大学实验室的节水减耗是高校管理的重要环节

1、大学实验室的节水减耗是高校管理的重要环节 1 前言 理工类大学的实验室较多， 各类专业大部分以楼为单元， 进 行水电的松散性管理，没有细化计量。以苏州科技大学为例，校 内环境学院和化工学院备有两幢相邻的实验大楼， 实验室数量多 达 100 多个（包括每个楼层的厕所）。水电的管理长期处于粗放 状态，每个房间的自来水使用和电能消耗都是开放型的。因此， 自来水滴跑漏的浪费普遍存在，学生实验随意浪费现象时有发 生。据不完全统计，水浪费约占全月 20%以上。另外，大学实验 室电能的浪费也是惊人的，经常出现忘关设备及忘关电灯等事 情。总而言之，学校存在不正常的耗水耗电状况，缺乏有力的技 术制约和管理监督。

2、 目前，社会供应的水电价格高涨， 学校的水电费用也占据了 教育成本相当的比例， 因此， 杜绝水电浪费也应是教育改革的重 要内容。首先，要在观念上对学生及教师实施厉行节约的教育； 其次，需要跟上时代步伐，进行必要的技术升级和技术改造。笔 者认为，目前花费较少的资金投入， 实现水电的自动监测与管理， 达到智慧型的实验室监管是很有必要的。 物联网是当今先进的信 息网络技术， 它的全面传感和可靠传输的特点， 完全可以移植应 用到实验室的水电数字化管理中来， 这也是大学教育改革务实的 先进方向，体现校务管理的正能量。 2 实验室水电的全面传感应用 实验室实现节水耗能智能性管理，应该首先采用传感器技 术，

3、在每个水龙头及耗电房间加装监控传感头。 管道自来水的翼 轮式微型传感单元 （以磁电霍尔元件的脉冲信号输出） 目前市场 价格相当低廉（ 15 元/ 个），质量稳定可靠，已开始应用在一些 工业现场。 因此，学校实验室的每个水龙头的管道上配接这样的 传感器是相当合适的。 让它随时灵敏地监测实验室用水情况， 并 在夜晚无人值守情况下预警水的泄漏， 可随时将数字信号传输到 远程服务器。经过多次试验，证明效果较好。 同理，实验室中耗电量的瞬时及累积计测， 也可以采用智能 电量表， 实现电能消耗的记录。 这种智能电量仪表目前也很普及 （ 100 元/ 个），仪表的通信串口能自动完成数字电量的信号输 出，并能

4、将电能数据实现远程传输。 总之，将每个实验室的耗水耗电数据挖掘出来， 才能实现耗 水耗电的细化管理。 3 大楼楼层单元的自动监测 据粗略统计，苏州科技大学实验大楼每个楼层单元设有 20 多个实验室（包括厕所），作为楼层体系单元，可以实施统一的 智能化自动监测管理，策划采用国产PLC模块装置（可编程控制 器），进行传感器的信号接入。对于各个实验室水龙头的传感信 号数据，可以用有线布局接入到 PLC的各个输入口，每个楼层可 采用一套PLC装置进行智能化管理，PLC能依据设定程序自动昼 夜运行， 以编号方式采集到各节点自来水流量的信息数据， 并能 将这些数据处理后存储起来，可以每日定时将数据通过GP

5、RS 信的方式，自动迅速传输到远端服务器。 4 监控发现异变的水龙头数据 传感器的安装可以挖掘耗费水电的数据， 进行科学管理。 另 一方面，可避免突发事故，应急灾难。某实验室一旦出现滴跑漏 的水浪费现象， 水龙头流量数据会发生异变。 如夜晚或中午期间， 传感的水流仍然在活动， 流量依然在递增， 突发出现不正常现象， 远程计算机会及时捕捉到这些不正常的数据信息，及时预警跟 踪，对实验室提出质疑和重点检查， 有利于积极开展教学设备安 全维护工作。 当出现严重的自来水灾难事故， 传感器数据特别异 常，已经超越预设红线，PLC自动控制器自动关闭实验室的电磁 水阀，及时切断供水，达到智能控制安全维护的目

6、的。 5 实验室的细化记录和大数据分析 远程服务器每日不断收到各个编号的实验室耗水用电的数 据信息，进行快速数据分析。 计算机采用大数据的聚类分析方法， 在空间上找出与其他实验室不同的异常现象， 在时间上查出数据 异变的耗水用电问题。 这种智慧的细化计量管理， 找到了科学水 电管理的考量标准， 也为我国教育改革及进一步的开放实验室打 下基础。 6 智慧实验室管理的投入产出分析 目前，学校没有制定措施对基层专业（院、系）的水电额度 进行限制， 也没有颁布各种奖惩规定， 导致某些基层领导不把水 电浪费当回事，并且普遍存在一些错误观念，如：“浪费一点儿 有何关系？”假如从大学管理的投入产出分析， 水

7、电问题也是大 学实验室不可避免的重要基础问题， 只有智慧型地管好它， 才能 搞好高校教育、大学科研及开放实验室的改革。 智慧管理的经济核算 仔细分析实验大楼数十个实验房间 （包括厕所）的水电物联网管理， 其软硬件的资金投放不是很大， 只需花费几万元经费即能有效改造整座大楼工程， 这些经费比一 年的水电浪费资金少很多。 但是很多基层领导不会经济核算， 不 关心这种精细的技术改造， 平时反而热衷于将财力放在大楼的装 潢上。这种经济的不对称投入现象不应再出现。 智慧管理激发师生厉行节约观念 今后实现每个实验室节水 减耗的定量管理， 一定会促进师生在各个环节的节约工作， 一定 会更加关注设备的使用及维

8、护， 一定会避免突发事故的发生。 师 生细心关注水电耗用记录及奖惩的激励制度， 当然也就促进了实 验室节水减耗发展。 从学校方面来说， 各个大楼的水电数据汇总， 可以从物联网的统筹信息高度进行大数据聚类分析， 实施全局性 学校水务平衡及能耗规划。 智能管理促进实验设备的改进 实验室水务及能耗进行定量 有效管理， 可以提高师生杜绝浪费的观念， 促进大家对耗水费电 的实验设备进行有效改进。 如苏州科技大学环保实验大楼， 普遍 进行水污染参数COD勺测定实验，实验中的回流加热要采用自来 水连续几小时的冷却， 为此将白白流走许多自来水， 而且学生人 手一套实验装置，浪费相当惊人。 学校教师发明创造一种COD实验装置，采用先进的风冷技术 取代自来水冷却， 并能达到很好的实验效果。 但这种教育发明措 施长期闲置、不被重视，被人们认为是可用可不用的多余改造。 这种情况确实耐人寻味，大学节水节电改造措施真的难以推广 吗？所以， 一旦学校环保楼今后实施物联网智慧管理和严厉的奖 惩制度，这种浪费水的现象势必会被制止。 7 结束语 大学实验室面向教育教学、 科学研究和实验开放， 它的建设 任务极其繁重。智