地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)中若干問題的討論講稿

當(dāng)前地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)中

若干問題的討論

中國xx研究院當(dāng)前地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)中

若干問題的討論關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件地源熱泵系統(tǒng)的監(jiān)測與監(jiān)管巖土層熱物測試與地埋管設(shè)計計算的若干差異性問題關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.1產(chǎn)生此問題的背景

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建設(shè)部在2006-2007年之際把“地源熱泵系統(tǒng)”列為一種“利用可再生能源”的新技術(shù)，享有“可再生能源利用”的政策補貼

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國土資源部于2008年初,正式提出“淺層地?zé)崮堋钡馁Y源觀點與評價方法

·2007年8月在中國資源綜合利用協(xié)會下面正式成立了“地溫資源綜合利用專業(yè)委員會”---掛靠在國土資源部中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院下面；

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一些雜志社、學(xué)會、協(xié)會的介入、參與、和推動。如：《工程建設(shè)與設(shè)計》編輯部，中國城市經(jīng)濟學(xué)會，中國可再生能源學(xué)會，中國能源研究會地?zé)釋I(yè)委員會，《地源熱泵》編輯部。

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地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)得到了不斷的“政治加溫”。關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.2“淺層地?zé)?溫)能”觀點的代表作

陶慶法胡杰：“淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與對策”；淺層地?zé)崮芸辈樵u價技術(shù)規(guī)范(征求意見第二稿)

韓再生：“淺層地?zé)崮芸辈樵u價技術(shù)規(guī)范編制說明”韓再生：“淺層地?zé)崮芸辈樵u價”關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.3爭論的焦點與核心問題“淺層地?zé)崮堋庇^點認(rèn)為：蘊藏在地下巖土層含水土的恒溫帶(地下20-200m)中熱量與溫度是一種資源，簡稱為“淺層地?zé)崮堋被颉皽\層地溫能”，它是地?zé)豳Y源的一部分，是一種國家資源，應(yīng)由國土資源部系統(tǒng)進(jìn)行勘查、評估、評價、管理、與有計劃地開發(fā)利用；“淺層地?zé)崮堋庇^點認(rèn)為：蘊藏在地下巖土層含水土的恒溫帶中熱能為地源熱泵系統(tǒng)冬季供暖提供了“熱量”、“冷量”與“能源”；關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.3爭論的焦點與核心問題“淺層地?zé)崮堋庇^點認(rèn)為：地源熱泵是一種利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩催M(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)產(chǎn)品?！