绿色建筑与地源热泵系统

杨瑞

丰盛新能源科技股份有限公司江苏南京210012

摘要：近年来我国绿色建筑发展迅速，其中关于可再生能源系统应用的分析研究也受到了广泛关注。本文论述了地源热泵系统的概念以及应用优势，同时分析了建设绿色建筑的意义，最后探讨了两者相结合的应用关系。希望为相关研究人员提供参考。

关键词：绿色建筑；地源热泵系统；优势；关系

引言

近年来，我国对绿色建筑设计评价标准制定及研究较多，而对绿色建筑运营阶段的设备能耗监测、能效管理等方面的研究较少。而绿色建筑运营阶段是否节能是实现绿色建筑的关键阶段，绿色建筑在实际运行中是否按照设计情况运行、具体实施效果如何等问题应受到人们重视。

1地源热泵简介

地源热泵技术是一种节能、高效、环保的空调技术，具有良好的经济与环境效益。目前，国内对地源热泵系统理论研究已成熟，多数学者对其长期运行进行了数值模拟研究，但对地源系统实际运行工况数据监测及相关运营分析研究有待进一步提高和完善。通过对地源热泵系统进行数据监测及分析，可对地源系统运行阶段进行节能诊断，对系统进行优化，从而真正实现运营阶段舒适、节能、环保的目标。地源热泵系统所构成的建筑示意图如图1所示。

1-降雨；2-地热辐射；3-太阳辐射；4-地下热水；5-岩石热能；

6-地热流；7地下热交换器；8-温度随季节变化；9-随深度温度常年保持恒定；10-中性界面

图1建筑、地源热泵以及环境关系

2地源热泵系统优势

2.1可再生

地源热泵是一种可再生能源应用技术。而传统的冷热源系统依靠煤炭、天然气等化石燃料，属于不可再生能源，同时加大了对环境的污染。地源热泵是利用地球表面地热源作为能量转换的，而地球表面的地热源可以称之为地能。因此，地源热泵不受能源的限制，它是可再生能源的应用技术。

2.2经济效益高

地源热泵系统经济效益高。与传统的家用空调相比，地源热泵的能效比（COP）更高，故而相对家用空调而言更加节能。因为地源热泵系统的机械部件非常少，所有的部件基本都是埋在地下或安装在室内，避免了风吹日晒，大大的保证了系统的使用寿命。

2.3节能

地源热泵是一种节约技术。我们都知道，地球的浅表层的地源热能一年四季都比较稳定，冬季要比大气环境温度高，而夏季要比大气环境温度低，因此一年都可以利用。这种特点使得地源热泵比传统的空调系统效率高出50％，同时节能和节省运行费用40％左右，因此地源环保是一种节约技术。

3地源热泵发展前景

据前瞻产业研究院发布的《2013—2017年中国智能建筑行业市场前景与投资战略规划分析报告》数据显示，当前，我们国家城乡已有建筑中，能够满足节能标准的在5％以下。“十二五”期间，实现节能建筑总面积一共预计超过21.6亿平方米，当中属于新建建筑面积16亿平方米，已有建筑改造为5.6亿平方米。到2020年，我们国家预计建设民用建筑面积可达300亿平方米，新建城市建筑面积可达100亿平方米，新建房屋面积能够满足节能标准的为195亿平方米。假若我国每年在1亿平方米建筑中施行使用地源热泵系统来实现供暖，那么在采暖季节可省下374万吨左右标煤，换做天然气为25亿立方米左右，大幅度减少约933万吨二氧化碳、6.4万吨氮氧化物、约16万吨颗粒物的排放。

4绿色建筑技术的本质内涵

我们依据现有绿色建筑的文件条例，第一在评价方面进行探讨，根据评价体系再到各种建筑设计的“绿色”标准进行探讨。我们从“评价引导”到“标准强制”的流程，是很容易使得设计技术人员慢慢认识并执行的方式，但是目前存在一定的困难，人们的认知观念上还是存在一定的落后，同时相关绿色技术以及材料难以大范围的进行应用到绿色建筑当中。绿色建筑技术总的来说是“环保+管理”，这些相关技术对于建筑设计来说，特别是对于传统认识上的建筑设计来说，有不小的挑战性。建筑设计师面对传统建筑中的设计理念已经有了先入为主的思想，难以轻易推翻，同时，面对新兴起的节能技术以及材料，难免感到不熟悉，难以灵活应用。

5建设绿色建筑的意义

5.1改善室内空气热环境

进行节能型绿色建筑设计建造时，我们通常会依据周围环境和地势来进行设计，利用山川河流、地形走势、草木植被等自然环境进行融合改造。这样可以实现建筑环境的改善提升，大大延长光照时间，将照明时间缩短，进而节约了电力资源，达到节能降耗的目的。足够的日照对建筑温度也有较大的影响作用，采暖季可以减少供暖设备的使用，这样就可以降低空气污染和煤炭消耗。

5.2减少对绿色植被的破坏

传统建筑建设会应用较多的砖石、木材、有机化合物质等，这样就难以避免的要对植被进行大范围的破坏，山林也会遭到过度使用，严重的话水和空气都会遭到污染。建筑建设中所使用的泥土、胶水、以及涂料和壁纸等都有化学成分，散发出来的化学成分很容易造成空气污染。上述传统的建设模式对环境有很大的损害，和我们所提倡的可持续发展观和绿色节能相违背，而绿色建筑的建设是对新材料进行开发，可以有效避免上述问题的发生，从而减少对绿色植物的破坏。

5.3响应国家的相关政策

国家对环保建设十分重视，出台了许多与可持续发展战略相符合的法律法规，并制定了相应的发展方针，大力建造节能建筑，推广环保材料和新型节能材料，对能源开发新技术大力支持，在重要行业引入新型能源技术，比如风力发电、太阳能发电等。

6地源热泵系统与绿色建筑

在保证舒适、健康的室内环境前提下，如何提高能源的使用效率，成为建筑运行管理者、使用者重点考虑的问题。在发达国家中，供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25％-30％。所以，绿色空调是未来建筑领域发展的一个主要方向。而地源热泵系统是天然的绿色空调系统，因此，发展地源热泵系统技术在很大程度上推动了绿色建筑的发展。

地源热泵系统实现了建筑与自然的共生。它本身就是一种节能技术，属于建筑节能技术发展的对象，这已经被列入建设部建筑节能“十五”计划纲要；它可以利用余热回收技术提供生活热水，从而实现热量的再循环利用，而且浅层地能是一种不会枯竭的可再生能源；并且可以带来舒适的环境，是一种绿色建筑技术，全面符合绿色建筑的设计理念。

地源热泵这一绿色技术已经显示其强大的技术潜力，而这一技术也可以说是人类利用和改造自然过程中长期形成的穴居方式的现代版。它充分利用浅部地层的能源，实现对建筑物的节能，为绿色建筑提供了一种可供选择的设计方法，在未来的建筑设计中势必将改变人们的设计理念。

结束语

绿色建筑技术的发展、推广与普及是一个时代的进步，也是基于增长的极限和资源有限的客观认识，是对环境保护的深刻认识，更是对可持续发展的担忧。在建筑供热空调中采用热泵技术可以有效地提高一次能源利用率，减少温室效应气体CO2和其他燃烧产生的污染物的排放。

参考文献：

[1]胡金强.地源热泵系统热平衡分析及其在大型公共建筑中的应用[J].制冷技术，2015，（02）：63-67.