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地?zé)峁┡洪_啟城市更新新時代

全球積極應(yīng)對氣候變化、大力推動綠色低碳發(fā)展的大背景下,能源領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新成為了關(guān)鍵。傳統(tǒng)能源的大量使用帶來了諸如環(huán)境污染、碳排放增加等一系列問題,促使人們將目光投向更加清潔、可持續(xù)的能源形式。其中,地?zé)峁┡?/a>作為一種極具潛力的供暖方式,正逐漸嶄露頭角,引領(lǐng)著城市更新建設(shè)邁向新的時代。


一、地?zé)峁┡?/a>的原理與技術(shù)

地球內(nèi)部蘊含著巨大的能量,地?zé)崮?/a>便是其中的一種表現(xiàn)形式。地?zé)?/a>供暖主要通過兩種技術(shù)來實現(xiàn)對這一能源的利用:淺層地?zé)崮?/a>技術(shù)中深層地?zé)崮?/a>技術(shù)。


淺層地?zé)崮?/a>技術(shù)利用的是地表以下一定深度范圍內(nèi)(通常為 200 米以內(nèi))的巖土體、地下水地表水所蘊含的熱能。通過地源熱泵系統(tǒng),在冬季,熱泵淺層低溫熱源中吸收熱量,經(jīng)過電能驅(qū)動的壓縮機壓縮升溫后,將熱量釋放到室內(nèi),實現(xiàn)供暖;而在夏季,則反向運行,將室內(nèi)熱量轉(zhuǎn)移到淺層低溫熱源中,達到制冷的目的。這種技術(shù)具有適用范圍廣、技術(shù)成熟等優(yōu)點,能夠在公共建筑、住宅以及工業(yè)建筑中廣泛應(yīng)用,并且隨著技術(shù)的發(fā)展,正不斷從城鎮(zhèn)向農(nóng)村地區(qū)拓展。


中深層地?zé)崮?/a>技術(shù)則主要針對地下更深層次(一般大于 200 米)的地?zé)豳Y源。其方式有兩種,一種是通過抽取地下熱水,直接用于供暖,熱水在完成供暖任務(wù)后,再通過回灌技術(shù)將其重新注入地下,實現(xiàn) “同層等量回灌、取熱不耗水”,這種方式能夠有效保護地下水資源,減少對環(huán)境的影響;另一種是 “無干擾井下?lián)Q熱取熱不取水” 技術(shù),通過在井下安裝高效換熱器,將地?zé)崮?/a>傳遞到地面,進而為建筑物供暖,該技術(shù)避免了對地下水的抽取和回灌過程,進一步降低了對地質(zhì)環(huán)境的潛在影響,并且隨著成井工藝、井下高效換熱等關(guān)鍵技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化,正逐步走向商業(yè)化開發(fā)利用。


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二、地?zé)?/a>供暖的優(yōu)勢

(一)高效節(jié)能

地?zé)峁┡到y(tǒng)相較于傳統(tǒng)的供暖方式,在能源利用效率上具有顯著優(yōu)勢。傳統(tǒng)的對流供暖方式,如暖氣片供暖,熱量在傳遞過程中容易受到空氣對流的影響,造成大量熱量損失,且熱量分布不均勻,往往天花板處溫度高,地面溫度低,導(dǎo)致相當(dāng)一部分熱量浪費在無人活動的空間。而地?zé)峁┡?/a>采用地面輻射的方式,熱量集中在人體活動的高度范圍內(nèi),室內(nèi)地表溫度均勻,室溫由下而上逐漸遞減,符合人體的生理需求,能夠讓人們在較低的室內(nèi)溫度下也能感受到舒適的溫暖,從而降低了供暖能耗。同時,地熱能本身屬于可再生能源,其儲量豐富,源源不斷地為供暖系統(tǒng)提供能量,減少了對傳統(tǒng)化石能源的依賴,進一步提高了能源利用的可持續(xù)性。


(二)舒適健康

從人體舒適度角度來看,地?zé)峁┡?/a>為人們帶來了更為舒適的體驗。俗話說 “腳暖全身暖”,因為心臟離腳和手的距離最遠,冬季人體最先感覺到寒冷的部分就是手腳。地?zé)?/a>供暖使得腳部溫度適宜,給人以腳溫頭涼的良好感覺,這種溫度梯次分布符合人體對溫度的生理需求,有助于改善血液循環(huán),促進新陳代謝,對人體健康十分有益。而且,地?zé)?/a>供暖不易造成污濁空氣對流,室內(nèi)空氣潔凈,避免了傳統(tǒng)空調(diào)采暖方式中空氣對流速度加快導(dǎo)致的灰塵漂移、細菌傳播以及空氣干燥等問題,營造了一個更加健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境,因此被稱為 “綠色采暖”。


