供暖與節(jié)能若干問題探討

劉慶春

（天津市新天地建筑設(shè)計(jì)有限公司，天津300000）

供暖與節(jié)能若干問題探討

劉慶春

（天津市新天地建筑設(shè)計(jì)有限公司，天津300000）

針對供暖與節(jié)能設(shè)計(jì)及施工運(yùn)行中存在的一些問題，研究對照國家及地方相關(guān)規(guī)范，進(jìn)行分析總結(jié)，提出以后若干需注意的事項(xiàng)及一些優(yōu)化改進(jìn)措施。

供暖；節(jié)能；熱計(jì)量；戶間傳熱

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，能源緊缺的矛盾日益突出，合理使用能源、節(jié)約能源成為擺在我們面前的重要課題。我國建筑用能約占全國能源消費(fèi)總量的27.5%，并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到30%以上[1]。在全年能耗中，供暖系統(tǒng)占比很大，本文針對此問題展開探討。

1 分戶計(jì)量及戶間傳熱

1.1 分戶計(jì)量實(shí)施依據(jù)

《中華人民共和國節(jié)約能源法》第三十八條規(guī)定：國家采取措施，對實(shí)行集中供熱的建筑分步驟實(shí)行供熱分戶計(jì)量、按照用熱量收費(fèi)的制度。新建建筑或者對既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定安裝用熱計(jì)量裝置、室內(nèi)溫度調(diào)控裝置和供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置。文獻(xiàn)[2-3]對分戶計(jì)量進(jìn)行了更加細(xì)致的規(guī)定，在此不再贅述。

1.2 戶間傳熱計(jì)算方法

相較熱量按面積收費(fèi)時(shí)代，實(shí)施分戶計(jì)量后戶間傳熱問題凸顯出來。戶間傳熱熱負(fù)荷是指戶內(nèi)單個(gè)房間分別與各自相鄰的住戶因室溫差異而形成的熱負(fù)荷。計(jì)算房間的戶間傳熱負(fù)荷時(shí)，必須確定戶間的樓板及隔墻的數(shù)量；計(jì)算溫差是由于周圍的熱用戶的熱行為差異（包括入住率等）而引起的戶間溫差，其典型房間與周圍房間的溫差按5~8℃考慮；戶間各方向的熱傳遞并不是同時(shí)發(fā)生的，不能簡單的疊加各方向的戶間傳熱量。在計(jì)算房間各方向戶間傳熱負(fù)荷之和后，應(yīng)乘以一個(gè)概率系數(shù)。戶間傳熱不容易精確計(jì)算，邊界條件復(fù)雜，根據(jù)動態(tài)分析的結(jié)果并結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工數(shù)據(jù)，實(shí)施三步節(jié)能住宅戶間傳熱負(fù)荷的數(shù)值一般不會大于10 w/m2，約相當(dāng)于供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的30%。戶間傳熱不計(jì)入總負(fù)荷。

1.3 分戶計(jì)量優(yōu)點(diǎn)

分戶計(jì)量實(shí)現(xiàn)了用戶“多用熱、多繳費(fèi)”，有利于用戶行為節(jié)能，從而降低建筑整體能耗，從而節(jié)約能源消費(fèi)。

實(shí)施分戶計(jì)量后，熱作為一種特殊商品，可以為用戶提供一定幅度內(nèi)熱舒適的選擇余地，戶內(nèi)供暖系統(tǒng)的室溫控制裝置為這種選擇提供了技術(shù)手段，提高了熱用戶的舒適度及滿意度。

