2.2　不同建筑气候区浅层地热能特征及利用

浅层地热能具有分布广泛、可持续利用的优势。由浅层地热能的定义可知，资源主要分布在地表浅层一定深度（＜200m）的岩土体和流体中，包括各种岩石和松散堆积层、地表、地下水体以及各类空隙的空气中，可以认为在地表浅层岩土体中普遍存在。气温场的周期性变化与地温场相对稳定形成的温差时刻存在，因人类利用而形成的地温场瞬间变化可以在使用间歇自然恢复，因此这种资源是可再生的。

浅层地热能无固定形态。边界随各种地质因素而变化，即影响浅层地热能资源形成的变量多且比较复杂。浅层地热能资源分布与地质、气象、高程地形地貌以及水体紧密相关，分布具有显著的区域性特征，而在一定范围内具有稳定性。地下热能和年均气温即太阳能是浅层地热能资源情况的主导控制条件。

恒温带（常温层）是反映一个地区浅层地热能特征的重要指标 ^[3] ，受深部的热流强度、地层导热性能、外部气候环境、地下水径流等多种因素综合影响。据中国地质调查局组织开展的“全国省会城市浅层地热能调查评价”的成果显示，浅层地温场常温层的埋深在全国范围内呈东南低，西北、东北地区高的特征 ^[2] ，这主要是受气候影响较大，越寒冷的地区常温层埋深越大，基岩热导率、地下水等因素的影响相对次之。常温层的温度变化特征与全国年平均气温变化趋势基本一致。总体上比当地年平均气温高约2.5℃。地下水、断裂构造、基岩起伏等因素对此也有一定程度的影响。我国200m深度以内增温带的地温梯度分布、变化特征与地热场总体地温梯度变化较为一致，华北地区、东北地区高，南方地区、西北地区低，主要受大地热流条件的控制，地下水动力条件、基岩热导率、断裂存在等因素也有影响。

2.2.1　不同建筑气候区供暖制冷需求

建筑的设计、供暖制冷需求与气候的关系十分密切。我国曾在20世纪50年代就开展了建筑气候区划的研究，根据不同区域建筑气候的相似性和差异性开展了建筑气候区划，以此为建筑设计提供相关参数。我国划分为7个建筑气候区（1级区划）和5个热工分区，见表2-1。

结合当前节能减排工作的需要，如何在不同建筑气候区因地制宜、精准选择、科学利用当地浅层地热能资源，将对改善环境功能和使用条件，提高建筑的经济、社会、生态环境效益起到重要的作用。

当前，我国集中供暖主要分布在严寒、寒冷和部分夏热冬冷地区，具体分界线为秦岭—陇海线，包括：北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、吉林省、黑龙江省、江苏省（主要是徐州地区）、山东省、河南省（部分地级市）、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区等16个省、市、自治区。从北方城镇供暖能耗强度来看，黑龙江、内蒙古、吉林排前三位，供暖能耗强度为标准煤20～21kg/m ² 。河南、山东供暖能耗强度最低，约为11kg/m ² ；北京、天津供暖能耗强度约为13.5kg/m ^{2 [5-6]} 。

夏热冬冷地区的范围，大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东，大体上可以说是长江中下游地区。该地区包括上海市、重庆市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部，四川、贵州二省东半部，江苏、河南二省南半部，福建省北半部，陕西、甘肃二省南端，广东、广西二省区北端，亦即涉及16个省、市、自治区。该地区面积约为180万平方千米，居住的城乡人口约为5.5亿，国内生产总值约占全国的48%。可见，该地区是我国人口密集、经济文化较为发达的地区，夏季炎热，冬季潮湿寒冷。过去由于经济和社会的影响，一般居住建筑没有采暖空调设施，居住建筑的设计对保温隔热问题不够重视，冬夏季建筑室内热环境舒适度比较差。随着这一地区的经济发展和人民生活水平快速提高及极端天气的出现，居民普遍自行安装采暖空调设备 ^[7] 。

