谷歌公司的灣景工作園區(qū)即將打造北美地區(qū)最大的地源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用辦公樓周圍地下的熱量來給辦公樓供暖和制冷，不再需要使用化石燃料。
距谷歌山景總部不遠(yuǎn)，舊金山灣附近美國航天局的土地上，谷歌新的灣景園區(qū)的建筑工地上，起重機(jī)將管道舉起再插入地下80英尺（約24米）深的鉆孔里。這一步，將使三個新的辦公大樓在沒有化石燃料的情況下自主供暖及制冷——與幾乎所有的使用大量能源來供暖和制冷的既有辦公樓不同。
該系統(tǒng)采用地源熱泵，依靠地下華氏65度（約18攝氏度）的穩(wěn)定溫度來吸收和排放熱量。建筑物內(nèi)多余的熱量也可以被送入地下存儲，在需要的時候再提取出來。
與谷歌公司合作設(shè)計的工程公司——Integral集團(tuán)負(fù)責(zé)人Eric Solrain說：“在冬天，當(dāng)建筑物需要供暖時，是從地下吸收熱量，在夏季，為建筑物制冷時，我們把熱量排入地下，為地層增溫。”
據(jù)悉，這是園區(qū)整體設(shè)計的一部分，目標(biāo)是獲得LEED白金認(rèn)證，這是建筑可持續(xù)性評分系統(tǒng)中的最高水平（LEEDTM評估體系由五大方面，若干指標(biāo)構(gòu)成其技術(shù)框架，主要從可持續(xù)建筑場址、水資源利用、建筑節(jié)能與大氣、資源與材料、室內(nèi)空氣質(zhì)量幾個方面對建筑進(jìn)行綜合考察、評判其對環(huán)境的影響，并根據(jù)每個方面的指標(biāo)進(jìn)行打分，總分是110分，根據(jù)得分成績分為四個認(rèn)證等級：一、認(rèn)證級 40 - 49；二、銀級 50 - 59 ；三、金級 60 - 79 ；四、鉑金級 80以上）。在室外，20英畝（約合80938平方米）的公共空間將種植花草樹木。同時，下雨天帶來的雨水也將被收集和應(yīng)用，可循環(huán)利用于附近的池塘（材料將經(jīng)過“谷歌健康材料規(guī)范”的審查）。能夠百分之百自然采光的窗戶，采用了預(yù)防鳥兒撞到玻璃的模式。窗戶在晚上還可以自動變暗，以減少光污染。和其他谷歌園區(qū)一樣，園區(qū)的電力來源也是可再生能源。通過使用熱泵，谷歌公司將進(jìn)一步減少其碳排放。
如果沒有熱泵，這些建筑將用天然氣供暖，而熱泵則完全替代了天然氣供暖。盡管地層溫度在華氏65度（18攝氏度）左右徘徊，但因為熱泵能提取土壤中大量存在的這部分熱量，因此仍然能使建筑內(nèi)暖和。而在夏天，傳統(tǒng)方式的建筑制冷中會使用冷卻塔，同時需要大量的水來散熱。而利用熱泵，可以為建筑提供95%的制冷量，而冷卻塔僅用于一年中最熱5%的那些日子。因此，熱泵可以節(jié)省大量的飲用水，每年將節(jié)省大約800萬加侖（約合30320立方米），這在日漸干旱并且環(huán)境越來越惡略的地區(qū)顯得尤其必要。
“對我們來說，下一個面臨的挑戰(zhàn)是水資源的匱乏，”谷歌房地產(chǎn)和工廠建設(shè)項目主管Asim Tahir說，他領(lǐng)導(dǎo)著谷歌辦公設(shè)施的建筑系統(tǒng)設(shè)計和能源戰(zhàn)略。“我們必須規(guī)劃和設(shè)計好我們的項目。”
近幾年來，谷歌一直考慮在其辦公建筑中使用熱泵。2010年，在其主園區(qū)安裝了一套小型熱泵系統(tǒng)為廚房提供熱水。但到目前為止，該公司還沒有在項目中用過大型的熱泵系統(tǒng)。在投入使用的園區(qū)中，因為土地面積受限的原因，地源熱泵系統(tǒng)需要在應(yīng)用區(qū)域的其他空地上才能鉆孔埋管，因此導(dǎo)致安裝價格昂貴。而新園區(qū)則不存在這個問題，因為新建建筑需要打地樁，由于結(jié)構(gòu)的原因，這些建筑需要4000個長地樁，需要占用很大的面積，因此地埋管區(qū)域也足夠大了，安裝地源熱泵的成本問題才得以有效解決。
Tahir說:“在傳統(tǒng)設(shè)計中，每個功能通常是單獨來規(guī)劃和設(shè)計的，而在這里，我們鼓勵設(shè)計團(tuán)隊物盡其用，甚至一物多用。如果每個物品只用其一種功能，那就可能錯過其他潛能。正因為這種想法，使我們將地?zé)崮軕?yīng)用和建筑樁基結(jié)合為一體。”
在施工中，工人選取了這些建筑4000多個地樁中的2500個鉆孔，采用可塑性混凝土填充和鋪埋換熱管，使其成為“能源樁”。之所以沒有選取全部4000個地樁，是因為如果它們太靠近，地下會過熱或過冷，從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。
這套地源熱泵系統(tǒng)還帶來了其他好處。普通建筑物在外界過熱或過冷時，一般只采用室內(nèi)循環(huán)——如果處理從外面引進(jìn)來的新鮮空氣，會增加能耗。而采用地源熱泵系統(tǒng)，則很好的解決了這個問題，因為能效高，處理從外界進(jìn)來的冷或熱的新鮮空氣，仍然綽綽有余，因此有效的改善了建筑室內(nèi)的空氣質(zhì)量。
盡管歐洲很多建筑物也使用了地源熱泵系統(tǒng)，但谷歌的這套地源熱泵系統(tǒng)在北美來說是規(guī)模最大的，管道總長度達(dá)69英里（約合111.09千米）。目前，谷歌公司將分享這一經(jīng)驗給其他潛在用戶，并計劃推廣其中的一些獨到方法。
Tahir說:“這一項目的亮點和挑戰(zhàn)是，一旦建筑投入使用，我們就只能通過運(yùn)行的數(shù)據(jù)和效果才能看到它了，現(xiàn)在的施工階段，埋管和打樁等活動都在同步進(jìn)行，也只有這時候你才能看到系統(tǒng)的下半部分。一旦填平地基，它就看不到了”。
（編譯：中國地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 鄭帆）
責(zé)編：lj
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