綠色建筑概論論文范文

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第1篇

Abstract： Under the guidance of sustainable development， green building naturally becomes the future development of the construction industry. This article starts to set up a green building economic evaluation model， establishes foundation for promoting the development of green building. This article has a detailed analysis about the incremental cost and incremental benefits of green technology， and accurately evaluates the economics of green building.

關(guān)鍵詞： 綠色建筑；全壽命周期；增量成本；增量效益

Key words： green building；whole life cycle；incremental costs；incremental benefits

中圖分類號(hào)：TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）36-0116-02

0 引言

歷年來建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占據(jù)著重要的地位和作用。然而建筑業(yè)的發(fā)展卻以高投入、高消耗、高污染、低效率以及難循環(huán)的粗放式的模式發(fā)展。高速城鎮(zhèn)化發(fā)展又標(biāo)志著建筑業(yè)逐年增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭，在可持續(xù)發(fā)展這一主題的倡導(dǎo)下，繼續(xù)堅(jiān)持傳統(tǒng)的消耗發(fā)展模式顯然是行不通的。綠色建筑作為解決上述粗放式發(fā)展弊端的良策，已經(jīng)成為當(dāng)今世界建筑發(fā)展的趨勢(shì)。2013年4月，中華人民共和國(guó)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部作出關(guān)于《“十二五”綠色建筑和綠色生態(tài)城區(qū)發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)文，文中明確提出綠色建筑的發(fā)展目標(biāo)，發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展途徑，保障措施[1]。

1 綠色建筑在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 綠色建筑的概念 綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑[2]。

1.2 綠色建筑的發(fā)展 國(guó)內(nèi)綠色建筑的發(fā)展較國(guó)外起步較晚，但隨著環(huán)境、生態(tài)、能源等問題的尖銳，綠色建筑得到了政府和社會(huì)的一致關(guān)注。在綠色建筑的推行過程中，遇到了一些來自各參與方的阻礙。各參與方都是站在自己的角度上去對(duì)待綠色建筑，而不能夠客觀的站在項(xiàng)目利益上去對(duì)待。房地產(chǎn)開發(fā)商片面的認(rèn)為綠色建筑就是增加項(xiàng)目的前期投入；設(shè)計(jì)單位技術(shù)力量薄弱；咨詢機(jī)構(gòu)技術(shù)水平缺失，無具有資質(zhì)的專業(yè)人員。其中最大的障礙就是對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的誤解。

2 綠色建筑全壽命周期的成本效益分析

2.1 綠色建筑全壽命周期成本理論 全壽命周期是從“搖籃到墳?zāi)埂钡恼麄€(gè)過程。綠色建筑全壽命周期成本（Life-Cycle Cost of Green Buildings）是指從項(xiàng)目決策、設(shè)計(jì)、建造、使用、維修、拆除、報(bào)廢、回收的整個(gè)壽命周期內(nèi)生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及公眾所發(fā)生的一切費(fèi)用[3]。

2.2 綠色建筑增量成本分析 綠色建筑的增量成本是相對(duì)于傳統(tǒng)建筑的增量成本，是指為了實(shí)現(xiàn)綠色建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在其壽命周期內(nèi)使用相應(yīng)綠色技術(shù)而帶來的總投資的增加或者減少。根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中介紹，綠色建筑指標(biāo)體系由節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)管理六類指標(biāo)組成，綠色建筑的增量成本的分析將從上述六類指標(biāo)進(jìn)行展開[4]。

綠色建筑增量成本的確定還需要合理的計(jì)算出該項(xiàng)目在不使用綠色技術(shù)同時(shí)滿足當(dāng)?shù)貜?qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的條件下的成本。綠色建筑增量成本計(jì)算公式如下：Ci=Cg-Ct

式中Ci表示綠色建筑的增量成本；Cg表示綠色建筑的總成本；Ct表示不使用綠色技術(shù)的傳統(tǒng)建筑的總造價(jià)。

2.3 綠色建筑的增量效益分析

2.3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

①節(jié)地效益（B地）。對(duì)于利用舊建筑，地下空間和廢棄場(chǎng)地的節(jié)地項(xiàng)目，節(jié)省了土地征用的費(fèi)用。

②節(jié)能效益（B能）。綠色建筑通過改善結(jié)構(gòu)窗墻比，合理利用可再生能源，達(dá)到減少空調(diào)設(shè)備的設(shè)施費(fèi)和直接節(jié)約電費(fèi)煤費(fèi)。B能=■P電n×Q電n+B設(shè)

