【文章內容簡介】 表明，建筑能耗已經(jīng)達到我國能源總消耗的 1/3 左右，所以建筑節(jié)能非常必要，節(jié)約潛力巨大。建設部總工程師王鐵宏舉例說，到 2020年，如果城鎮(zhèn)建筑達到節(jié)能標準，每年就可節(jié)省 億噸標準煤，空調高峰負荷可減少 8000 萬千瓦時，約相當于 1998到 20xx 年 5年新增電力裝機容量的總和，相當于 個三峽大壩的發(fā)電量，相當于每年可減 少電力建設投資約 1 萬億元。降低供水管網(wǎng)漏損率 10 個百分點，一年可節(jié)水 47 億噸；推廣使用節(jié)水器具等，全國城鎮(zhèn)家庭一年可節(jié)約用水 17億噸。 到 2020年我國建筑能耗將比 20xx年增加 /年標煤和新增耗電5800～ 6300 億度 /年，總計折合電力約 ，新增量相當于目前建筑 11 總能耗的 倍。 我國城鎮(zhèn)的住宅總面積約為 100億㎡。除采暖外的住宅能耗還有照明、炊事、生活熱水、家電、空調等，折合用電量為 10～ 30kwh/㎡年，用電總量約占我國全年供電量的 10％。一般公共建筑總面積約 55 億㎡。用電總量約占 我國全年供電量的 8％。 項目建設目標 （ 1）項目建設主要內容 本項目擬在 百色 XX學院 的教學、行政以及學生生活區(qū)范圍內安裝太陽能－地源熱泵復合型系統(tǒng) ，為總計 平方米的建設面積提供節(jié)能型的空調、供熱支持， 其中包括為教學、行政區(qū)安裝地源熱泵空調系統(tǒng)，為學生生活區(qū)安裝地源熱泵熱水和空調系統(tǒng)。 （ 2）項目建設目標 通過該示范項目實施，可以達到以下節(jié)能目標： ①與常規(guī)電鍋爐供熱水相比，節(jié)能 70% 以上； ②與普通中央空調系統(tǒng)相比，夏季制冷量提高 20%以上或節(jié)電 20%； ③與燃油供暖相比節(jié)省能 耗支出 40%以上。 12 三、工程示范技術方案 圍護結構體系 外墻 墻體節(jié)能技術分為復合墻體節(jié)能與單一墻體節(jié)能。復合墻體節(jié)能是指在墻體主體結構基礎上增加一層或幾層復合的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能。根據(jù)復合材料與主體結構位置的不同，又分為內保溫技術、外保溫技術及夾心保溫技術。本項目新建學生宿舍樓外墻（除圖中注明者外）均為 240厚粘土多孔墻 PMU10CGB13544，衛(wèi)生間內墻為 120厚 粘土多孔磚墻；其他內墻均為 MU10 混凝土空心小型砌塊。外墻粉刷用 20 厚聚苯顆粒保溫砂漿，且砂漿內 防水劑重量為 水泥 5％。 屋面 屋面節(jié)能的原理與墻體節(jié)能一樣，通過改善屋面層的熱工性能阻止熱量的傳遞。主要措施有 防水隔熱 屋面（外保溫、內保溫）、架空通風屋面、坡屋面、綠化屋面等 。 本項目屋面的做法 如下 ： A:屋面做法 一 : （上人屋面， 三 級防水） (1)鋪塊材（建議做法： 8厚地磚鋪平拍實，縫寬 5， 1:1水泥砂漿填縫） (2)25厚 1:4干硬性水泥砂漿，面上撒素水泥 (3)4 厚 SBS改性瀝青防水卷材 13 (4)刷基層處理劑一遍 (5)20 厚（最薄處） 1:8水泥加氣混凝土碎渣找 2%坡 (6)干鋪 30厚聚苯乙 烯泡沫塑料板 (7)20 厚 1:3水泥砂漿找平層 (8)現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 B:屋面做法二 : 局部有斜板屋面（面掛精石瓦） 參照 98AJ211154做法 門窗 門窗節(jié)能技術主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行。 