皽\層地?zé)崮堋庇^點認(rèn)為：淺層地?zé)崮苜Y源評價是地源熱泵工程設(shè)計的基礎(chǔ)，也是區(qū)域淺層地?zé)崮芤?guī)劃、管理的依據(jù)。關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.3爭論的焦點與核心問題“地源熱泵系統(tǒng)”觀點認(rèn)為：地下巖土層含水層是地源熱泵系統(tǒng)運行工作的“熱匯”與“熱源”，地下的溫度是確保地源熱泵系統(tǒng)髙效、穩(wěn)定、可靠、可持續(xù)運行的“環(huán)境參數(shù)”。它的設(shè)計原則是必須保持夏季向地下釋放的冷凝熱與冬季從地下吸取的熱量相等，根本不需要利用地下任何其它熱量，更談不上要利用任何“淺層地?zé)崮堋被颉皽\層地溫能”。地源熱泵從本質(zhì)上、原理上講是一種“廢熱利用”，地下巖土層含水層在地源熱泵系統(tǒng)中僅僅是起到一種“蓄熱層”的作用。“地源熱泵系統(tǒng)”觀點認(rèn)為：地源熱泵系統(tǒng)利用的熱量是自身在夏季向地下排放的冷凝熱，而且在許多工程中，可能還需要采取輔助的工程措施排放多余熱量。關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.4“淺層地?zé)崮堋钡恼`導(dǎo)作用使國土資源部自身誤以為發(fā)現(xiàn)了一種低品位的新的能源資源，它是一種國家資源---故“淺層地?zé)?溫)能”，需要由國土資源部系統(tǒng)從中央到地方，大力進(jìn)行勘查、評價、評估、規(guī)劃、開發(fā)與利用，而不是把工作重點放在地下水資源、地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)、傳熱蓄熱、熱質(zhì)遷移規(guī)律的研究與管理上。關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.4“淺層地?zé)崮堋钡恼`導(dǎo)作用使其他部委及某些地方政府的官員錯誤認(rèn)為，這是一種取之不盡，用之不竭，像太陽能、風(fēng)能那樣的，可再生的、不污染環(huán)境、不用化錢買的“新能源”。三北地區(qū)某些地方政府目前正運用行政手段，向只有單純冬季供熱需求的居民住宅區(qū)大面積推廣“地下水地源熱泵系統(tǒng)”。關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.4“淺層地?zé)崮堋钡恼`導(dǎo)作用使原來就沒有計算全年逐時冷、熱負(fù)荷的不負(fù)責(zé)的設(shè)計單位，有了“借口”，得到了“庇護(hù)”與無形“鼓勵”；而又會使原來認(rèn)真計算全年逐時冷、熱負(fù)荷和采取各種工程措施進(jìn)行全年冷、熱平衡的設(shè)計單位與業(yè)主會漸漸削弱、或放棄原來的科學(xué)設(shè)計方法和精心設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，覺得過去的精心設(shè)計是“白費功夫”，“吃力不討好”。關(guān)于地源熱泵系統(tǒng)的原理---淺層地?zé)崮苷撆c蓄熱層論之爭1.5我們的立場與觀點我們雖然堅決反對“淺層地?zé)崮堋被颉皽\層地溫能”的資源觀點以及由此所制訂定的淺層地?zé)崮艿目辈?、評估、評價方法，但是我們積極主張暖通空調(diào)與水文地質(zhì)兩專業(yè)、兩行業(yè)、兩部門之間應(yīng)在科學(xué)開發(fā)、建設(shè)、利用地源熱泵系統(tǒng)領(lǐng)域緊密合作，相互學(xué)習(xí)、有效溝通、及時協(xié)調(diào)。在充分、科學(xué)、合理利用好地下淺層巖土層含水層作為“蓄熱層”的同時，保護(hù)好地下的地質(zhì)水文環(huán)境。地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件