(三)環(huán)保低碳

在環(huán)保方面,地?zé)峁┡哂型怀龅膬?yōu)勢。它幾乎不產(chǎn)生溫室氣體排放,與傳統(tǒng)的煤炭、天然氣供暖相比,極大地減少了二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放,為緩解全球氣候變化做出了積極貢獻。以一個中等規(guī)模的社區(qū)為例,如果采用地?zé)峁┡娲鷤鹘y(tǒng)供暖方式,每年可減少數(shù)千噸的二氧化碳排放量。同時,地?zé)峁┡谶\行過程中噪音小,不會對周邊環(huán)境造成噪音污染,有利于打造安靜、宜居的社區(qū)環(huán)境。這種環(huán)保低碳的特性,使得地?zé)峁┡蔀閷崿F(xiàn)社區(qū)可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建城市更新的重要支撐。


(四)節(jié)約空間

地?zé)峁┡到y(tǒng)采用地下埋管的方式,室內(nèi)無需安裝暖氣片及其支管,這為室內(nèi)空間的利用帶來了極大的便利。居民可以更加自由地進行裝修和家居布置,增加了房間的實際使用面積,提升了居住的舒適度和空間利用率。對于一些空間有限的小戶型住宅或者對空間布局有特殊要求的商業(yè)建筑而言,地?zé)峁┡倪@一優(yōu)勢顯得尤為突出。


(五)熱穩(wěn)定性好

地面供暖地面層及混凝土層具有較大的蓄熱量,這使得地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖系統(tǒng).html" >供暖系統(tǒng)具有良好的熱穩(wěn)定性。在間歇供暖的條件下,即使供暖系統(tǒng)暫時停止運行,由于地面層和混凝土層儲存的熱量能夠持續(xù)釋放,室內(nèi)溫度也不會出現(xiàn)明顯的波動,依然能夠保持相對穩(wěn)定的溫暖狀態(tài),為居民提供持續(xù)、穩(wěn)定的供暖保障。


(六)使用壽命長

低溫地面供暖中所使用的塑料管材埋入地下后,不結(jié)垢、不腐蝕,且在正常使用情況下無人為破壞,其使用壽命能夠與建筑物同步。相較于傳統(tǒng)的對流供熱系統(tǒng),減少了頻繁的維護和更換費用,降低了長期使用成本,為社區(qū)的長期穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。


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三、地?zé)峁┡苿?a href="http://www.zbqkq.com/t/城市.html" >城市更新轉(zhuǎn)型

(一)減少碳排放,助力實現(xiàn)碳中和目標(biāo)

隨著全球氣候變化問題的關(guān)注度不斷提高,越來越多的國家和地區(qū)制定了碳中和目標(biāo)。社區(qū)作為社會的基本單元,其碳排放的減少對于實現(xiàn)整體碳中和目標(biāo)至關(guān)重要。地?zé)峁┡鳛橐环N低碳甚至零碳的供暖方式,能夠顯著降低社區(qū)的供暖碳排放。以山東省為例,根據(jù)《山東省人民政府關(guān)于加快推進地?zé)崮荛_發(fā)利用的指導(dǎo)意見》,到 2025 年,全省新增地?zé)崮芄┡ㄖ评洌?/a>面積 1000 萬平方米以上,到 2030 年,地?zé)崮芄┡ㄖ评洌?/a>面積達到 1 億平方米以上。通過大規(guī)模推廣地?zé)崮芄┡?/a>,將大幅減少煤炭等傳統(tǒng)能源在供暖領(lǐng)域的使用,從而降低二氧化碳溫室氣體的排放,為山東省乃至全國碳中和目標(biāo)實現(xiàn)貢獻重要力量。在社區(qū)層面,采用地?zé)峁┡?a href="http://www.zbqkq.com/t/城市.html" >城市更新,能夠在供暖環(huán)節(jié)率先實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型,成為踐行碳中和理念的典范。


(二)提升能源利用效率,優(yōu)化社區(qū)能源結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)社區(qū)的能源結(jié)構(gòu)往往以化石能源為主,能源利用效率低下,且對環(huán)境造成較大壓力。地?zé)峁┡囊?,打破了這種單一的能源結(jié)構(gòu)模式。地?zé)崮?/a>作為一種可再生能源,與太陽能、風(fēng)能等其他清潔能源共同構(gòu)成了多元化的社區(qū)能源體系。在一些具備條件的社區(qū),還可以將地?zé)崮?/a>與太陽能、空氣能、工業(yè)余熱、天然氣等進行多能互補,打造 “地熱能 +” 多能互補示范工程。例如,在白天陽光充足時,利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為社區(qū)提供部分電力,同時結(jié)合地?zé)崮芄┡到y(tǒng),根據(jù)實際需求靈活調(diào)整能源供應(yīng),提高能源的綜合利用效率。這種優(yōu)化后的能源結(jié)構(gòu),不僅減少了對單一能源的依賴,增強了社區(qū)能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性,還進一步提升了能源利用效率,降低了能源消耗和成本。