本示范項目通過采用密封材料增加窗戶的氣密性， 減少滲透量 來減少室內外冷熱氣流的直接交換而增加設備負荷；減少傳熱量是防止室內外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶由鑲嵌材料（玻璃）和窗框、扇型材組成，通過采用節(jié)能玻璃（如中空玻璃、熱反射玻璃等）、節(jié)能型窗框（如塑 性窗框、隔熱鋁型框等）來增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量。本項目窗全部采用 熱反射 玻璃 ， 白色 PVC 塑鋼型材門窗， 封閉嚴密，冷熱風滲透率低，保溫性能良好。 北、東、西、南向窗墻比均小于規(guī)范限值 。 14 冷熱負荷估算 經(jīng)初步估算本工程設計冷負荷指標約為 100W/m2，設計熱負荷指標約為50W/m2，按照 教學行政用房 平方米面積 計，同時使用系數(shù)定為 ，則合 計 夏季設計總冷負荷 5577kW， 生活熱水設計制熱量為 505 kW,即設計總熱負荷為 3293 kW。 生活熱水 南方氣候是濕度大，氣溫高，一年四季幾乎天天洗澡，其中采用熱水洗澡天數(shù)占全年 80%以上。冬季是熱水需求量高峰期。所以生活熱水是南方人的生活必須。 現(xiàn)行的熱水供應采用的是燃氣熱水器，燃煤鍋爐、燃油鍋爐、電鍋爐、太陽能 +電。顯然前四種為不可再生能源，且大多伴有廢氣、廢物排放。而后一種在熱水需求高峰的冬季，太陽能的供應卻處于低谷。而太陽能－地源熱泵復合型技術利用了溫度幾乎不變的地熱源，是最優(yōu)的可再生的南方地區(qū)熱水供應能源。在廣西采用地源熱泵制熱水，能效比一般可達 以上，人均配電功率只需 2530w。現(xiàn)行健學院供應 5328人的熱水，地源熱泵的配電功率僅為 136kw。 冷熱負荷估算依據(jù) （ 1）全年的熱水供應高峰期在整個冬季。 （ 2）制冷高峰期在夏季。 （ 3）取暖高峰期在冬季的小段時間。 15 根據(jù)規(guī)范，南寧地區(qū)的空調室外計算參數(shù)如下： 年平均溫度 ℃ 冬季空調室外計算干球溫度 5℃ 冬季通風室外計算干球溫度 13℃ 冬季空調室外計算相對濕度 75% 夏季空調室外計算干球溫度 ℃ 夏季通風室外計算干球溫度 32℃ 夏季空調室外計算濕球溫度 ℃ 本項目建筑物的室內設計參數(shù)初步定為： 夏季 室內設計溫度為 2527℃，室內相對濕度小于 60%； 冬季室內設計溫度為 1820℃，室內相對濕度不做要求。 經(jīng)初步估算本工程設計冷負荷指標約為 100W/m2，設計熱負荷指標約為50W/m2，按照 61968平方米面積計，同時使用系數(shù)定為 ，則合計 夏季設計總冷負荷 5577kW， 冬季設計 采暖 總熱負荷 2788 kW；供應 5328人生活熱水，每人每天供應 50℃的 熱水 40公斤，即每天供應熱水 213噸。則在制冷量為 5577 kW，在制熱工況下需提供的熱量為 3293 kW。 16 . 供熱供冷系統(tǒng) 根據(jù)建筑物的使用性 質，為合理利用能源，降低能耗，減少環(huán)境污染， 本建筑供冷供熱系統(tǒng)初步?jīng)Q定采用地源熱泵空調機組作為中央空調及熱水系統(tǒng)的冷熱源。 地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點 （ 1） 屬可再生能源利用技術 水源熱泵系統(tǒng)是利用地球表面淺層的無限可再生地熱資源（通常小于400 米深）作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)。 （ 2）屬經(jīng)濟有效的節(jié)能技術 地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，這種溫度特性使得水源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)運行效率平均要高 40%，因此可節(jié)能和節(jié)省運行費用 40%左右。