2.1地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點由于一年四季的地下環(huán)境參數(shù)在10～20C范圍內(nèi)變化，故其全年的制冷量與制熱量輸出(能力)比較穩(wěn)定，沒有“逆反”效應(yīng)；正因為一年四季地下的環(huán)境參數(shù)均在較適宜的10～20C范圍內(nèi)變化，其夏季的制冷效率EER與冬季的制熱效率COP都相應(yīng)要比空氣源熱泵系統(tǒng)髙20％～40％；地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件

2.1地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點當(dāng)?shù)卦礋岜霉こ痰亩緩牡叵吕塾嬋崃亢拖募鞠虻叵吕塾嫹艧崃炕鞠嗟葧r，地源熱泵系統(tǒng)可以不設(shè)任何冷卻塔與輔助加熱設(shè)備，從而減少了保養(yǎng)費用和改善了建筑的外立面美觀；充分利用了夏季制冷時的冷凝熱，儲存于地下，有效地減輕了城市的夏季熱島效應(yīng)，同時也便于提供全年的生活熱水。地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件

2.2地源熱泵系統(tǒng)的缺點初投資髙，因為地下鉆井打眼埋管和打井都需要高額的工程建設(shè)費，尤其是在現(xiàn)場地質(zhì)水文條件惡劣的情況下更為突出。在有一些工程中，其地下鉆眼埋管或打井費用甚至和地上空調(diào)系統(tǒng)的建設(shè)費用相接近；地源熱泵系統(tǒng)的全年供冷供熱性能與經(jīng)濟性強烈依賴于建筑的冷、熱負(fù)荷計算，設(shè)備選用，和地下埋管或水井設(shè)計計算與施工。精心設(shè)計與精心施工的工程和粗制濫造的工程，無論在性能上、在初投資上、還是運行費用上、及使用壽命上都會有成倍的差別；地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件

2.2地源熱泵系統(tǒng)的缺點目前，無論國內(nèi)或國際水平而言，人們對于地下巖土層與含水層中的傳熱，蓄熱，以及熱、質(zhì)交換與遷移的規(guī)律的研究相對還是比較少和不夠成熟，不一致、不統(tǒng)一的地方還是比較多，有時同一工程由不同的人進(jìn)行設(shè)計，其差異性可能較大；就目前國內(nèi)熟悉地源熱泵系統(tǒng)的合格設(shè)計者而言，其數(shù)量有限。目前國內(nèi)有經(jīng)驗的、合格的承包商不多。地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件

2.3地源熱泵系統(tǒng)的適用條件

鑒于地源熱泵系統(tǒng)是利用了地下30m至300m深、溫度既不低又不髙的恒溫帶作為熱泵系統(tǒng)的“源”與“匯”的地下環(huán)境，和全年空調(diào)熱泵自身既需夏季排熱和又需冬季取熱的特點，確保了熱泵的高效、穩(wěn)定、和可持續(xù)地運行。因此，地源熱泵系統(tǒng)的建設(shè)一般應(yīng)遵循以下適用條件：地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點與適用條件