式中P電n表示第n年電費(fèi)價(jià)格；Q電n表示第n年節(jié)電量；B設(shè)表示減少空調(diào)設(shè)施費(fèi)。

③節(jié)水效益（B水）。節(jié)水項(xiàng)目因采用非傳統(tǒng)水源減少的原市政供水量。B水n=■P水n×Q水n

式中B水n表示第n年節(jié)水效益； P水n表示第n年水費(fèi)價(jià)格；Q水n表示第n年節(jié)水量。

④節(jié)材效益（B材）。綠色建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)和業(yè)主都堅(jiān)持“土建裝修一體化”的原則，使用高性能材料和可再利用材料，既提高了建筑的耐久性、節(jié)約了原材料，還減少了材料運(yùn)輸費(fèi)。B材=B裝+B再用+B運(yùn)

式中B裝表示節(jié)材的效益； B再用表示可利用材的效益；B運(yùn)表示節(jié)材運(yùn)費(fèi)。

2.3.2 社會(huì)效益分析 綠色建筑的社會(huì)效益顯得稍微抽象了些。采用節(jié)水技術(shù)的項(xiàng)目，會(huì)減少雨污水排放，進(jìn)而減少市政管網(wǎng)設(shè)施的維修費(fèi)。節(jié)水技術(shù)能緩解城市現(xiàn)狀，減少了財(cái)政損失。綠色建筑會(huì)帶來健康舒適的工作和生活環(huán)境，這對(duì)于提高工作效率很有成效。

2.3.3 環(huán)境效益分析 采用節(jié)能技術(shù)的項(xiàng)目，在達(dá)到節(jié)電節(jié)煤的同時(shí)也減少了CO2，SO2等氣體排放，減少酸雨發(fā)生，提高建筑使用壽命；相對(duì)清潔的空氣還能降低疾病發(fā)病率。環(huán)境效益的經(jīng)濟(jì)量化可以通過處理CO2，SO2等污染氣體的工藝成本和因減少疾病發(fā)生而節(jié)約的醫(yī)療費(fèi)來計(jì)算。

3 綠色建筑的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

3.1 綠色建筑的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 在推行綠色建筑的進(jìn)程中，阻礙其發(fā)展的最大因素就是投資者不愿意為綠色技術(shù)前期過多的投入買單。站在投資者的角度，我們需要對(duì)綠色建筑的成本效益作一下財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)。

動(dòng)態(tài)投資回收期（T）的計(jì)算。

PB=B地+B材+■（B能n+B水n）（P/F，i，n）

NPV凈=PB-PC

i——基準(zhǔn)收益率； NPV凈——累計(jì)凈現(xiàn)值；

PB——增量效益累計(jì)現(xiàn)值；PC（Ci）——增量成本累計(jì)現(xiàn)值。

T =（NPV凈出現(xiàn)正值的年數(shù)-1）+上一年累計(jì)凈現(xiàn)值的絕對(duì)值÷出現(xiàn)正值年份凈現(xiàn)值

3.2 綠色建筑的國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 站在整個(gè)國(guó)家的立場(chǎng)上，需要對(duì)綠色建筑進(jìn)行國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)需要綜合評(píng)定經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益。綠色建筑的間接效益外部效果還是非常明顯的，但是定量化卻是一項(xiàng)特別復(fù)雜繁瑣的工作。量化過程中可以通過轉(zhuǎn)換成間接的外部效果，找到計(jì)算效益的突破口。例如減少CO2，SO2等污染氣體的排放，可以通過計(jì)算處理污染氣體處理工藝成本和減少疾病發(fā)生節(jié)省的醫(yī)療費(fèi)來量化。

4 結(jié)論

文章主要從全壽命周期分析了綠色建筑成本、效益組成，以及簡(jiǎn)單的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。在我國(guó)當(dāng)前全面貫徹可持續(xù)發(fā)展道路的的時(shí)代背景下，綠色建筑是需要得到市場(chǎng)的接受，得到投資者的認(rèn)可的。上述評(píng)價(jià)模型可以提供投資者測(cè)算綠色建筑增量投資的回收期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，綠色建筑的增量成本主要聚集在高效能耗設(shè)備，非傳統(tǒng)水源和可再生能源設(shè)備等綠色技術(shù)上，大約67%的增量成本在每平方造價(jià)120-300元，投資回收期大約在2-10年之間，其余的項(xiàng)目投資回收期大都控制在20年內(nèi)[5]。本研究對(duì)于推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展，分析綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益起到一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.“十二五”綠色建筑和綠色生態(tài)城區(qū)發(fā)展規(guī)劃，2013.