另外，由于地能溫度相對恒定 ，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。 （ 3）環(huán)境效益顯著 地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，可減少 40％以上，與電供暖相比，可減少 70％以上，如果結合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內，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地，且不用遠距離輸送熱量。 17 （ 4）一機多用，應用范圍廣 地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統(tǒng)；可應用于賓館、商場、辦公樓、學校 等建筑。 . 機組特性 地源熱泵機組具有以下特性： ① 機組使用壽命長，均在 15年以上； ② 機組緊湊、節(jié)省空間； ③ 維護費用低，運行費用僅為傳統(tǒng)空調的 50— 60%； ④自動控制程度高，可無人值守。 淺層地熱方案的論述 太陽能－ 地源熱泵 復合型 系統(tǒng)的確定 就地源熱泵 的 運行方式而言，地源熱泵系統(tǒng)分為兩種，一種為 水源 式 開路 系統(tǒng)，另一種為 土壤埋管 式 閉路 系統(tǒng) 。水源 式系統(tǒng)是 利用 地下水 的高效換熱，地下水 直接進入機組 ； 而 土壤埋管 式系統(tǒng) 則是 通過 土壤 換熱器小溫差換熱的方式運行將熱量傳遞給熱泵機組。 水源 式系 統(tǒng) 一般是通過 地下水的 循環(huán)使 熱量得到充分利用，但 必須依賴充足可靠的地下水源，否則，有可能破壞地下水的蓄藏或地層結構，造成地面沉降、回灌井堵塞等問題，而且 地下水的品質直接影響到水源熱泵機組的壽命； 土壤埋管 式系統(tǒng) 的埋 18 地換熱器只從地下取熱或散熱，不取地下水，沒有地下水位下降、地面沉降等問題，是真正的綠色環(huán)保能源利用方式。土壤埋管 式系統(tǒng) 又分垂直 U型埋管、水平埋管、螺紋盤管等。水平埋管施工簡單、埋管施工費用少，但占地面積大，對于城市用地日趨緊張、土地價格不斷上漲來說不合適；螺紋盤管的管路造價高，占地面積也較大。 同時將太 陽能集熱器做為熱泵的蒸發(fā)器，大大提高太陽能的吸熱效率，機組的蒸發(fā)溫度提高，使得熱泵壓縮機的耗電量減少，節(jié)省運行費用，有別于國外以太陽能集熱方式輔助地源熱泵和太陽能儲熱罐熱泵，克服其效率低、體積龐大等弱點。 百色 XX 學院 的土質屬于富水土壤，地下水位高，垂直 U 型埋管可充分利用地下水滲流的對流傳熱特性，獲得高的換熱效果。 針對以上系統(tǒng)特點，同時綜合考慮造價因素 、生態(tài)利用淺層地熱能 ，決定本工程 項目 選用 垂直 U 型埋管 的太陽能－ 地 源熱泵 復合型 系統(tǒng)形式。 機組系統(tǒng) 本項目采用的技術是廣西大學依靠自己的技術力 量開發(fā)的 的太陽能－地 源熱泵 復合型 系統(tǒng)應用技術，主要包括熱泵機組、暖通空調、系統(tǒng)優(yōu)化設計、 深井鉆探技術、 自動化 監(jiān)控管理 等技術。關鍵技術是適合亞熱帶資源條件的土壤換熱器設計 及其與 太陽能集熱器的最佳匹配， 以及系統(tǒng)的科學集成。擁有富水土壤換熱器垂直淺埋管技術、自然能源優(yōu)化互補利用技術、夏季工況熱量多級分流技術、自動控制等多項自主創(chuàng)新技術。 