如何有效解决夏热冬冷地区冬季供暖？这一问题受到社会广泛关注，各地政府、企业以及专家学者们都在积极推动和着力解决这一问题。夏热冬冷地区供暖具有采暖期短、负荷小、波动大等特点，如果都实现集中供暖，将面临巨大的能源消耗，因此分散式供暖方式将是经济、操作性强的解决办法。而浅层地热能的就地取材、运行稳定灵活、冬夏双用等优势将在解决该区域的供暖制冷问题等方面发挥重要作用。

2.2.2　不同建筑气候区浅层地热能特征及开发利用现状

据调查，我国东部的平原盆地及富水性较好的地区，如呼和浩特、石家庄、济南、郑州、南昌、昆明、成都等地相对适合地下水地源热泵系统的应用。而地下水资源相对匮乏的西宁、兰州、哈尔滨、长春、合肥、长沙等地不适宜采用地下水地源热泵系统。北京市、上海市的地下水管理政策限制了地下水地源热泵的利用。地埋管地源热泵系统的适宜性主要是由地质条件、地层岩性及结构造成的施工难度和经济性而决定的，因此，除了西宁市、拉萨市基本不适宜外，地埋管地源热泵系统在大多数城市中都具有较好的适宜性 ^[8] 。下面将按不同建筑气候区分别介绍主要城市的浅层地热能特征及应用情况。

1.严寒地区

从建筑气候分区来看，严寒地区主要覆盖了黑龙江、吉林、内蒙古和辽宁的北部，以及我国西北地区的部分城市，其中：

哈尔滨地区冻土最大埋深为2.1m，恒温带埋深为35～50m，平均温度为7.5℃。恒温带上覆变温带，其厚度不仅为气候所控制，亦受地貌单元和水文地质条件影响。变温带埋深为0～35m，温度为-5～12℃。恒温带下为增温带，温度随深度的增加而增高，地温梯度平均值为3.3℃/（100m） ^[9] 。

长春市变温带一般在20m左右，局部受气候、断裂和地表冷水影响，深度可达30～50m。恒温带位置处于20～30m，平均温度为9.58℃。30m以下为增温带，接近或恢复到正常地热梯度状况 ^[10] 。

呼和浩特市冻土层厚度为1.4～1.6m。深度为35～40m，地层平均温度为9～11℃，50m深度处地层平均温度为9.6～12.0℃，100m深度处地层平均温度为11.5～13.5℃，150m深度处地层平均温度为12.7～15.0℃。呼和浩特市200m以浅地层的地温梯度值为1.0～4.0℃/（100m）。由北向南地层的地温梯度显示由低到高的变化规律。山前地带基岩埋深较浅，上覆地层颗粒粗，地下水径流较强烈，地温梯度低，一般小于2℃/（100m）；大黑河平原区地层颗粒细，地下水径流缓慢，地温梯度明显较高，一般大于2℃/（100m） ^[11] 。

乌鲁木齐市恒温带埋深为20～30m，恒温带以上岩土体温度主要随季节和地表环境温度变化，与埋深关系不明显。资料显示乌鲁木齐市浅层岩土体温度为9～14℃ ^[12] 。

银川市200m以内地温梯度为1.5～4℃/（100m），恒温层在30m左右，温度为11～13℃。高地温带呈NNE向展布于银川市区中部，形态分布与该区重要隐伏活动断裂走向基本一致 ^[13] 。

从开发利用情况来看，严寒地区浅层地热能开发利用目前主要集中在吉林省。据不完全统计，截至2015年年底，吉林省浅层地热能地埋管及地下水式的开发利用供暖制冷面积达350万平方米，包括长春市、吉林市等12个地级市及部分县 ^[14] 。