2.3地源熱泵系統(tǒng)的適用條件全年室外空氣平均溫度(或地下恒溫帶溫度)處于10～20C的地域；具有經(jīng)濟打井的地質(zhì)條件和擁有合適淺層地下水資源的地域；全年向地下總排熱量和總?cè)崃肯嗟然蚪咏墓峁├涔こ蹋駝t就需采用一些工程的輔助與補救措施；夏季供冷溫度不低于5C，冬季供熱溫度不高于60C的工程；地源歸熱泵是系統(tǒng)蒼的監(jiān)柳測與辨監(jiān)管3.痰1問題教的提茶出地源秘?zé)岜脢氏到y(tǒng)馬的建能設(shè)，炊無論嘆是地故下水嚷水源吩熱泵勻系統(tǒng)阻，還卻是地艇埋管崗水源蒙熱泵橋系統(tǒng)燥，都棚會和期都要視“破貍壞”脖地下廣原有綠的巖賠土層身與含食水層尸的地件質(zhì)水漢文構(gòu)目造與鼓條件賽。首她先，榆在鉆授井過合程中潑，不間論是釣打水根井，齒還是駝鉆垂壁直埋森管井癥眼，肆都會找使原角本相北互隔槽離與正封閉皂的地臨下含京水層簡有可窄能串利通起督來，至在各莫含水垮層之憤間產(chǎn)曲生相薯互影革響；間當(dāng)?shù)亟∠戮上到☉c成之襯后，恭在地待源熱波泵系糞統(tǒng)運冶行過初程中車，冬糕季從殺地下沸取熱評，夏剪季向兄地下朱釋放門熱量破必然顯會使鏈地下邀的溫?zé)o度場摧，流覺場產(chǎn)當(dāng)生冬棉夏的嗎交迭貿(mào)周期沒變化么。對柜于地昆下水杠水源脾熱泵樂系統(tǒng)悄，當(dāng)版周期絕地進(jìn)攝行循癥環(huán)抽加灌時原，更留會引迎起水晨位、夠水溫沙、滲梳流速密度與鐮流向踩、水塘質(zhì)的短變化答。為泥了確遷保地須源熱長泵系呢統(tǒng)自艙身的掉長期堤、持千久、飛穩(wěn)定拳、高程效、決可靠豎運行益，和陜保護(hù)敬地下茶的水旋文地渴質(zhì)環(huán)營境，肢因此魚必須疾對于滑地源怪熱泵信系統(tǒng)茶的建屠設(shè)與補運行斗提出虹嚴(yán)格襖的監(jiān)學(xué)測與寶監(jiān)管漏的要竹求。地源洪熱泵蠅系統(tǒng)永的監(jiān)破測與患監(jiān)管3.勒2監(jiān)測爭要求在國葵土資博源部塘、水株利部處、建霧設(shè)部改一致刪地認(rèn)析識到船需要質(zhì)對地?fù)卧礋岜孟迭h統(tǒng)的缺工程顯實施凡強制嘆性監(jiān)互測與興監(jiān)管磨的條幫件下饑，應(yīng)種盡快景、盡鼓早聯(lián)總合制夠定地渡源熱紅泵系用統(tǒng)建暖設(shè)的堡監(jiān)測(含設(shè)粘計與育施工昌安裝蘭階段)標(biāo)準(zhǔn)輕。該忌強制截性標(biāo)絕準(zhǔn)應(yīng)丙包括漿以下匪內(nèi)容肉：為保隱護(hù)地迎下的活水文斯、地厘質(zhì)、邀資源煩環(huán)境綠，規(guī)怨定必屠須監(jiān)么測的第參數(shù)交有：其地溫售、水派溫、驕水位診、水榴流量(抽、沒灌)、滲趁流速姐度與第流向跟、水燭質(zhì)等探；地源坐熱泵膏系統(tǒng)慈的監(jiān)宰測與今監(jiān)管3.歡2監(jiān)測窗要求監(jiān)測貢井與唉監(jiān)測弦點的挺布設(shè)戴和系此統(tǒng)大點小的紡關(guān)系霜；傳感駱器的灰選用您要求縣：穩(wěn)細(xì)定性謠、精薄確度演與準(zhǔn)治確度棵，以嬸及其臣二次棉儀表欄的正杰確選蛙配；監(jiān)測孫井的唯施工跌與傳鹿感器扣的安怒裝要誘求；監(jiān)測棒系統(tǒng)旨的驗逐收；傳感漏器的罷定期演標(biāo)定悄與監(jiān)位測系膛統(tǒng)的劃定期奴檢驗必。地源華熱泵畝系統(tǒng)遲的監(jiān)聚測與攤監(jiān)管3.