1、住宅供暖方式發(fā)展的原因和必然性
住宅的供暖問題,目前正處在發(fā)生圈套發(fā)展的時期。原有傳統(tǒng)供暖方式的缺陷日益突出,新的供暖方式不斷涌現(xiàn), 多種供暖方式可能會并存。對此,無論人技術(shù)信息方面,還是從技術(shù)條件方面,設(shè)計單位都顯得準(zhǔn)備不足。
發(fā)生“較大發(fā)展”,主要有以下因素在起作用:
①能源結(jié)構(gòu)的變化。單一的以燃煤作為供暖熱源的格局已經(jīng)改變,電力、燃?xì)?、和燃油都有條件作為供暖熱源,輥 電熱和燃?xì)飧m合較為分散的集中供暖或單望獨立供暖,這就沖擊了設(shè)置規(guī)模很大的集中供暖熱源及系統(tǒng)的傳統(tǒng)觀念。
②節(jié)能和物業(yè)管理要求。只熱計量和收費以及拖欠供暖費等問題,以單戶獨立式供暖可自然得到解決
③開發(fā)商和物業(yè)公司的利益因素。單戶獨立式供暖不需設(shè)置區(qū)域集中熱源和客網(wǎng),可以簡化建設(shè)程序和物業(yè)管理, 因系統(tǒng)規(guī)模較小又可避免集中系統(tǒng)室溫的冷熱不均。
④可用于單戶較為分散的集中供暖的新設(shè)備不斷推出,以及國內(nèi)外廠商所進行的大規(guī)模營銷活動。
⑤集中供暖低標(biāo)準(zhǔn)的供暖期和供暖溫度,系統(tǒng)的失調(diào),以及單一的冬季供暖功能,已不能適應(yīng)居住者日益提高的對 于熱舒適度的要求。事實上,許多居住者,都已有自備的輔助供暖設(shè)備。新供暖方式的較低費用,也對居住者有一定吸引力。
⑥傳統(tǒng)的散熱器供暖方式,已不能適應(yīng)居住者日益提高的裝飾要求。
任何一種供暖方式,都會有其特定的優(yōu)勢和弊病,設(shè)計者的責(zé)任,就是要根據(jù)具體工程條件,將所采用供暖方式的優(yōu) 勢充分加以發(fā)揮,盡可能減少其弊病。
2、集中供暖系統(tǒng)及其需要解決的問題
新的《住宅設(shè)計規(guī)范》(GB50096-1999),對于集中供暖系統(tǒng)的提法,憶在原規(guī)范的基礎(chǔ)上有所“后退”。1987年 規(guī)范的提法是高層和中高層“應(yīng)設(shè)”、多層和低層“宜設(shè)”。新規(guī)范則一律提為“宜設(shè)”。
規(guī)范中“宜”的用語是指:允許稍有選擇,在條件許可時首先應(yīng)這樣做。這就表明編制組的下列觀點:雖然某些地區(qū) 具備燃用燃?xì)?、油或使用電熱的條件,便于發(fā)展單戶獨立式供暖系統(tǒng),但由于總體能源結(jié)構(gòu)、能源的總效率、供暖質(zhì)量、環(huán)境 保護、防火和安全保障、衛(wèi)生條件、建筑造價和供暖費用等諸多因素,以及集中熱泊的現(xiàn)狀和潛力,就全國范圍而言,以城市 熱網(wǎng)、區(qū)域熱網(wǎng)或較大規(guī)范的集中鍋爐房為熱源的集中系統(tǒng),可能仍是城市住宅供暖方式的主體。而且,即使采用電力、燃?xì)?作為供暖熱源,也可以設(shè)置不同供熱規(guī)模(例如一幢或數(shù)幢住宅)的集中系統(tǒng)。
但是,對于集中供暖系統(tǒng),也不能停留在傳統(tǒng)做法上,需要解決一系列問題:
①除城市熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱外,不同規(guī)模的燃煤鍋爐房,由于環(huán)保要求面臨煤改氣的任務(wù)。煤改氣使供暖成本和供暖 費用大幅度上升,能源消耗有效控制的任務(wù)更加突出。煤改氣以后,供熱規(guī)模數(shù)百萬m2的地區(qū)供熱廠似乎已無必要 。供熱規(guī)模較小的燃?xì)饣螂姛峒袩嵩?,已有不少成功的范例?