該項技術經(jīng)過多年的理論與實踐探索，依據(jù)南方土壤和氣候實際， 形成了一套由 太陽能集熱器、 土壤換熱器、熱泵機組、冷卻塔、控制系統(tǒng)等 19 科學集成的工程系統(tǒng)技術。 不需抽取地下水，系統(tǒng)可因地制宜 設計，避免了冬季過度取熱引起系統(tǒng)效率下降或夏季排熱負荷大易形成干燥土壤等種種弊端。 熱泵應用技術方面擁有 2 項實用新型專利：“太陽能 地源熱泵空調熱水設備”（專利號： ）；“多用途節(jié)能型熱泵孵化機”（專利號 ： ）；申請了 1 項發(fā)明專利 “多功能地源熱泵烘干設備”（申請?zhí)?： ）。 目前已實施了近二十項工程，最早投入運行時間為 20xx 年，幾年的運行效果表明，該項技術實施的系統(tǒng)節(jié)能顯著、安全可靠，環(huán)保性好。真正體現(xiàn)了可再生能源良性的、生態(tài)的合理 利用。 項目技術特點及優(yōu)勢 （ 1）充分利用南方富水土壤的傳熱優(yōu)勢，換熱效率高 根據(jù)南方亞熱帶地區(qū)土壤特性：地下水位高，土壤含水量豐富、液相對流傳熱起重要作用等，提出相應的土壤換熱器設計理論和方法，實施土壤換熱器垂直 U型管的淺埋方式。經(jīng)實際運行測試表明：富水土壤垂直 U 型管的換熱器采用淺埋方式行之有效，在埋管深度比常規(guī)大大減少的情況下（約減少 50%），仍獲得換熱效率明顯高于我國北方地區(qū)在干性土壤實施工程的效果（見附件 19 產(chǎn)品質量檢測報告，附件 22查新報告）。范例工程 —— 南寧市三中的地源熱泵系統(tǒng)，在 埋管深度＜ 32 米時，獲得＞ 60w/m的換熱量；地源熱泵機組制熱水工況的性能系數(shù)＞ ，系統(tǒng)制熱性能系數(shù)達 。制熱水與電鍋爐比節(jié)能 70%以上。因此，根據(jù)該項目技術的優(yōu)勢，項目產(chǎn)品的主要覆蓋范圍為南方亞熱帶地區(qū)，并可依靠廣西的區(qū)位優(yōu)勢擴展到東南亞一帶。 （ 2）充分利用南方暖氣候優(yōu)勢，自然能源互補利用 南方常年需要生活熱水，本項目技術充分利用亞熱帶地區(qū)暖氣候優(yōu)勢，系統(tǒng)熱源側采用垂直 20 管淺埋方式的土壤換熱器并靈活組合冷卻塔、太陽能集熱器等，制熱工況采用土壤熱源與空氣熱源間歇或互補運行方式。我國南方尤其是亞熱帶 地區(qū)，淺層土壤溫度約 20℃左右（接近環(huán)境年平均溫度），而南方氣候一年中約有一半以上天數(shù)的環(huán)境溫度高于 20℃，冬季又有一半以上天數(shù)的環(huán)境溫度高于12℃，南方暖氣候為土壤熱源和空氣熱源互補利用提供了得天獨厚的條件。當環(huán)境溫度低于 12℃時，系統(tǒng)的低溫熱源以土壤熱源為主；環(huán)境溫度在1220℃時，系統(tǒng)的低溫熱源綜合利用土壤熱源和空氣熱源；環(huán)境溫度高于20℃時，系統(tǒng)的低溫熱源以空氣熱源為主。這樣既使熱泵機組始終保持高能效比，又保證了地表淺層熱能的合理利用。避免了國內一些地源熱泵系統(tǒng)由于過度取熱，運行一段時間后出現(xiàn)效率 下降的問題。 （ 3）空調工況熱量多級分流，能源利用率高 南方夏季冷負荷大，制冷所需的埋地盤管長度要遠大于加熱所需的盤管長度。本技術采取熱量多級分流技術方案，將制冷產(chǎn)生的熱量用于制熱水、向土壤和冷卻塔散熱，空調工況制熱水不耗能，大大提高了能源利用率，并減少了制冷所需的埋地盤管長度，降低了系統(tǒng)的投資成本。 同時將太陽能集熱器做為熱泵的蒸發(fā)器，大大提高太陽能的吸熱效率，機組的蒸發(fā)溫度提高，使得熱泵壓縮機的耗電量減少，節(jié)省運行費用；在夏季夜間運行時還可以作為輔助散熱設備，減少了夏季向地下的排熱量，使地溫在數(shù)年內保持 穩(wěn)定，以保證機組在高效率下運行。 （ 4）工程投資成本低 由于富水土壤