地源熱泵在首義文化園景觀工程中的運(yùn)用

胡長(zhǎng)君

（湖北省武漢市花木公司，湖北 武漢 430000）

1 引言

近年來(lái)，隨著大規(guī)模城市建設(shè)的全面展開(kāi)，園林景觀建設(shè)得到快速發(fā)展。園林景觀設(shè)計(jì)能否達(dá)到實(shí)用、低碳、經(jīng)濟(jì)、美觀的效果，在很大程度上取決于景觀的施工工藝，特別是“新材料、新工藝、新技術(shù)”在園林景觀中的運(yùn)用。以首義文化園景觀工程為例，分析了地源熱泵在園林景觀建設(shè)中的運(yùn)用。這種地?zé)嵫b置，目前在武漢還是首次在室外園林造景中使用。

2 地源熱泵技術(shù)

地源熱泵技術(shù)，通俗地講，地源熱泵技術(shù)是利用地下淺層土壤或地下水溫度的相對(duì)穩(wěn)定特性，通過(guò)深埋于建筑物周?chē)墓苈废到y(tǒng)或地下水，采用地源熱泵主機(jī)，冬季向十八星旗花壇的地暖埋管提供30～40℃的熱源水，且溫度可調(diào)；夏季可向園區(qū)內(nèi)部分建筑提供7～12℃的冷水，以提供冷量。可有效地操縱“冬暖夏涼”的地溫資源（圖1）。

圖1 地源熱泵原理（冬季制熱）

3 地源熱泵在首義文化園景觀工程中的應(yīng)用

3.1 “十八星旗”花壇熱源負(fù)荷要求

首義文化園位于武昌區(qū)閱馬場(chǎng)，北臨黃鶴樓，西臨湖北劇院，是武漢辛亥革命100周年紀(jì)念主場(chǎng)所，榮獲武漢市園林綠化優(yōu)質(zhì)工程、湖北省園林綠化優(yōu)質(zhì)工程和中國(guó)風(fēng)景園林學(xué)會(huì)優(yōu)秀工程獎(jiǎng)的金獎(jiǎng)。其中“十八星旗”花壇以新品種草花為新材料，采用地源熱泵新技術(shù)和水景噴泉新工藝，確保四季鮮花常開(kāi)不謝。用花卉配置的“十八星旗”花壇，以色彩體現(xiàn)國(guó)共兩黨在合作時(shí)期的水乳交融，位于首義廣場(chǎng)中心廣場(chǎng)綠化區(qū)，中心花壇面積約1520m2。為了保障花壇一年四季鮮花常開(kāi)，光照、溫度及濕度是必不可少的決定因素。采用地源熱泵為中心花壇地暖采暖，以滿足花壇土壤溫度要求，需要的熱源負(fù)荷約為182kW。

3.2 “十八星旗”花壇的地源熱泵技術(shù)

3.2.1 地源熱泵的技術(shù)指標(biāo)要求

圖2 地源熱泵的平面施工圖

熱源方面采用垂直鉆孔埋管的方式，垂直埋管區(qū)域位于湖北劇場(chǎng)北側(cè)建筑圍墻以內(nèi)根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告和相關(guān)資料計(jì)算土壤換熱器熱干擾半徑為4m左右，鉆孔間距為4m×4m，共鉆孔156個(gè)，孔徑φ130，鉆孔深度為30m，單位取熱量為40w／m（圖2）。

3.2.2 地源熱泵的施工工藝

施工前準(zhǔn)備→地埋管連接→鉆孔→下管→灌漿封井→管道沖洗→試壓→安裝水平地埋管換熱器

3.2.3 地源熱泵的施工技術(shù)難點(diǎn)

由于是開(kāi)放式花壇（圖3），因此很難控制地表面溫度，只能提高土壤溫度，在鮮花根部形成一定的低溫空間（略高于環(huán)境溫度），考慮到花壇開(kāi)通地?zé)嵯到y(tǒng)后溫度向四周損失，而重點(diǎn)把溫度向上成梯度散失（向地下熱傳遞相對(duì)低于向上熱傳遞，但還是存在一定的熱損）。因此采用在花卉底部覆土層下60cm處埋設(shè)PE－RT或PB管，成U型分組盤(pán)繞，管內(nèi)提供35℃左右的熱水循環(huán)流動(dòng)（低于30℃對(duì)花卉的生長(zhǎng)影響不大）。同時(shí)在花壇四周采用保溫隔熱材料在花壇內(nèi)壁附著，這樣一來(lái)，隨之而來(lái)溫度的不斷釋放，在離地面15cm處能適當(dāng)形成一定的氣流層，該溫度將略高于環(huán)境溫度，能對(duì)花卉的盛開(kāi)起到一定的促進(jìn)作用。系統(tǒng)中須預(yù)留好排水工作，防止因冬季如下雨或下雪，融化后會(huì)消耗大量熱量。地埋管方面，埋管材料采用高密度聚乙烯管（HDPE100）DN100水平埋管匯總管采用成品聚氨脂保溫管直埋敷設(shè)，埋深為形成路面下1.8m。

圖3 十八星旗水景花壇竣工實(shí)景

4 結(jié)語(yǔ)

地源熱泵新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括節(jié)能高效、綠色環(huán)保、穩(wěn)定可靠、節(jié)水省地、靈活安全、維護(hù)簡(jiǎn)單。

但地源熱泵在室外園林造景中的仍有不足之處，地源熱泵目前在室外園林造景中處于興起階段，有許多技術(shù)尚屬空白，需要進(jìn)行大量實(shí)踐性研究，特別是面對(duì)2008年罕見(jiàn)的雪災(zāi)等惡劣自然條件的應(yīng)急措施。地源熱泵應(yīng)用在室外園林造景中很少，專業(yè)的施工隊(duì)伍和技術(shù)力量資源不充足。施工前期投入成本較高，特別是為解決復(fù)雜地層中鉆孔和安管時(shí)可能遇到的困難，應(yīng)不斷地改進(jìn)施工技術(shù)、研制先進(jìn)的施工設(shè)備，降低成本，為地源熱泵技術(shù)在園林工程中的進(jìn)一步推廣使用創(chuàng)造條件。