個3監(jiān)管浩要求對于填已建模成的炊地源漁熱泵亂系統(tǒng)蔬的工偵程，待必須仍實施界強制蹲性監(jiān)市管。澆國土懷資源僅部、煤水利寬部、救建設(shè)扶部應(yīng)雨盡快剩、盡就早聯(lián)殲合制顯定地渴源熱倚泵系拖統(tǒng)的袍運行芽管理絹條例遮，強努制性匠要求默該系郵統(tǒng)的觀業(yè)主默單位醬或物箭業(yè)管救理部序門對交該系侍統(tǒng)的橫正常蕉工作鋤負(fù)責(zé)軍，保懷持記腐錄并端定期因按時去向上賤級主爭管部志門提五出書驗面報膜告。碧該監(jiān)準(zhǔn)管條腦例應(yīng)野包括床以下販內(nèi)容竊：該系豈統(tǒng)的派業(yè)主強單位屢或物血業(yè)管海理部厭門對病該系市統(tǒng)的母地下鴉監(jiān)測鴨系統(tǒng)摧正常旨工作館與日京常維渣護(hù)全焰面負(fù)降責(zé)；地源療熱泵吊系統(tǒng)碑的監(jiān)尚測與鎮(zhèn)監(jiān)管3.返3監(jiān)管體要求該系廁統(tǒng)的相運行柄管理眨人員埋必須厭熟練濁掌握晨地下漫參數(shù)茄監(jiān)測臟系統(tǒng)栽的使深用與床數(shù)據(jù)破記錄坡，出健現(xiàn)故傾障需雁及時盈申報竿與維球修；主管鵝部門棍有責(zé)請任委菌托有果資格好的計苦量管重理單姥位每漂年定相期對功下屬膀的地坦源熱洲泵系抓統(tǒng)的斬地下壓參數(shù)就監(jiān)測糟系統(tǒng)織進(jìn)行侮重新饞標(biāo)定縮慧與檢滾驗，星并出吼具書乎面檢霸驗合熄格證舉書；該系最統(tǒng)的快業(yè)主束單位黃或物撈業(yè)管顫理部冬門有課責(zé)任訓(xùn)對該葬系統(tǒng)誘的地螞下監(jiān)恥測系圍統(tǒng)的擠監(jiān)測且結(jié)果怖向主內(nèi)管部朽門提戰(zhàn)出書球面的維每月稿報表羞與每示年報和告，舅提出若問題忙與改捆進(jìn)意襯見；地源懇熱泵瞧系統(tǒng)短的監(jiān)鉆測與脆監(jiān)管3.貴3監(jiān)管因要求在運貝行與狡監(jiān)測橫過程點中發(fā)轟現(xiàn)異擁?，F(xiàn)淘象與夏故障飾，一忍方面插需準(zhǔn)宅確記燭錄備圣案與怨及時咳處理向，同繪時必勇須向成上級眠主管獎部門辦提送遮緊急寺書面艷報告美；該系其統(tǒng)的動業(yè)主吸單位卵或物庭業(yè)管懷理部驕門有載責(zé)任乒委派拴專職琴人員少收集辨與保筋存監(jiān)最測系壘統(tǒng)的撈數(shù)據(jù)染記錄塘與報只告的櫻長期慕檔案績；主管性部門典在收討集、思整理猜與歸燃納下辦屬單弱位提順交的禮所有博報表向與報柱告基掙礎(chǔ)上浙，應(yīng)茂負(fù)責(zé)快提出云該地雖區(qū)地壩下水糖文地蜻質(zhì)參散數(shù)變卻化趨啄勢的限年度罷分析謠報告持，并遣邀請代有關(guān)憶專家第與下貨屬單蹤蝶位負(fù)惠責(zé)人擴參與跑審查葵，最郊后再銳逐級即上報竿。地源頓熱泵未系統(tǒng)跨的監(jiān)鵲測與茄監(jiān)管3.棋4體制被上的睡統(tǒng)一飛領(lǐng)導(dǎo)因為錦地源攻熱泵串系統(tǒng)彩的正泡常運迷行與惱健康僅發(fā)展梢，涉臂及到志多個邁部門羞的管野轄范壞圍與鍋利益撤，在寇監(jiān)測咬與監(jiān)踩管上室必須拋實行規(guī)一元偏化領(lǐng)概導(dǎo)，脈統(tǒng)一病的管勤理機難構(gòu)，央如可榮以建弱立掛津靠建屢設(shè)部肚系統(tǒng)福下面該的，吊從上缺而下厭的各降級“話地源甘熱泵厲系統(tǒng)速工程雖建設(shè)殿聯(lián)合板辦公戀室”鬼，由悼國土釋資源孝、水練利、褲建設(shè)朗三部滿門的迷干部蒙與專漠家組催成，捧避免知再次秤發(fā)生恒互不既通氣暈、各景自為毒政、妙多頭周領(lǐng)導(dǎo)喘、有早利相虎爭、洞有事擴推諉則。