1.4 分戶計(jì)量的收費(fèi)模式及探討

以下分析天津?yàn)槔?，分戶熱?jì)量采用兩部制收費(fèi)?；緹醿r(jià)為每平方米7.5元，計(jì)量熱價(jià)每千瓦時(shí)0.13元（每吉焦36元），用戶熱費(fèi)為基本熱費(fèi)和計(jì)量熱費(fèi)之和；基本熱費(fèi)=基本熱價(jià)×計(jì)費(fèi)面積，計(jì)量熱費(fèi)=計(jì)量熱價(jià)×用熱量。假設(shè)一戶居民供熱計(jì)費(fèi)面積為100 m2，一個(gè)供熱季用熱為10 000千瓦時(shí)，則采暖費(fèi)為：7.5×100+0.13×10 000=2 050元；若熱量單位吉焦，假設(shè)用戶供熱季用熱為36吉焦，則采暖費(fèi)為：7.5×100+36×36=2 046元。

根據(jù)政策，目前暫停用熱期間，每個(gè)供熱期熱能損耗補(bǔ)償費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)為以面積計(jì)費(fèi)方式計(jì)算的供熱采暖費(fèi)的20%，公平與否？下面進(jìn)行簡單的理論推算。

室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度按20℃計(jì)算，室外計(jì)算溫度按-7℃計(jì)算，選取幾個(gè)典型的室內(nèi)溫度，計(jì)算達(dá)到此溫度需要外界提供給建筑的供暖量如表1所列。

表1 供暖量計(jì)算表

由計(jì)算可見，當(dāng)室內(nèi)溫度為12℃時(shí)候，供暖量占比已達(dá)到70%.經(jīng)理論推算和實(shí)測證明：實(shí)施三步節(jié)能以上的住宅建筑，只要周邊正常供暖，停止供熱的用戶還可以維持在12℃，甚至更高的室溫。目前，許多新建住宅用戶申請暫停用熱，在停熱用戶周邊正常用暖前提下，停熱用戶以空調(diào)或電油汀輔助采暖即可過冬，花費(fèi)相對較低，對周邊用戶而言不公平。

有理由相信，任何用戶應(yīng)該為維持建筑的總體熱環(huán)境，負(fù)擔(dān)基本采暖費(fèi)用70%左右，所以，停熱用戶熱能損耗補(bǔ)償費(fèi)較低。傳統(tǒng)按面積收費(fèi)熱價(jià)為25元，分戶計(jì)量兩部制收費(fèi)基本熱價(jià)為7.5元，相當(dāng)于按面積收費(fèi)總熱價(jià)的30%，此比例亦低于上述理論推算的70%；而此時(shí)，過度強(qiáng)調(diào)熱計(jì)量的精準(zhǔn)性沒有意義了。

當(dāng)然，上述分析僅針對想故意逃避供熱繳費(fèi)的熱用戶而言（住戶實(shí)際居住但申請停熱）；若住戶不居住而申請停熱，繼續(xù)繳納熱能損耗補(bǔ)償費(fèi)對停熱用戶及周邊用戶公平與否，另當(dāng)分別別論。從供熱部門管理角度而言，無法對上述兩種情況做清晰界定。

2 供暖節(jié)能

2.1 節(jié)能體系發(fā)展

以天津?yàn)槔?，目前住宅?shí)施四步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，公建實(shí)施三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如表2所列。

表2 節(jié)能體系發(fā)展

2.2 供暖方式探討

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，南方是否應(yīng)該設(shè)置集中供暖引起了民眾的廣泛探討。大家逐漸達(dá)成一定的共識：南方不宜設(shè)置集中供暖系統(tǒng)，采用分散供暖更為適宜。末端采用分體空調(diào)、空氣源熱泵、電油汀、燃?xì)鉅t等等，當(dāng)然各有優(yōu)缺點(diǎn)。

2.3 總有效熱量比對

無論采用何種能源、何種供暖方式，供暖季必須為單位建筑面積提供達(dá)到最低采暖標(biāo)準(zhǔn)的總有效熱量，以天津≤3層住宅建筑為例進(jìn)行計(jì)算：