2.寒冷地区

寒冷地区主要覆盖了北京、天津、河北、山西、山东、河南、陕西、甘肃和青海的部分地区，其中：

北京平原区20～300m内地温梯度为2.4～20.5℃/（100m），平均地温梯度为7.2℃/（100m）。由于平原区发育着一系列深大断裂，为地下热流提供了良好的通道，加之基底岩石导热系数高于松散层内岩土体导热系数，从而使浅部地温梯度高于深部地温梯度，在垂直方向上，地温梯度在浅部较高，但随着深度的增加梯度则以极其缓慢的速度逐渐降低，北京平原区地温梯度等值线走向以北东向和北西向带状分布，地温展布与主要隐伏活动断裂的延伸方向基本一致 ^[15] 。根据北京市浅层地热能调查评价成果，北京平原区浅层地热换热孔的传热系数一般为3.5～4.5W/（m·℃）。

天津市宁河—宝坻断裂以北大部分为山区，该区域浅层地热梯度普遍较低，约为2.0℃/（100m）。宁河—宝坻断裂以南为广大平原区，表层0～30m为变温带，30m深度为地温恒温带，温度基本稳定在13.5℃。天津市全市地温梯度为2～6.31℃/（100m） ^[16] 。

关中盆地地温场在垂直方向上总体随深度增加地温升高，但不同深度地温变化不同。关中盆地近地表（20m）地温场除秦岭山前个别断裂直接导通地表，致使该地段温度较高，一般情况下正常地温为15℃左右。但在秦岭山前的东大地区、骊山、宝鸡温水沟地区由于断裂直接导通地表，这些区域的地温值均大于17℃。盆地恒温带在地下15～20m，地温为15～17℃，在20～25m以下为增温带，100m处地温为16.5～21.9℃，西安凹陷、蒲城凸起等地温较高，宝鸡凸起、咸礼凸起等地地温较低。关中盆地地温梯度总体呈中部高、东西低。从构造单元来看固市凹陷、西安凹陷、蒲城凸起、岩溶区断裂附近以及断裂汇合区域、秦岭山前的东西汤峪以及东大地区地温梯度相对较大，一般大于3℃/（100m），汤峪、临潼、蒲城等地都在5℃/（100m）以上，长安区东大附近地温梯度最高可达到13.7℃/（100m）；宝鸡凸起、咸礼凸起、临蓝凸起以及渭北岩溶区地温梯度相对较低，一般不大于3℃/（100m）；浅部平均地温梯度为3.15℃/（100m）。关中盆地浅层大地热流平均值为46.22mW/m ^{2 [17]} 。

西安市浅层地温场分布形态呈北东、北西走向，与该区重要断裂带走向基本一致，区域地温场分布与构造吻合。西安市恒温带深度为20～30m，恒温带温度为15～17℃。深200m左右地温为17.6～23.4℃，平均地温梯度为2.7～5.07℃/（100m）。西安市地表热流值为15.77～107.33mW/m ² ，平均地表热流值为55.81mW/m ² ，较高的热流值显示岩石圈相对较薄且存在断裂；受构造断裂影响，区内形成了西北部、中部和东南部三个地温梯度高值区 ^[18] 。

河南省冲积平原型城市恒温带深度一般为15～27m，温度一般为15.5～17.5℃。山前冲洪积倾斜平原型城市恒温带深度一般为20～27m，温度一般为15.5～17.5℃。内陆河谷盆地型城市恒温带深度一般为27～29m，温度一般为15.5～17.21℃。河南省地温梯度分布受热储层结构和断裂构造的控制，近山前地带基岩埋深较浅，上覆地层颗粒粗，地下水径流较强烈，地温梯度低，一般为1.5～2.5℃/（100m）；沿深大断裂带和构造隆（凸）起区，地温梯度高，济源—商丘断裂的新乡—延津段地温梯度达到3.5～4.8℃/（100m），内黄凸起、通许凸起地温梯度高达3.5℃/（100m）以上 ^[19] 。

郑州市多年平均气温为14℃，恒温带深度为20～50m，恒温带温度为16℃左右。郑州市东北郊黄庄一带200m以上的地温增温率只有1～2℃/（100m），而西郊的地温增温率为2～3℃/（100m），西南部三李一带地温较高，属地热异常区，浅层地下温度达30～40℃ ^[20] 。

