1.袁刚 2.王洪光
1 身份证号码:21148119870101****
2. 身份证号码:21122419891212****
摘要:近年来,中国坚持可持续发展战略,党中央积极倡导应用清洁能源。地热能作为清洁能源的重要组成部分,在建筑领域得到了广泛应用,在一定程度上解决了传统煤炭来源造成的环境污染问题。但新能源是时代创新的产物,在实际应用过程中或多或少存在隐患,技术要求也比较高。因此,为了提高施工质量,有必要充分了解地热能的可利用性和应用形式,以充分发挥地热能的社会效益和生态效益。
【关键词】地热能;建筑工程;生态节能系统;应用
简介:
随着社会经济的快速发展,人们日常生活和社会经济生产对能源的需求逐渐增加,这不仅给能源的合理分配和高效利用带来巨大挑战,也对生态环境的可持续发展构成严重威胁。这也在一定程度上凸显了节能环保的重要性。建筑业作为我国的支柱产业,目前仍然存在高能耗的问题。此外,近年来,随着我国城市化的深入,建设项目规模逐渐扩大,建筑行业对能源的需求日益增加。如果不尽快采取措施解决能源消耗问题,必然导致我国能源短缺。因此,在新形势下,新能源的研究和利用已成为建筑业实现可持续发展目标的紧迫任务。地热能作为一种新能源,在建筑领域得到了广泛应用,并取得了初步成效,不仅有效提高了工程质量,而且对改善生态环境产生了积极影响。
一、中国的能源形势和建筑行业的能源消耗
(一)中国能源形势
中国虽然地大物博,但资源分布分散,人均占有量太低。此外,随着社会经济的快速发展,各行各业对能源的需求不断增加,导致了我国能源短缺的现状。长期以来,煤炭资源一直是我国社会经济生产的主导物质,在总能耗中占很大比例。此外,这种能源虽然消耗很大,但效率较低,会对环境造成严重污染。从我国储能、配电、运输的情况来看,基本处于稳定状态,但由于各地区经济发展差异的影响,部分地区能源严重短缺[2]。比如东南沿海地区经济发展水平高,对能源的需求大,这也使得该地区的能源储备严重不足。但西北地区经济发展相对落后,能源需求小,能源储备丰富。在这样的发展背景下,为了各地区的均衡发展,国家提出了开发西北资源的战略。然而,与发达国家相比,中国的能源利用率仍然相对落后,只有33%左右,而发达国家的资源利用率可以达到43%。
(二)建筑业能耗
建筑业是我国的支柱产业,在促进国民经济可持续发展和提高人民生活水平方面发挥着重要作用。近年来,随着城市化的深入,建筑业迎来了发展的高峰期。作为主要的能源消费国,其能源需求也在不断上升,甚至达到了社会总能耗的32%左右。根据国民经济发展趋势分析,建筑行业未来仍将处于稳定发展状态,能耗将继续增加。如果不及时采取措施解决建筑资源消耗问题,将对生态环境和社会经济产生巨大的负面影响。
二、地热能的可利用性?
上文提到,我国幅员辽阔、地大物博,资源丰富,其中地下热能资源储备另能够替代8532*109吨的标准煤炭资源,能够直接开发和利用的地热能能够替代256*1010吨标准煤炭资源。另外,现阶段我国已经构成一定规模的地热井高达数千眼,平均出口温度为54℃,在开采和利用方面十分便利。然而,虽然我国地热资源较为丰富,但是相对于发达国家而言在开发和利用方面起步较晚,一直到20世纪70年代左右才展开大规模勘察和开发。众所周知,我国北方地区空气质量相对较差,Pm2.5合格率较低,引起了政府及相关部门的高度重视,因此,建筑企业应积极使用地热能,从而在提高建筑施工质量的同时促进生态环境持续发展。
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三、地热能在建筑生态节能系统中的具体应用?
(一)利用地源热泵系统开采地热?