(三)打造宜居環(huán)境,提升社區(qū)生活品質(zhì)

城市更新的建設(shè)不僅僅是為了減少碳排放,更重要的是為居民打造一個宜居的生活環(huán)境。地?zé)峁┡鶐淼氖孢m、健康、環(huán)保等優(yōu)勢,直接提升了社區(qū)居民的生活品質(zhì)。居民在溫暖、舒適、空氣清新的室內(nèi)環(huán)境中生活,減少了因寒冷天氣和供暖問題帶來的不適,身心得到更好的放松。同時,地?zé)峁┡到y(tǒng)運行時的低噪音特點,也為社區(qū)營造了安靜的居住氛圍。此外,城市更新的建設(shè)往往伴隨著綠色建筑、綠化景觀等配套設(shè)施的完善,進一步提升了社區(qū)的整體環(huán)境質(zhì)量,使居民能夠享受到更加優(yōu)質(zhì)、美好的生活。

 

(四)促進產(chǎn)業(yè)融合,帶動社區(qū)經(jīng)濟發(fā)展

地?zé)峁┡陌l(fā)展不僅僅局限于供暖領(lǐng)域,還能夠促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,為社區(qū)經(jīng)濟增長注入新的動力。一方面,地?zé)崮荛_發(fā)利用需要一系列的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、工程施工等產(chǎn)業(yè)支撐,這將帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。例如,在地?zé)豳Y源勘查評價地源熱泵設(shè)備制造、地?zé)峋@探等環(huán)節(jié),都需要專業(yè)的技術(shù)人才和勞動力。另一方面,地熱能還可以與農(nóng)業(yè)、工商業(yè)等產(chǎn)業(yè)進行融合。在農(nóng)業(yè)方面,地?zé)崮芸蓱?yīng)用于蔬菜種植、食用菌生產(chǎn)、家禽孵化育雛等場景,為新型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)提供了新的發(fā)展模式,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。在工商業(yè)方面,地?zé)崮苣軌驖M足果蔬、木材、紙張等物料干燥和處理加工的用能需求,推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展。通過產(chǎn)業(yè)融合,社區(qū)能夠形成更加多元化、富有活力的經(jīng)濟發(fā)展格局,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

 

四、城市更新的實踐案例

(一)山東魯西北地?zé)崮芫C合開發(fā)利用示范基地

山東魯西北地?zé)崮芫C合開發(fā)利用示范基地以濟南、淄博東營、德州、聊城、濱州等市為重點,充分利用當(dāng)?shù)刎S富的地?zé)豳Y源,大力拓展地?zé)崮艿亩嘣獞?yīng)用場景。在這些地區(qū),眾多社區(qū)積極采用地?zé)峁┡到y(tǒng),實現(xiàn)了清潔、高效的供暖。例如,德州市的一些新建社區(qū),從規(guī)劃設(shè)計階段就將地?zé)峁┡{入其中,通過建設(shè)中深層地?zé)崮芄┡?/a>項目,為居民提供了穩(wěn)定、舒適的供暖服務(wù)。同時,這些社區(qū)還結(jié)合太陽能、風(fēng)能清潔能源,打造了多能互補能源供應(yīng)體系,進一步提高了能源利用效率,降低了碳排放。此外,當(dāng)?shù)剡€利用地?zé)崮馨l(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),建設(shè)了一批地?zé)崮軠厥掖笈?/a>,用于蔬菜種植花卉培育,不僅提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,還為社區(qū)居民提供了綠色、新鮮的農(nóng)產(chǎn)品,實現(xiàn)了能源與農(nóng)業(yè)的有機結(jié)合,帶動了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

 

(二)山東魯南地?zé)崮芮鍧嵐┡?/a>示范區(qū)

山東魯南地?zé)崮芮鍧嵐┡?/a>示范區(qū)以棗莊、濟寧、泰安、日照、臨沂、菏澤等市為重點,圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農(nóng)村用能需求,積極推進地?zé)崮茉?a href="http://www.zbqkq.com/t/農(nóng)村.html" >農(nóng)村社區(qū)的應(yīng)用。在該示范區(qū)內(nèi),許多農(nóng)村地區(qū)采用集中式與分布式并舉的方式,大力推廣地源、水源熱泵技術(shù),建設(shè)了一批地?zé)崮芮鍧?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖樣板.html" >供暖樣板社區(qū)和村鎮(zhèn)。例如,臨沂市的某個村莊,通過安裝地源熱泵系統(tǒng),實現(xiàn)了整村的清潔供暖,告別了傳統(tǒng)的燃煤取暖方式,改善了農(nóng)村的空氣質(zhì)量和生活環(huán)境。同時,當(dāng)?shù)剡€利用地?zé)崮馨l(fā)展漁業(yè)養(yǎng)殖,建設(shè)了地?zé)崮莛B(yǎng)魚池,提高了魚類的生長速度和產(chǎn)量,增加了農(nóng)民的收入。這些實踐案例農(nóng)村地區(qū)低碳發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣的新模式,推動了農(nóng)村社區(qū)向低碳、宜居的方向轉(zhuǎn)變。