[2]李百戰(zhàn).綠色建筑概論[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[3]李靜，田哲.綠色建筑全生命周期增量成本與效益研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2011，25（05）.

第2篇

關(guān)鍵詞：土木工程材料，發(fā)展趨勢(shì)

 

0引言

隨著人類文明及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土木工程材料的不斷進(jìn)步與改善。現(xiàn)代土木工程中，盡管傳統(tǒng)的土、石等材料的主導(dǎo)地位已逐漸被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、鋼材、鋼筋混凝土已是不可替代的結(jié)構(gòu)材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有機(jī)材料及其他人工合成材料各種復(fù)合材料等在土木工程折中占有愈來愈重要的位置。

1 土木工程材料現(xiàn)狀及要求

與以往相比，當(dāng)代土木工程材料的物理力學(xué)性能也已獲得明顯改善，隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進(jìn)，其應(yīng)用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強(qiáng)度、耐久性及其他功能均有所改善。隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進(jìn)，其應(yīng)用范圍與使用功能已經(jīng)大大拓寬。此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的應(yīng)用方式也發(fā)生了較大變化現(xiàn)代施工技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用也使得材料在工程中的性能表現(xiàn)比以往好為現(xiàn)代土木工程的發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進(jìn)步，但與人們對(duì)于其性能要求的期望值還有較大差距。首先工程中的性能表現(xiàn)比以往好為現(xiàn)代土木工程的發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進(jìn)步，但與人們對(duì)于其性能要求的期望值還有較大差距。

1.1 從土木工程材料的來源來看

鑒于土木工程材料的用量巨大，尤其在應(yīng)用方面，經(jīng)過長(zhǎng)期使用的不斷累積，單一品種或數(shù)個(gè)品種的原材料來源已不能滿足其持續(xù)不斷的發(fā)展的需求。尤其是歷史發(fā)展到今天，以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經(jīng)給社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。論文參考網(wǎng)。從另一方面來看，由于人們對(duì)于各種建筑物性能的要求不斷提高，傳統(tǒng)建筑材料的性能也越來越不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。為此，以天然材料為主要材料的時(shí)代即將結(jié)束，取而代之的將是各種人工材料，這些人工材料將會(huì)向著再生化、利廢化、節(jié)能化和綠色化等方向發(fā)展。

1.2 從土木工程對(duì)材料技術(shù)性能要求的方面來看

技術(shù)性能的要求也越來越多，各種物理性能指標(biāo)的要求也越來越高，從而表現(xiàn)為未來建筑材料的發(fā)展具有多功能和高性能的特點(diǎn)。具體來說就是材料向著輕質(zhì)高強(qiáng)、多功能、良好的工藝性和優(yōu)良耐久性的方向發(fā)展。

1.3 從土木工程材料應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)來看

為滿足現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)性能和施工技術(shù)的要求，材料應(yīng)用也向著工業(yè)化的方向發(fā)展。例如，水泥混凝土等結(jié)構(gòu)性能向著預(yù)制化和商品化的方向發(fā)展，材料向著半成品或成品的方向延伸，材料的加工、貯存、使用、運(yùn)輸及其他施工技術(shù)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平不斷提高，勞動(dòng)強(qiáng)度逐漸下降。這不僅改變著材料在使用過程中的性能表現(xiàn)，也逐漸改變著人們對(duì)于土木工程使用的手段和觀念。

2新型土木工程材料——綠色建材

土木工程材料行業(yè)對(duì)資源的利用和對(duì)環(huán)境的影響都占據(jù)著重要的位置，在產(chǎn)值、能耗、環(huán)保等方面都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的大戶，為了保證源源不斷地為工程建設(shè)提供質(zhì)量可靠的材料，避免新型材料的生產(chǎn)和發(fā)展對(duì)環(huán)境造成危害，因此“綠色建材”應(yīng)運(yùn)而生。目前正在開發(fā)的和已經(jīng)開發(fā)的綠色建材和準(zhǔn)綠色建材主要以下幾種：