开封凹陷区地温分布存在差异，高地温分布区恰好位于基底构造较发育的开封县城和兰考县城附近，全区地温梯度为2.50～3.68℃/（100m），平均值为3.09℃/（100m） ^[21] 。

徐州市规划区恒温带埋深为20～30m，恒温带温度为16.6～17.1℃，恒温带温度比徐州年平均气温略高2.6～3.1℃。变温带与气温呈现高度一致性，即1月最低，平均地温为0.4℃，从1月到7月逐渐升高，7月最高，平均地温为27.1℃，7月到12月呈现逐渐降低的趋势，年平均温差为26.7℃。从地表往下温度逐渐降低，地温梯度为2.0～2.3℃/（100m）。规划区20m埋深深度的地温普遍低于19℃，温度范围基本为17.0～19.0℃，其中西部区域地温高于17.5℃，中东部绝大部分区域地温低于17.5℃。总体而言，规划区20m深度地温平面分布规律大致是西高东低。导热系数为1.34～2.81W/（m·℃） ^[22] 。

从开发利用情况来看，寒冷地区浅层地热能开发利用主要集中在京津冀、陕西、甘肃等地。

以北京市为例，截至2018年年底，北京市浅层地热能建筑应用面积达到5097万平方米。其浅层地热能资源开发利用项目以公共建筑为主，建筑类型包括办公楼、商业建筑、工业厂房、教学楼、居民建筑、旅馆酒店、医疗卫生建筑以及文化与体育建筑等，其中办公和商业建筑、居民建筑以及教育建筑所占比例较大。地源热泵项目规模不等，1万～10万平方米的建筑居多，利用规模较大的可达上百万平方米。

天津市第一个浅层地热能开发利用工程项目于2000年建成。经过多年的发展，浅层地热能开发利用工程数量和利用面积均有大幅度增加。据统计，截至2010年，天津市的地源热泵项目数量达到174个，建筑应用面积约为294.79万平方米。其中地埋管地源热泵项目132个，占总数量的75.86%，利用面积为174.87万平方米；地下水地源热泵项目42个，占总数量的24.14%，利用面积111.5万平方米。在地下水地源热泵项目中，开采方式主要为对井采灌、多井采灌，并以回灌量确定开采量。应用项目的类型主要包括企事业单位办公楼、学校、医院、住宅小区、商场、展馆、宾馆、饭店以及车站、高速公路服务区等，系统末端主要为风机盘管、地板采暖等。

河北省浅层地热能开发的工程主要集中在石家庄和保定，邢台、承德、张家口的工程数量次之。根据调查，到2010年年底，河北省地源热泵应用建筑面积约为920万平方米。其中石家庄、保定、邢台、邯郸、廊坊、衡水、沧州、张家口、承德和秦皇岛10个城市的应用面积约占河北省总的应用面积的一半，约为490万平方米。据不完全统计，截至2010年年底，这10个重点城市地源热泵利用工程约为202个，其中地下水式利用工程为159个，地埋管式利用工程为43个 ^[23] 。

陕西省具有丰富的浅层地热能资源，自2006年以来先后在关中、陕南和陕北地区开发利用浅层地热能的单位已经有150余家，浅层地热能的开发利用面积已达1153万平方米 ^[24] 。

甘肃省各主要城市已建成的地源热泵系统项目有64个，主要集中在张掖市、酒泉市、天水市、合作市及平凉市5个城市，均为地下水地源热泵，总建筑面积约为176.8万平方米。目前各主要城市热泵工程大多以供暖为主，个别酒店、宾馆为供暖和制冷同时进行 ^[25] 。

3.夏热冬冷地区

夏热冬冷地区主要覆盖了长江中下游地区，其中：

上海市变温带总体位于19m以浅，恒温带基本位于19～36m，不同地区恒温带温度略有差异，平均地温约为18.3℃；36m以下为增温带，增温率为3.08℃/（100m） ^[26] 。

