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1、 北京市海淀区闵庄路3号 清华科技园 玉泉慧谷1栋2层 电话： 010真：01088857469 ： 绿色建筑已经成为人类社会发展的必然趋势。本文对采用土壤源热泵系统的建筑物的绿色水平进行了分析，指出土壤源热泵系统是一种节能、环保、高效的能源利用技术，是一种典型的绿色生态建筑技术，具有广泛的开发及应用前景。 关键词： 绿色建筑 评价体系 土壤源热泵系统 窑洞 1 引言 人类的建筑3从最初的遮风避雨和抵御恶劣自然环境的掩蔽所到今天四季如春的智能化建筑，人们在营造百年大计并享受现代文明的同时，也带来了人类与自然的隔离及建筑活动对环境的影响与破坏。发展是人类永恒的主题，“可持续发展”也已经成为 21
2、 世纪的主旋律，从而揭开了人类文明发展的新篇章，带来了人类社会各领域各层次的变革，而在建筑学中，我国传统的生态建筑1，如“黄土窑洞”的穴居形式，“构木为巢”的巢居形式在注重环保、节能的今天又再一次回到人们的视野。建筑业作为一个古老的行业要实现可持续发展，必须走“绿色建筑”之路。 2 绿色建筑 义 所谓绿色建筑1就是指人类建筑与生态环境协调发展的建筑样式，也称生态建筑、可持续建筑、与环境共生建筑等，是一个比较复杂的概念，它源于6可持续发展理论，其基本内涵即指在建筑选址、设计、施工、运行管理、废弃的全工程中，充分利用自然资源，在不影响环境基本生态平衡的前提下又能满足人类安全、健康、效率、舒适地居住
3、，达到建筑与人和环境的和谐统一。 我国传统的生态建筑4，像西北地区的“窑洞”利用了黄土所特有的物理特性，因地制宜，就地取材，并利用了地层本身的储热蓄冷作用，达到了冬暖夏凉的效果，可称作绿色建筑的典范。 色建筑的指导思想 绿色建筑的指导思想是在设计时必须要体现并符合人类的可持续发展的要求，即为可持续发展原则在建筑设计上具体体现和形象代名词。具体来讲体现在以下几个方面1： （1）建筑与自然的共生：即要求保持环境、利用环境、防御自然。 （2）应用减轻环境负荷的建筑节能技术。 （3）循环再生型的建筑生涯、循环利用始终贯穿整个建筑生涯。 （4）创造健康、舒适的室内环境。包括健康持久的生活环境，优良的空气
4、质量等。 （5）使建筑融入历史和地域的人文环境。 色建筑的评价方法 随着“绿色建筑”这个概念日益深入人心，对绿色建筑的评价是对环境认识的一种全新的概念，因此如何评价绿色建筑也成为一个焦点。近年来，许多国家发展了各自的绿色建筑标准和评估体系。目前，有如下一些评价方法：将生命周期评价（4作为绿色建筑的量化工具；美国的环境评估工程（法国的一种在设计阶段评价环境运作的评价方法外还有英国的些关于建筑物的环境性能的评价方法，近年来在以发达国家为中心的区域得到迅速普及，对各国在城市建设中提倡“绿色”概念，引导建造者注重绿色和可持续发展起了重要作用。 而以上诸多的评价方法，均是评价建筑物在使用周期内对环境造成
5、的负荷的角度评价建筑环境，把影响建筑环境的概念不同的众多评价项目并列设置，且并没有明确划定评价对象的边界。而如果仅仅以此作为立足点来推进评价行为，就必然会导致研究陷入停滞甚至退缩的阶段，且对环境问题积极向上的意识将会越来越淡薄。 论及到人类的可持续性发展问题，由于环境污染和能源危机已经成为全人类必须面对的且要加以解决的重大课题，所以当从对地球环境影响的观点来评价建筑物的综合环境性能时，必须兼顾“消减环境负荷”和“蓄积优良建 筑资产”两个方面，二者均是关系到人类可持续发展的至关重要的问题，因此从可持续发展观点改进原有环境性能的评价体系 形成了，它明确划定了建筑物环境效率的评价边界。 价体系 20
6、03 年 7 月日本可持续建筑协会开发出了用于新建建筑的评价工具，即“建筑物综合环境性能评价体系（ff 简称 ，它提出了以用地边界和建筑最高点之间的假想封闭空间作为建筑物环境评价的封闭体系，一次假想边界为限的空间是建筑相关人员可以控制的空间，而边界之外的空间是公共空间，几乎不能控制。 在环境容量5的封闭系统概念下，“建筑物的外部环境负荷”可定义为“对假想封闭空间外部公共区域的负面环境影响”，“改善假想封闭空间内部环境的质量和性能”则可看成为“对假想封闭空间内部建筑使用者生活舒适性的改善”。 由于引入了生态效率（概念，进而提出建筑物环境效率（定义，且以它作为： （1） Q(建筑物环境质量与性能；
7、 L（建筑物外部的环境负荷。 个领域： （1） 能量消费 （2) 资源再利用(3）当地环境(e 4）室内 环境(对这四个领域中评价项目的具体内容进行整理重组：分子:室内环境、Q 2：服务性能、Q 3：室外环境（建筑用地内）3 个评价子项目；：能源、L 2:资源与材料、L 3：建筑用地外环境 3 个评价子项目。0 个，分别从环境、能源、水资源、材料与资源、室内环境质量等各个方面概括了影响建筑物环境效率的所有因素。 其分类和组合如下图所示： 北京市海淀区闵庄路3号 清华科技园 玉泉慧谷1栋2层 电话： 010真：01088857469 、1 3 L 2 理 土壤源热泵系统是利用地下常温土壤温度相对
