刁乃仁：建筑节能的“开源者”

12月19日，被称为“拯救地球”的联合国哥本哈根气候大会在一场场“口水战”之后终于落下帷幕。在利益各方为一己之私互不让步时，中国以“到 2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40%-45% ”的减排承诺再次赢得了世界各国的尊重。

打仗靠武器，减排靠的是技术创新。自2000年开始从事地源热泵空调技术研发以来，山东建筑大学热能工程学院院长刁乃仁就和建筑节能减排“捆绑”在了一起。12月17日，记者见到刁乃仁时，他刚从北川回来不久，地源热泵空调技术将应用到北川新县城的标志建筑——鲁川宾馆。

“使水往高处流要用水泵，将热量从低温提升到高温就要靠热泵。”刁乃仁说，“普通家用冷、热两用空调利用的是空气热源，夏天向室外排热量，冬天从室外取热量，被称为空气源热泵空调；地源热泵空调则是利用土壤、地下水或地表水做热源。”

近年来，家用空调因安装方便，初投资少，得到了迅速普及。可有的人不到“忍无可忍”，绝不舍得打开空调。 追其究竟，不是觉得空调太金贵，而是舍不得“电钱”。刁乃仁告诉记者，在我省，同样一台空调，冬天比夏天更费电。因为在北方地区，夏天室外空气温度35度，温度相差10度；冬天室外空气温度-5度，温差为30度。冬天温差是夏天的3倍，这就大大增加了空调的能耗。

中国人自古便用冬暖夏凉的地窖来储菜，地源热泵空调技术的原理同出一辙。刁乃仁说，“地源热泵空调将形成环路的U 型管埋入地下，通过管内闭式循环水提取土壤的热量，或将热量释放给土壤，冬取夏蓄，把大地变成一个蓄能器。由于地下深处地温冬天比气温高，夏天比气温低，将其作为热源或冷源，温度变化不大，能够提高空调的能效。”据测算，济南地区的住宅，采用地源热泵空调技术后，每平方米建筑面积在一个采暖季的供暖费用在10元左右，可以节约取暖费1/3以上，夏季空调的电耗也大大减少。

地源热泵空调系统由用户端、热泵机组和地下换热器组成。“我们这么多年主要做的就是如何合理设计地下部分，怎样高效利用该技术。”从我国首批应用地埋管地源热泵空调系统的山东建筑大学学术报告厅开始，到济南奥体中心体育场、济南园博园主展馆，再到济南越秀园小区等民用住宅的推广，刁乃仁带领的地源热泵研究所研发的地埋管地源热泵空调技术已成功应用到 300 多项建筑工程中，由此每年节约能源折合标准煤约4万吨，减排二氧化碳 10 万吨，节约建筑供热空调运行费用3200 万元。这些推广应用成果也使该技术荣获2009年国家科技进步二等奖。

尽管技术上比较成熟了，但刁乃仁并不主张任意推广，用他的话说，这并不是哪儿用都合适的，要算算经济账，也要算算是不是真的节能。要考虑有没有足够的空间来钻孔埋管，有没有足够的钱来承担比较多的先期投入，更重要的是有没有匹配的排热量和取热量，使一年中地下冷热量达到基本平衡。

“要想节能，除了开源、节流，还可以从行为上节能。” 在建筑节能领域，刁乃仁所做的工作是“开源增效”，实现能源利用率的最大化，“节流”是提高建筑物本身的保温性能。而行为节能与每一个人密切相关，节能的潜力是非常大的。他举例说，很少会出现家里没人却开着空调、电暖气的现象，“长明灯”、“长流水”也比较少见，因为这个费用是由个人支付的。但是按面积收费的集中供暖用户，即使家里热得受不了，也很少有人会把暖气关掉，人们更愿意选择开窗户，这就造成了能源的浪费。因此，作为“分户计量”的拥趸者，刁乃仁在济南越秀园小区工程中，给每家每户都设计了一个热泵空调主机，让居民可以自己调节空调的使用时间和温度水平，实现“我的室温，我做主”。