杭州市恒温层顶板埋深为10～17m，大部分地区为10～12m。三墩镇西北部恒温层顶板埋深较深，达到17m。杭州市恒温层厚度范围为9～21m，在乔司镇—省军区乔司农场—白杨街道—杭州经济技术开发区一带厚度较薄。其他大部分地区都大于17m。杭州市恒温层温度为18.2～20℃，平均值为19.14℃，在西兴街道、闲林镇附近较高，而东南部较低。温度分布基本与断层走向一致，在西兴街道附近最高，认为地下存在热源，通过断层疏导，使得该区域温度较高。杭州市地温梯度为1.22～3.85℃/（100m），平均为2.47℃/（100m） ^[27] 。

江苏地温分布不均一，以郯庐断裂为界，东侧高于西侧，东侧地温大于2.5℃/（100m），热流值大于60mW/m ² 。西侧地温梯度为2.36℃/（100m），热流值为45.5mW/m ² 。南京市恒温带深度约为20m，温度为17.4～18.2℃ ^[28] 。

合肥市地层主要为侏罗系、白垩系、古近系、新近系中细砂岩、粉砂岩和第四系，第四系厚度一般小于25m。恒温带温度为17.0～18.5℃，恒温带深度为10～20m，厚度为5～10m。增温带增温率为2.5～3.1℃/（100m） ^[29] 。

夏热冬冷地区浅层地热能开发利用主要集中在上海、杭州和南京等城市，其中：

上海市自20世纪60年代开始直接利用浅层地热能为棉纺厂生产车间供暖、降温。1989年在闵行经济技术开发区建成了第一个利用地源热泵开发利用浅层地热能的项目，开启了国内浅层地热能利用的时代。21世纪初，浅层地热能在住宅、办公楼等项目中陆续推广使用，世博会的成功应用，掀起了浅层地热能利用发展的热潮。截至2015年年底，浅层地热能开发利用项目超过800个，建筑应用面积约为1000万平方米。按项目分布地区情况进行统计，上海市周边城区项目数量占总量的79%，中心城区占21%。从项目数量来看，居住建筑、公共建筑、工业建筑、农业建筑等类型的建筑均有应用。其中居住建筑类项目数量最多，占总数量的50%；其次为公共建筑类项目，占总数的41.2%。浅层地热应用项目换热方式有地埋管、地表水、地下水3种，以竖直地埋管为主，项目数量占比高达98% ^[30] 。

据统计，截至2012年，杭州已有地源热泵项目73个，建筑应用总面积455.6万平方米。其中地埋管地源热泵项目68个，地下水地源热泵项目5个。单个项目利用面积最小的为中国计量学院地源热泵实验室，空调面积为64平方米，最大的为杭州新火车东站，建筑面积为32万平方米。在杭州市区浅层地热能开发利用建筑类型中，别墅类项目最多，共33个，总面积为222.73万平方米；其次为住宅小区，共11个，总面积为101.56万平方米；其他建筑29个，总面积为131.27万平方米 ^[31] 。

南京自2009年被列为全国首批可再生能源建筑应用示范城市以来，浅层地热能的开发利用发展迅速，开发应用领域覆盖了公共建筑、商业广场及一般民用住宅等。据统计，南京浅层地热能应用面积每年均以40万平方米的速度在增长，截至2013年9月，已有141处浅层地热能开发利用工程，应用面积已经超过600万平方米。141个开发利用工程项目中，公共建筑90个，居住建筑51个，公共建筑占的比例为64%，接近2/3，多为学校、医院、展厅、酒店等建筑类型。开发利用工程项目中，地埋管地源热泵系统项目有135个，地表水地源热泵系统项目有6个，地埋管地源热泵系统占比高达95.7% ^[32] 。

4.夏热冬暖地区

夏热冬暖地区主要覆盖海南、台湾全境，福建南部，广东、广西大部，以及云南西南部和元江河谷地区，建筑主要是有制冷需求，无供暖需求，其中：

福州地区恒温带深度大概为20m，厚度为45～50m，恒温带增温率为1～3℃/（100m），恒温带的温度为22～23.5℃ ^[33] 。

长沙地区恒温带深度一般为20m左右，温度为19～20℃。长沙位于中国南方低温梯度的低值区—湘中—桂中—鄂西渝东—川东北地区，地温梯度明显低于中国南方地区地温梯度平均值[2.41℃/（100m）]，钻孔地温梯度数据中，最小值为0.69℃/（100m），最大值为1.98℃/（100m），平均值为1.40℃/（100m） ^[34] 。