總有效熱量=0.024×供暖天數(shù)×耗熱量指標(biāo)。

總有效熱量計(jì)算如表3所示。

表3 總有效熱量計(jì)算表

計(jì)算可見，未采取節(jié)能措施的老建筑及農(nóng)村建筑節(jié)能潛力巨大，有待進(jìn)一步挖掘潛力。供暖方式應(yīng)該因地制宜，原則是經(jīng)濟(jì)、合理、節(jié)能。近期，天津等地實(shí)施了農(nóng)村煤改電工程試點(diǎn)工作，其經(jīng)濟(jì)效益、社會效益究竟如何，能否實(shí)現(xiàn)政府、用戶、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，各方共贏，有待進(jìn)一步觀察。

3 運(yùn)行管理

3.1 設(shè)計(jì)工況與運(yùn)行工況的偏差

文獻(xiàn)[2]規(guī)定：散熱器集中供暖系統(tǒng)宜按75/50℃連續(xù)供暖進(jìn)行設(shè)計(jì)，且供水溫度不宜大于85℃，供回水溫差不宜小于20℃.從節(jié)能角度考慮，系統(tǒng)應(yīng)該“大溫差、小流量”運(yùn)行，當(dāng)然，前提是水力平衡要做好。而實(shí)際運(yùn)行中供回水溫度約為60/48℃，“小溫差、大流量”運(yùn)行，原因有很多，造成了系統(tǒng)不節(jié)能。輸送水泵能耗（軸功率）與流量關(guān)系如下：

水泵轉(zhuǎn)速、流量、揚(yáng)程、軸功率關(guān)系如表4所示。

表4 水泵轉(zhuǎn)速、流量、揚(yáng)程、軸功率關(guān)系

3.2 質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)

對質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)的理解經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，一些供熱公司為了追求利益最大化，采用了不正確的調(diào)節(jié)運(yùn)行方式，質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)同時(shí)進(jìn)行大幅度，造成供熱量銳減，這是不科學(xué)的，應(yīng)極力避免。

4 盡快建立全生命周期能耗評價(jià)體系

目前我國常用的對建筑節(jié)能的評價(jià)指標(biāo)和方法還大都側(cè)重于建筑設(shè)計(jì)或者施工階段，有關(guān)全生命周期建筑能耗并未涉及到，這在一定程度上限制了我國建筑節(jié)能理論和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展.?因此要建立一個(gè)全面的、科學(xué)的建筑節(jié)能綜合評價(jià)體系，時(shí)間上貫穿規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、建筑單體設(shè)計(jì)階段、建筑施工階段、建筑運(yùn)營及維護(hù)階段和建筑報(bào)廢及拆除階段。綜合考慮資源、能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等方面的影響，并以科學(xué)性、可行性、穩(wěn)定性和最小且全面性為原則。

5 結(jié)束語

分戶計(jì)量精細(xì)化管理措施、設(shè)計(jì)工況與運(yùn)行工況的匹配、運(yùn)行調(diào)節(jié)尚需各方共同努力，進(jìn)一步完善；應(yīng)盡早建立建筑全生命周期能耗評測體系。

供暖系統(tǒng)事關(guān)建筑節(jié)能，各方應(yīng)通力配合，精心設(shè)計(jì)、科學(xué)施工、及時(shí)維護(hù)，即達(dá)到熱用戶舒適性的要求，又達(dá)到節(jié)能目的，實(shí)現(xiàn)良好的社會效益。

[1]GB 50189-2015.公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2]GB 50736-2012.民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．[3]JGJ 173-2009.供熱計(jì)量技術(shù)規(guī)程[S]．

Preliminary Analysis on Heating and Wnergy Wfficiency

LIU Qing-chun
（X.T.D.Architecture Engineering Design Co.Ltd，Tianjin 300000，China）

Aimed at some problems in heating and energy saving，research standards and codes，analyzed and summarized it with experiences，propose some optimization and improvement measures in order to improve the quality of heating and energy efficiency.

heating；energy efficiency；heat metering；heat transfer between residential units

TE08

：A

：1672-545X（2017）01-0253-03

2016-10-04

劉慶春（1982-），男，河北石家莊人，工程師，本科；研究方向：民用建筑暖通設(shè)計(jì)。