第一、利用廢渣類物質(zhì)為原料生產(chǎn)的建材，這類建材以廢渣為原料生產(chǎn)磚、砌塊、材板及膠凝材料，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能利廢，但仍需依靠科技進(jìn)步，繼續(xù)研究和開發(fā)更為成熟的生產(chǎn)技術(shù)，使這類產(chǎn)品無論是成本上，還是性能方面真正能達(dá)到綠色建材標(biāo)準(zhǔn)。

第二、利用化學(xué)石膏生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，用工業(yè)廢石膏代替天然石膏，利用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)可生產(chǎn)各種土木建筑材料產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有石膏的許多優(yōu)良性能，開辟石膏建材的新來源，并且消除了化工廢石膏對(duì)環(huán)境的危害，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

第三、利用廢棄的有機(jī)物生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產(chǎn)多種土木工程材料，如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機(jī)物對(duì)環(huán)境的污染，還節(jié)約了石油等資源，符合在資源可持續(xù)發(fā)展方面的基本要求。

第四、利用各種代木材料，用其他廢料制造的代木材料在生產(chǎn)使用中不會(huì)有害人的身體健康，利用高興技術(shù)使其成本和能耗降低，將是未來綠色建材的主要發(fā)展方向。

第五、利用來源廣泛的地方材料為原料，利用高科技生產(chǎn)的低成本健康建材，不同的地區(qū)都可能有來源豐富、不同種類的地方材料，根據(jù)這些地方的性質(zhì)和特點(diǎn)，利用現(xiàn)代技術(shù)，可生產(chǎn)各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復(fù)合性材料也是綠色建材的發(fā)展方向。

3 土木工程材料的發(fā)展趨向

眾多現(xiàn)象表明進(jìn)入21世紀(jì)以后，在我國(guó)甚至是全世界范圍內(nèi)，土木工程材料的發(fā)展應(yīng)具有以下的一些趨向：

研制高性能材料，例如研制輕質(zhì)、高強(qiáng)、高耐久性、優(yōu)異裝飾性和多功能的材料，以及充分利用和發(fā)揮各種材料的特性，采用復(fù)合技術(shù)，制造出具有特殊功能的復(fù)合材料。

充分利用地方材料，盡量減少天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產(chǎn)土木工程材料的資源，以及保護(hù)自然資源和維護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡。論文參考網(wǎng)。

節(jié)約能源，采用低能耗、無環(huán)境污染的生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)先開發(fā)、生產(chǎn)低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節(jié)能型材料。論文參考網(wǎng)。

材料生產(chǎn)中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料，如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等，同時(shí)要開發(fā)對(duì)人體有益的材料，如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調(diào)溫、消磁、防輻射、抗靜電等。

產(chǎn)品可循環(huán)在再生和回收利用，無污染廢棄物，以防止二次污染。

總結(jié)：總而言之，土木工程材料往往標(biāo)志一個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)。土木工程材料的發(fā)展的過程是隨著社會(huì)生產(chǎn)力一起進(jìn)行的，它和工程技術(shù)的進(jìn)步有著不可分割的聯(lián)系。工程中選材料時(shí)通過對(duì)環(huán)境的影響對(duì)后來人的影響來決定土木工程材料的好換，在未來，基于材料原有的性質(zhì)的基礎(chǔ)上，“可持續(xù)發(fā)展”將是衡量建筑工程的一把尺子。

參考文獻(xiàn)：

[1]《土木工程材料》中國(guó)建材工業(yè)出版社 王福川著

[2]《土木工程材料》重慶大學(xué)出版社 彭小芹主編

[3]《土木工程材料》武漢理工大學(xué)出版社 陳志源、李啟令主編

[4]《土木工程概論》武漢理工大學(xué)出版社 羅福午著

[5]《土木工程材料》天津大學(xué)出版社 閻西康、趙方冉、伉景富、韓龍軍

第3篇

[關(guān)鍵詞]：綠色建筑； 地源熱泵； 建筑設(shè)計(jì)

[Abstract]: ground source heat pump system is the use of energy technology energy-saving, efficient, it makes full use of the layer of rock and soil heat storage and cold storage characteristics, the building's heating and cooling using surface storage of solar energy, is a typical green ecological building technology, it provides a a new desert modern architectural design, has a broad development and application prospect.