南昌市恒温带顶部埋深为9～28m，平均温度为19.13～19.50℃，比该地区平均气温高1.38～1.75℃，增温带地温梯度为2～4℃/（100m） ^[35] 。

重庆地区0～10m为变温带，100m以浅地温梯度为0.7～1.5℃/（50m）。在渝北区的北部、沙坪坝区的西部地温梯度值较低，大渡口区南部、巴南区西部地温梯度值较大，这是由于地表盖层分布的岩土体岩性差异、地层裂缝、地下水等综合因素的影响。重庆主城区钻孔初始平均温度随地质结构、地貌条件不同而有所差异，监测值为17.79～21.27℃，平均值为19.83℃；测试孔平均导热系数为1.93～3.1W/（m·℃），平均值为2.62W/（m·℃），总体上适宜浅层地热能的开发利用 ^[36] 。

贵阳市恒温带深度为25～35m，恒温带温度为15.0～16.0℃，地热增温率为1.7～2.3℃/（100m） ^[37] 。

南宁市总体地温场有以下特征：从垂直方向上看，恒温带深度为15～20m，其温度与水文地质条件密切相关，大体分为三个区，即在邕江冲积河成阶地具双层结构的松散岩类孔隙水分布区，恒温带的温度平均约为24.24℃；在新近系坡残积层或新近系基岩裸露区，平均为24.0℃；在南东部的碳酸盐岩溶水分布区，因岩石导热系数较高，加上岩溶较发育，地下水丰富，地下水循环交替快，且没有盖层的存在，恒温带温度最低，为23.7℃；第三系盆地内地温梯度最低为3.08℃/（100m），最高达4.63℃/（100m），碳酸盐岩分布区因地下水丰富，且无盖层，存在地温梯度小于0.5℃/（100m）。南宁市地温场的空间分布与工作区内地温岩性分布、构造条件、水文地质条件、泥岩保温盖层的空间展布关系密切 ^[38] 。

夏热冬暖地区浅层地热能开发利用在贵阳、重庆等地区有少量项目，其中：

贵阳市浅层地热能勘查、开发工作起步较晚，目前共建设了5个热泵工程，且均为地下水水源热泵工程，其中仅有2个地热空调系统投入运行 ^[39] 。

截至2016年年底，重庆市共建成浅层地热能开发利用项目40余个，建筑应用面积约为515万平方米 ^[40] 。

2.2.3　不同地区浅层地热能供给能力

中国地质调查局开展的全国浅层地热能调查评价工作显示，我国336个地级以上城市浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨，大部分土地面积适宜利用浅层地热能，可实现供暖制冷面积326亿平方米。京津冀（13个地级以上城市年可开采量折合标准煤0.92亿吨）与长三角（26个地级以上城市年可开采量折合标准煤1.4亿吨）等地区资源条件较好，资源丰度高于全国平均水平，可基本满足区域建筑物供暖制冷需要。中东部共143个地级以上城市，年可开采量折合标准煤4.6亿吨，可实现供暖制冷面积210亿平方米。其中，京津冀13个地级以上城市可实现夏季制冷面积约为35亿平方米，冬季供暖面积约为29亿平方米。长三角26个地级以上城市可实现夏季制冷面积约为39.4亿平方米，冬季供暖面积约为52.1亿平方米。

我国31个省会城市规划区范围内，超过60%的面积不适宜开发利用地下水地源热泵系统，而超过80%的面积适宜或较适宜利用地埋管地源热泵系统，因此从地质条件的适宜性角度考虑，加之受地下水资源保护相关政策的限制，地埋管地源热泵系统将是今后浅层地热能开发利用的主要方式。

