字化提取和可视化展示的方式,我们可以更好地管理校园内的生态绿植和雨水资源,提高资源的利用效率,并为未来的环保教育提供更好的支持。
在教学楼顶设置360块光伏组件进行光伏供电,以此提供绿色电力实现减碳至少80吨/年,降低能耗至少125,000kWh/年。并对光伏系统采用能效监测、环境监测和优化控制技术来进行综合优化控制调度。这样不仅可以满足室内环境的用电需求,还能实现智慧低碳运行,达到减少碳排放的目的。
未来,微筑将继续坚持“低碳+教育”双轮驱动的理念,积极推进零碳校园建设,为推动可持续发展事业贡献力量。

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