[keyword]: green building; architectural design of ground source heat pump;

中圖分類號(hào)：P314 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2013）

1.綠色建筑

當(dāng)人們?cè)阡摻罨炷恋摹皡擦帧敝邢硎墁F(xiàn)代文明的同時(shí),已經(jīng)越來越清晰地認(rèn)識(shí)到建筑帶來的人與自然的隔離以及建筑對(duì)環(huán)保的影響和破壞,于是提出這樣的問題:建筑能否重新回歸自然、親和自然,實(shí)現(xiàn)建筑與自然的共生,綠色建筑也就出現(xiàn)了。[1]

所謂“綠色建筑”就是指人類建筑與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的建筑樣式,即要求在建筑設(shè)計(jì)、建造及使用中充分考慮環(huán)境保護(hù)的要求,將建筑物與環(huán)保、高新技術(shù)、能源等緊密結(jié)合起來,在有效滿足各種使用功能的同時(shí),能夠有益于使用者的身心健康,并創(chuàng)造符合環(huán)境保護(hù)要求的工作和生活空間。綠色建筑的指導(dǎo)思想是在設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要體現(xiàn)并符合人類的可持續(xù)發(fā)展的要求,具體應(yīng)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:

1)建筑與自然的共生:即要求保持環(huán)境、利用環(huán)境、防御自然災(zāi)害。保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)并減少CO2及其他大氣污染物的排放,保持建筑周邊環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的平衡;充分利用太陽(yáng)能、地?zé)崮苓M(jìn)行供暖、供熱、采光以及通風(fēng),充分考慮綠化配置,軟化人工建筑環(huán)境;考慮建筑物的朝向等。

2)應(yīng)用減輕環(huán)境負(fù)荷的建筑節(jié)能技術(shù):即降低能耗、延長(zhǎng)使用壽命、使用環(huán)保的材料,注重能源的再利用、使用耐久性強(qiáng)的建筑材料及可循環(huán)再生材料的利用。

3)循環(huán)再生型的建筑生涯。循環(huán)利用始終貫穿到整個(gè)建筑生涯。

4)創(chuàng)造健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。包括健康持久的生活環(huán)境,優(yōu)良的空氣質(zhì)量等。

5)使建筑融入歷史與地域的人文環(huán)境。即繼承地方傳統(tǒng)的施工工藝,繼承和保護(hù)城市與地域的景觀特色,保持城市的恒久魅力和活力。[2]

2地源熱泵

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

圖1所示是由地源熱泵系統(tǒng)所構(gòu)成的建筑示意圖，系統(tǒng)通過地源熱泵將環(huán)境中的熱能提取出來對(duì)建筑物供暖或者將建筑物中的熱能釋放到環(huán)境中去而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的制冷，夏季可以將富余的熱能存于地層之中以備冬用;同樣，冬季可以將富余的冷能貯存于地層以備夏用。這樣，通過利用地層自身的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物、環(huán)境的能量交換。系統(tǒng)實(shí)際上是指通過將傳統(tǒng)的空調(diào)器的冷凝器或蒸發(fā)器延伸至地下，使其與淺層巖土或地下水進(jìn)行熱交換，或是通過中間介質(zhì)(如不凍液)作為熱載體，并使中間介質(zhì)在封閉環(huán)路中通過在淺層巖土中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)利用低溫位淺層地能對(duì)建筑物內(nèi)供暖或制冷的一種節(jié)能、環(huán)保型的新能源利用技術(shù)。

圖3所示為地源熱泵的工作原理圖，該技術(shù)可以充分發(fā)揮淺層地表的儲(chǔ)能儲(chǔ)熱作用，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能雙重功效，而被譽(yù)為“21世紀(jì)最有效的空調(diào)技術(shù)”。

地源熱泵系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)可再生能源利用地源熱泵是利

用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400m深)作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能(Earth Energy),是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)所散發(fā)的到地球上的能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,真正是量大面廣、無處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層并類似于一種無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源的一種形式。

2)經(jīng)濟(jì)

有效地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,是很好的熱泵冷、熱源,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高4O%,因此,可節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)美國(guó)環(huán)保署(EPA)估計(jì),設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵,平均節(jié)約用戶30%~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。

3)運(yùn)行穩(wěn)定可靠

正是由于地層溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的波動(dòng),是很好的冷熱源,同時(shí)由于溫度的恒定性,使得系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。