开采地热能的方式有很多种,其中利用地源热泵系统开采方式最为常见。这种方式不仅操作简便、实用性强,而且能够利用设备处理地热和气温间的不同数值,简单来说就是能够满足冷热变换处理需求。在建筑生态节能系统中应用这种地热能开采方式,可以将地下水加热,并送往建筑工程室内,以此来达到取暖效果,同时也可以将地下水制冷送往室内,从而达到制冷效果。结合以往施工经验以及相关资料分析可以确定,一般在地下30-100m范围内的水资源,温度通常在15℃左右,并且我国大部分地区冬夏温度较为恒定,所以通过地源热泵系统地热能,并对其进行加热和降温处理,能够充分满足建筑工程制冷和供暖需求。现如今,在科学技术推动下,地源热泵系统也得到了进一步优化和完善,其工作原理大致有两种,第一种为开式地缘热泵系统。第二种为地源耦合热泵系统,后者较为适合我国地热资源特点,也是目前建筑工程中应用较为广泛的一种形式[3]。这种系统主要由控制其、热交换器、水循环系统以及主机组组成,其应用优势在于不会污染地下水,不会影响地质结构,不会降低地下水位,并且其消耗仅占常规系统的30%左右,所以在建筑节能系统中值得被大力推广和广泛应用。?
(二)地热水应用到低温地板辐射采暖中?
低温地板采暖技术是新时期背景下建筑供暖工程中的一种新型采暖方式,具有舒适、节能、环保、卫生等多种优势,并且能够节约建筑空间面积,提高室内美观性。现如今被广泛应用到住宅及其他公共建筑中,这种供暖方式满足人体热量需求规律,是一种从脚步到头部逐渐降温的供暖模式,能够充分满足人体舒适需求。结合相关测试验证分析,采用低温地板辐射采暖方式,温度在16℃时,其带给人体的感觉与普通散热器18℃时的感觉一样。而降低2℃,室内计算热负荷也会随之降低,所以这种采暖方式在促进建筑工程节能改革方面发挥重要作用,在建筑供暖工程中采用低温地板辐射采暖方式,大多需要利用交联聚乙烯管沿着地面全部铺设,这种材料稳定性较高,并且具有较高的抗腐蚀效果,同时易弯曲,有利于为建筑施工提供便利。通常情况下,如果热度小于70℃,其使用寿命能够达到50年甚至更长时间。结合以往施工经验总结分析,通常水文在60℃左右最为适宜。如此,我国大多地热资源都可以直接应用到低温地板辐射采暖中。不仅能够节约锅炉等热源设备,还可以降低运行费用,有效提高建筑企业经济效益和社会效益。?
(三)地热水应用到温泉疗养中?
地热水中含有大量稀有矿物质,有益于人体健康,可以作为较好的温泉疗养水。并且地热水含盐量较高,能够起到杀菌作用,在建筑工程施工中,将地热水进行简单处理,可以很好的应用到西域、保健等方面,有利于满足家庭健康需求,提高社会效益[4]。另外,部分地下水中含有超标的铁离子和硫离子,如果长期暴露在空气中会产生难闻一味,并且用于洗衣或洗刷器皿会导致物体变黄。针对这一问问题,需要在系统中加入地热水除铁设备,有效去除地热水中的铁离子。?
结束语:?
综上所述,地热作为一种清洁型能源,已经被广泛应用到建筑行业中,不仅有效提高了建筑工程施工质量,充分满足社会群众生活需求,还能够改善生态环境,缓解能源紧缺现状,有利于促进建筑行业可持续发展。?
参考文献:?
[1]王成福. 我国地热能产业高质量发展模式研究[J].中国地质大学(北京),2020,12(24):132-133?
[2]吉建国,吉径瑶,丁怀青.地热能在建筑生态节能系统中的应用[J].工业技术与职业教育,2019,17(04):4-6.?
[3]孙博.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].科技创新导报,2019,16(26):152-153.?
[4]曾夙.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].山海经,2019,21(15):113.?