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五、挑戰(zhàn)與展望

(一)面臨的挑戰(zhàn)

盡管地?zé)峁┡谕苿?a href="http://www.zbqkq.com/t/城市.html" >城市更新建設(shè)方面具有諸多優(yōu)勢,但在實際推廣應(yīng)用過程中仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先,地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/資源.html" >資源的勘查開發(fā)成本較高。要準(zhǔn)確探明地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/資源.html" >資源的分布、儲量和品質(zhì),需要進行大量的地質(zhì)勘查工作,涉及專業(yè)的設(shè)備和技術(shù),這增加了前期的投入成本。其次,地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖項目.html" >供暖項目的建設(shè)需要較大的資金投入,包括地?zé)峋?/a>的鉆探、供暖管網(wǎng)的鋪設(shè)、熱泵設(shè)備的安裝等,對于一些經(jīng)濟實力相對較弱的社區(qū)或企業(yè)來說,可能存在資金壓力。此外,地?zé)峁┡夹g(shù)在不同地區(qū)的適應(yīng)性還需要進一步研究和優(yōu)化。由于各地的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境等存在差異,如何確保地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖系統(tǒng).html" >供暖系統(tǒng)在不同地區(qū)都能穩(wěn)定、高效運行,需要針對性地開展技術(shù)研發(fā)和工程實踐。同時,目前地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖行業(yè).html" >供暖行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還不夠完善,在一定程度上影響了項目的規(guī)范化建設(shè)和市場的健康發(fā)展。


(二)未來發(fā)展展望

盡管面臨挑戰(zhàn),但隨著技術(shù)的不斷進步和政策的大力支持,地?zé)峁┡诔鞘懈陆ㄔO(shè)中的前景依然十分廣闊。在技術(shù)方面,預(yù)計未來將在以下幾個關(guān)鍵領(lǐng)域取得突破:一是地?zé)豳Y源勘查技術(shù)將更加精準(zhǔn)、高效,通過大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)手段,能夠更快速、準(zhǔn)確地確定地?zé)豳Y源的位置和儲量,降低勘查成本;二是地?zé)峁┡到y(tǒng)的效率將進一步提高,新型熱泵技術(shù)、換熱材料和智能控制系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用,將使地?zé)峁┡到y(tǒng)在不同工況下都能保持高效運行,減少能源消耗;三是地?zé)崮芘c其他能源的融合技術(shù)將得到進一步發(fā)展,實現(xiàn)多能互補的智能化管理,提高能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。


政策方面,各國政府和地方部門對清潔能源的重視程度不斷提高,將出臺更多有利于地?zé)峁┡l(fā)展的政策措施。例如,加大對地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖項目.html" >供暖項目的財政補貼力度,降低項目建設(shè)和運營成本;完善相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,為地?zé)?a href="http://www.zbqkq.com/t/供暖行業(yè).html" >供暖行業(yè)的健康發(fā)展提供保障;鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)開展地?zé)峁┡夹g(shù)研發(fā)和創(chuàng)新,推動行業(yè)技術(shù)進步。


隨著社會公眾對環(huán)保和低碳生活的認(rèn)識不斷加深,對地?zé)峁┡?a href="http://www.zbqkq.com/t/清潔能源.html" >清潔能源的接受度和需求也將不斷提高。在未來,越來越多的社區(qū)將積極采用地?zé)峁┡?a href="http://www.zbqkq.com/t/低碳能源.html" >低碳能源技術(shù),打造綠色、低碳、宜居的生活環(huán)境。地?zé)峁┡瘜⒃?a href="http://www.zbqkq.com/t/全球.html" >全球范圍內(nèi)迎來更廣闊的發(fā)展空間,為推動城市更新建設(shè)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)發(fā)揮更為重要的作用,開啟城市更新建設(shè)的新時代。


總之,地?zé)峁┡鳛橐环N清潔、高效、可持續(xù)的供暖方式,具有諸多優(yōu)勢,能夠為城市更新的建設(shè)提供強大的支撐。通過不斷克服發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn),充分發(fā)揮其在減少碳排放、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提升生活品質(zhì)和促進產(chǎn)業(yè)融合等方面的作用,地?zé)峁┡貙⒃谖磥淼某鞘懈陆ㄔO(shè)中大放異彩,引領(lǐng)我們走向一個更加綠色、美好的未來。


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