4)環(huán)境效益顯著

與空氣源熱泵相比,地源熱泵的污染物排放,可減少40%以上,與電供暖相比,可減少70%以上,如果結(jié)合其他節(jié)能措施,節(jié)能減排會(huì)更明顯。地源熱泵雖然也采用制冷劑,但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%的充灌量,屬自含式系統(tǒng),即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好,因此,制冷劑泄漏幾率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒有任何污染,可以建造在居民區(qū)內(nèi),沒有燃燒,沒有排煙,也沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地[3],且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。與其他空調(diào)方式相比,可極大地減少CO2的排放。

5)舒適程度高

由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn),降低了停、開機(jī)的頻率和空氣過熱和過冷的峰值。這種系統(tǒng)更容易適應(yīng)供冷、供熱負(fù)荷的分區(qū)。

6)一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣地

源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷,還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。

7)自動(dòng)運(yùn)行

地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定,可以設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單系統(tǒng),部件較少,機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠,維護(hù)費(fèi)用低、自動(dòng)控制程度高;此外,機(jī)組使用壽命長(zhǎng),均在20年以上;機(jī)組緊湊、節(jié)省空間;維護(hù)費(fèi)用低;自動(dòng)控制程度高,可無人值守。[4]

3地源熱泵系統(tǒng)與綠色建筑

就一棟典型的50年生命周期的辦公建筑而言,其能源消費(fèi)大約占總消費(fèi)的34%。因此,在保證舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境前提下,如何提高能源的使用效率,成為建筑運(yùn)行管理者、使用者重點(diǎn)考慮的問題。[5]在發(fā)達(dá)國(guó)家中,供熱和空調(diào)的能耗可占到社會(huì)總能耗的25%~30%。所以,綠色空調(diào)是未來建筑領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)主要方向。而地源熱泵系統(tǒng)是天然的綠色空調(diào)系統(tǒng),因此,發(fā)展地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)在很大程度上推動(dòng)了綠色建筑的發(fā)展。

綠色建筑行動(dòng)已上升國(guó)家戰(zhàn)略高度，住建部綠色建筑行動(dòng)方案通知，提出“十二五”期間完成新建綠色建筑10億平米；到2015年末，20%的城鎮(zhèn)新建建筑達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

地源熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了建筑與自然的共生;它本身就是一種節(jié)能技術(shù),屬于建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的對(duì)象,這已經(jīng)被列入建設(shè)部建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃綱要;它可以利用生活用水中的余熱,從而實(shí)現(xiàn)熱量的再循環(huán)利用,而且淺層地能是一種不會(huì)枯竭的可再生能源,是一種可再生的能源利用技術(shù)[6];并且可以帶來舒適的環(huán)境,是一種綠色建筑技術(shù),全面符合綠色建筑的設(shè)計(jì)理念。

地源熱泵這一綠色技術(shù)已經(jīng)顯示其強(qiáng)大的技術(shù)潛力,而這一技術(shù)也可以說是人類利用和改造自然過程中長(zhǎng)期形成的穴居方式的現(xiàn)代版。它充分利用淺部地層的能源,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的節(jié)能,為綠色建筑提供了一種可供選擇的設(shè)計(jì)方法,在未來的建筑設(shè)計(jì)中勢(shì)必將改變?nèi)藗兊脑O(shè)計(jì)理念。[7]

總之,在建筑供熱空調(diào)中采用熱泵技術(shù)可以有效地提高一次能源利用率,減少溫室效應(yīng)氣體CO2和其他燃燒產(chǎn)生的污染物的排放,是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。通過政府部門、科研機(jī)構(gòu)和工程技術(shù)人員的共同努力,借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),我國(guó)的地源熱泵應(yīng)用將得到較快的推廣和發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]劉天齊.環(huán)境保護(hù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

[2]唐孝炎.面向21世紀(jì)的環(huán)境科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展[M].北京科學(xué)出版社,2000.

[3]GB 50155-2003,采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]孔清峰.熱泵技術(shù)及其應(yīng)用概述[J].山西建筑,2008,34(25):210-211.

[5]易軍.2001中國(guó)綠色建筑/可持續(xù)發(fā)展建筑國(guó)際研討會(huì)論文集序.建筑學(xué)報(bào),2002(9)

[6]2001中國(guó)綠色建筑/可持續(xù)發(fā)展建筑國(guó)際研討會(huì)論文集編委會(huì).綠色建筑概論.見:中國(guó)綠色建筑/可持續(xù)發(fā)展建筑國(guó)際研討會(huì)論文集.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001