8、稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置，它不需要任何的人工资源，冬季从土壤中取热，向建筑物供暖，夏季向土壤排热为建筑物制冷。实际上1是指将传统的空调器的冷凝器或蒸发器延伸至地下，使其与浅层岩土进行热交换，或是通过中间介质（如不冻液）作为热载体，并使中间介质在封闭环路中通过浅层岩土中循环流动，从而实现利用低温位浅层地能对建筑物内供暖或制冷的一种节能、环保型的新能源利用技术，它被称为“21 世纪的绿色空调技术”。 根据地源热泵系统与环境的作用关系的不同，可以将其分为闭式和开式两种形式。闭式对环境的影响主要是通过交换热能互相影响；而开式需要提取地下水或地表水，与环境内
9、部发生一部分物质交换，所以对环境的影响比较大，在应用该系统的时候先需要对周边环境在系统的作用下进行环境评估，衡量是是否适合该系统的应用。已有的研究表明，开式系统对环境的影响比较大，在使用时受到很多局限性，而且该技术本身对环境的要求也比较高。比如要有充足的地下水且有良好的回灌地层或者位于江、河、湖畔。相反，闭式系统以其良好的环保作用而受到广泛的应用，并受到国际地源热泵协会（推荐。闭式循环系统在封闭的管路充填传热介质，一般为防冻液，以避免冬季出现的结冰现象，并通过与周围土体发生热交换而达到制冷或供热的目的。 统所具有的优点 (1) 节能。地表或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气
10、温度高，夏季比环境温度低，是很好的热泵冷、热源。 北京市海淀区闵庄路3号 清华科技园 玉泉慧谷1栋2层 电话： 010真：01088857469 (2) 利用可再生能源，缓解能源危机。土壤源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于 400m 深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。 (3) 对环境的污染减少。土壤源热泵对环境的污染大大减少，污染物的排放，与空气源热泵相比，相当于减少了 40以上。 (4) 室内舒适性程度高1。土壤源热泵系统降低了停、开机的频率和空气过热和过冷的峰值。(5) 多功能。土壤源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用。 (6) 自动运行。土壤源热泵机组紧凑
11、、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。 采用了土壤源热泵系统的建筑的绿色水平等级进行分析 从可持续发展的角度来看，我们需要对应用土壤源热泵系统的建筑进行绿色水平的评价，从而衡量出该系统在建筑技术中的应用是否符合绿色理念。 由于 色建筑评价体系提出了以 为综合评价建筑物“绿色”程度的定量指标，这对于澄清绿色建筑的实质，全面评价建筑的环境品质和对资源、能源的消耗及对环境的影响，具有积极的指导作用。因此，采用定量评价采用土壤源热泵系统的建筑物的绿色程度，得出土壤源热泵系统的应用对于推动绿色建筑的发展起到一定的作用。 在公式（1）中，分子、分母各自包括三个方面的内容，根据以上分析的土壤源热泵系统的优
12、点，并和传统空调系统中的较优的风冷热泵系统相比,采用用土壤源热泵系统的建筑物在室内温度得到相同的变化的情况下， 分子为土壤源热泵系统的室内舒适性程度高，因此，Q 1(室内环境)提高；由于系统运行稳定，自动化程度高，则Q 2(服务性能)也较高；装置运行几乎没有污染，也不占用地面面积，具有良好的环保作用，也就是说建筑用地内室外环境Q 3较好。 同时，分母壤源热泵系统具有明显的节能效果，所以在能源使用方面，L 1大大减少；该系统由于采用的是地热能，属于可再生能源利用技术，土壤源热泵系统的虽初投资较高，且增加了地下埋管的投资，但是同时省去了冷却塔的费用。综合来说，L 2（资源与材料）的使用略高于空气源
13、热泵；土壤源热泵中污染物的排放，与空气源热泵相比，相当于减少了 40以上，且属自含式系统，制冷剂泄漏机率大为减少，具有显著的环境效益，夏季排热，冬季排冷，可作为蓄能供另一季度使用，不影响到室外，而风冷热泵夏季排热，冬季排冷都排到了室外，总的来说L 3对建筑用地外环境的负面影响也相对减少。 在 价体系中，采用 标来评价建筑物的绿色水平等级，其 的物理意义就是原点（0，0）与评价结果坐标点（L，Q）连线的斜率。其中，Q 越大，L 越小，斜率 就越大，也就说明建筑物的绿色（可持续性）水平越高。 综上所述，采用了土壤源热泵系统的建筑与采用传统空调系统的建筑进行比较可以看出，Q 增大，且 L 明显减少，
14、所以，前者的绿色水平等级也就越高，也就说明，土壤源热泵系统确是一种绿色建筑技术，全面符合绿色建筑的设计理念。 4 土壤源热泵系统与绿色建筑 一栋典型的生命周期 50 年的办公建筑，其能源消费约占消费的 34%1。因此，如何在建筑热舒适性条件得到改善的情况下把建筑能耗量减少，减轻对大气环境的污染，成了我们需要解决问题的核心，在发达国家中，供热和空调的能耗已达到社会总能耗的 2530。怎样用最少的耗能创造出最佳的环境效益，是绿色建筑对暖通空调的要求，绿色空调已成为时代发展的趋势。 我国传统的“黄土窑洞”是一种典型的绿色建筑形式。窑洞民居是一种向地下争取居住空间的掩土建筑或地下建筑。黄土窑洞由于它的围护结构是原状土，热能散失最小，保温，隔热性能好，所以冬暖夏凉，是天然的节能建筑。有测试表明，窑