浅层地热能资源的分布受不同地质构造及气候环境影响，各地区可开采资源量有较大差异。而在我国各种气候环境下，不同建筑在供暖和制冷方面的需求也不相同。由此，提出一个重要的问题：实际应用中不同地区利用浅层地热能究竟能解决多少建筑的供暖和制冷问题（以地埋管地源热泵系统研究为例）。

区域调查评价工作已基本摸清了地级以上城市的资源“家底”，进行了适宜性的划分（区域浅层地热能评价体系和方法将在后续章节介绍），为政府相关部门的管理及规划工作提供了有力的技术支撑。而大比例尺的区域规划工作和工程项目实施可行性研究阶段需要进一步了解相对更准确的资源潜力，因此在全国资源勘查评价工作的基础上，提出“浅层地热能单位供给率”的概念，即单位地表面积的浅层地热能资源可供给的建筑制冷/供暖面积。其计算公式如下：

式中， η _c 为浅层地热能制冷单位供给率，%； η _h 为浅层地热能供暖单位供给率，%； Q _c 为建筑制冷设计负荷指标，W/m ² ； Q _h 为建筑供暖设计负荷指标，W/m ² ； q _c 为单位地表面积浅层地热能制冷换热功率，W/m ² ； q _h 为单位地表面积浅层地热能供暖换热功率，W/m ² ；EER为地源热泵系统制冷能效比；COP为地源热泵系统供暖能效比； W _c 为夏季工况地埋管换热器延米换热量，W/m； W _h 为冬季工况地埋管换热器延米换热量，W/m； L 为地埋管深度，m； S 为群孔布设时，单个地埋孔占地面积，m ² 。

地埋管延米换热量 W _c 和 W _h 可以通过现场热响应试验结果计算取得或查找相似地区的参考值。单个地埋管占地面积 S ，可按相关标准推荐的孔间距4～6m计算；系统EER和COP参照《可再生能源建筑应用工程评价标准》（GB/T 50801—2013）规定值。

利用不同地区浅层地热能单位供给率的数值，可以方便得到有限地埋管布孔面积可解决的建筑供暖或制冷面积，或者既有的建筑面积供暖或制冷所需的地埋管布孔面积。如浅层地热能制冷单位供给率为1.5，则1m ² 的地埋管布孔面积可解决1.5m ² 的建筑制冷需求。

本节案例计算，按常用的5m×5m间距计算，即单个地埋孔占地面积为25m ² ；EER和COP取标准中的3级（最低）值，分别为3.0和2.6。选择典型代表城市计算得到浅层地热能单位供给率，见表2-2。

不同气候区、不同城镇、不同类型的建筑功能、围护结构、使用方式等不同，因而设计冷、热负荷值不同。一般与民用建筑比较，公共建筑具有功能多样、空间大、人员密集且流通性大等特点，负荷指标确定范围较大。因此，表2-2中根据相关资料估算得到不同地区建筑冷、热负荷指标作为参考。计算时所用到的浅层地热能勘查评价参数为收集到该地区的平均值或范围值 ^[41-42] 。

从表2-2中的数据可以看出，在我国华北、华中地区绝大多数城市及西南部分城市，主要集中在第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅴ建筑气候区，浅层地热能单位供给率综合数值较高，适宜浅层地热能开发利用。而西北、华南、东北等地区部分城市（第Ⅰ、第Ⅳ、第Ⅵ、第Ⅶ建筑气候区），浅层地热能单位供给率单季或综合数值较低，在满足建筑用能需求时，应根据区域条件考虑应用。

在民用节能建筑供暖设计指标选取时，根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 26—2018）及《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736—2012）相关参数计算，我国绝大部分北方供暖城市的民用节能建筑的供暖设计负荷标准为30.65～43.19W/m ² 。在做相关计算时可以参考表2-3。

为了方便工程使用，将不同地埋管深度、延米换热量和不同建筑负荷，制作成浅层地热能供暖/制冷单位供给率参考表，以供查阅，见表2-4至表2-19。