統(tǒng)曠一領(lǐng)匠導(dǎo)，腫從事蚊制訂陸政策卻、相色關(guān)標(biāo)莖準(zhǔn)、胸規(guī)程標(biāo)、條必例、才監(jiān)測峰、監(jiān)巾管等觸工作汪。巖土常層熱善物測饑試與貍地埋條管設(shè)河計計約算的竄若干鉗差異昨性問夠題4.梯1問題皆的提室出近幾品年我閣國的鐘地源諷熱泵薄建設(shè)襖發(fā)展巴迅速魔，基戴本上脆以每瓦年20％～25％的細(xì)速度斬在增庸長，終由于愈設(shè)計萬與建增設(shè)過司程中點缺乏帆統(tǒng)一兩的設(shè)燥計計欣算方懇法、訪測試剖方法材、操謹(jǐn)作規(guī)立程、徐物性決測試渠儀器雅、軟圣件、汗最后病在地座埋管犧的總孝長度卻上和圖地下說水水包井的螺數(shù)量征與流懶量上永，即炸使對沖于一垮些有罰較強躍技術(shù)插力量掘和勘捷測設(shè)督計認(rèn)其真的漢單位鎮(zhèn)，也計可能樹存在翅有20％～40％的森差異父。巖土滔層熱唐物測川試與蔽地埋該管設(shè)天計計兄算的辨若干蹄差異遲性問到題4.曉3值得笑思考跟的問口題與健今后銳的努渠力方右向值得差思考銀的問您題：·在初角始地轟溫、公巖土?xí)詫?dǎo)熱騙系數(shù)賺、滲喇流速極度的惰測試道結(jié)果咳上為嫌什么付有如導(dǎo)此大勢的區(qū)怕別？村是測槐試儀載器的傍差別俘還是夸在測勾試方掩法上鍬不統(tǒng)葬一？·在熱風(fēng)物性躍測試爪上，貸其穩(wěn)升定時魄間從4天延嫂長至11天，塔對于轉(zhuǎn)每米測傳熱鍛量降凡低了4.異6遍W/徹m虧(6欺.2％)，而逢實際倆夏季瞎空調(diào)肅均為貧間歇邀供冷是，即羊向地旱下排撤放冷耕凝熱尚為8小時吐開/1散6小時勵停(或10小時倍開/1賤4小時杠停)，其柜地埋U形換更熱器革的傳喊熱能旗力是尺否會樂有成確倍提漁髙？·該工懲程夏閥季累液計向踢地下違釋放得的熱師量與祝冬季誕累計改從地站下吸類取的止熱量莫之比冊為2.勿36倍，原而該歲工程板既不候允許宋安裝襖冷卻姑塔，峰又沒娃有采態(tài)取其敗它工德程補倉救措監(jiān)施，養(yǎng)請問舞幾年會后會星不會慣形成“熱堆姜積”，使僻地源彼熱泵挑系統(tǒng)秀的夏邪季制姻冷效理率大騾大降摩低？巖土謹(jǐn)層熱登物測逐試與袍地埋牢管設(shè)堪計計吸算的歪若干威差異帝性問認(rèn)題4.滑3值得剛思考杠的問鋸題與酬今后逝的努缸力方池向今后搖努力預(yù)方向罷：·建議樸對于訴普遍鏟需要照采用址的巖卸土層熱熱物誘性測從試儀蹲器，犬從生字產(chǎn)制額造到湊標(biāo)定膛的各遣個環(huán)妻節(jié)制坦定統(tǒng)個一標(biāo)教準(zhǔn)，善對其淘測試像方法頁與操書作步紫驟也摸制定守統(tǒng)一徑的使歐用規(guī)誓程；美對于病初始居地溫脆的測蠅試和活含水級層滲難流速研度的炭計算社方法屬也制潤定統(tǒng)貓一標(biāo)側(cè)準(zhǔn)；·建議嘩暖通多空調(diào)莊與水芒文地妹質(zhì)專喉業(yè)對窩于夏鞭季累超計向旨地下忌釋放余的熱品量與搬冬季姜累計忽從地驚下吸肺取的停熱量討之比泊值超窯過10％～30％的緣瑞工程角，應(yīng)迫強制兵規(guī)定吩必須納采取醒地溫攝監(jiān)測碰要求緣瑞與工夾程輔捕助補供