②當(dāng)采用城市熱網(wǎng)或地區(qū)供熱廠為熱源時,其二級換熱站的供熱規(guī)模,宜趨向于小型化,以利于二次管網(wǎng)的水力平衡和調(diào)節(jié)。
③分戶熱計量和收費問題,已從試點進入具體實施階段。分戶熱計量必然要求改變傳統(tǒng)的室內(nèi)供暖系統(tǒng)制式,并涉及整體供熱管 網(wǎng)和熱源系統(tǒng)。
④系統(tǒng)失調(diào)、冷熱不均、不能自主控制室溫等低水平供暖狀況,必需切實加以解決。
⑤鑄鐵散熱器或其它散熱器加罩等陳舊的供暖設(shè)施,已難以滿足居住者對于建筑裝飾的要求。
3、集中供暖系統(tǒng)的分熱計量
分熱計量問題,可用三句話加以概括:勢在必行,難度和所需投入較大,在積極進行試點同時還要充分挖掘現(xiàn)實的節(jié)能潛力。北京市正在制定《集中供暖住宅分戶熱計量設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,并編制相關(guān)的示范設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造圖,以作為政府令的技術(shù)支撐。
分戶熱計量的難點,可能主要并不在于眾所關(guān)注的供暖系統(tǒng)制式或熱量表開發(fā)等方面,而是以下幾個問題:
①戶與戶之間的熱傳遞。戶間的每1℃溫差,僅通過樓板的傳熱量,就相當(dāng)于設(shè)計耗熱量的5%左右,相當(dāng)于供暖期平均耗熱 量的15%左右,由于此因素,不僅難以合理確定設(shè)計熱負(fù)荷,分戶熱計量也只有是一個近似值,由此可知,對用熱量表的精度,其 實不需過于苛求。
②一戶一表單戶獨立系統(tǒng)戶內(nèi)系統(tǒng)的管道布置,在居住者對裝飾要求日益高檔化的情況下,可能只有采取在地面墊層內(nèi)敷 設(shè)的辦法,將涉及到管材、建筑層高和散熱器布置方式等問題。
③對供熱部門的供暖質(zhì)量、運行和管理水平,會有更高的要求。供熱部門應(yīng)有適當(dāng)?shù)膽n患意識,并作為重點工作的重要內(nèi)容 ,啟動供熱部門自身的技術(shù)準(zhǔn)備和改造工作。
④除了一戶一表匠分戶熱計量方式之外,還應(yīng)探索較為簡易和更適合國情的其它合理分?jǐn)偣┡M辦法。
⑤認(rèn)為分戶熱計量可以“管制”用戶并能自然解決拖欠供暖費問題,以及對節(jié)能效果的過高估計,可能是認(rèn)識上的誤區(qū)。
4、關(guān)于燃?xì)鈫螒艄┡绞?
首先改變集中供暖一統(tǒng)天下的,是燃?xì)鈫螒艄┡绞健8m合于分散的別墅類住宅的供暖方式,被許多房地產(chǎn)開發(fā)商所看 好,應(yīng)用于多層甚至高層住宅,在一段時間內(nèi)形成了一種“熱潮”,至今仍有強勁的勢頭。
任何事物的存在和發(fā)展,都有其相對的合理性。
僅以供暖費用而言,根據(jù)北京地區(qū)節(jié)能第二步目標(biāo),住宅建筑耗熱量指標(biāo)應(yīng)不超過20.6W/m2,按供暖日數(shù)125d 、日運行時數(shù)24h/計算,總耗熱量為61.8Wh/m2,采用單戶燃?xì)獗趻鞝t,即使按比較實際的燃燒效率,全供暖季的天然氣 費用和小水泵電費,約可控制在13元/m2左右,加上壁掛爐10年左右的折舊費,總費用駐為20元/m2左右。 這就形成了對集中供熱熱價的競爭優(yōu)勢。因此雖有“將供暖負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)嫁給用戶”的非議,但還是能得到用戶的認(rèn)可。
現(xiàn)在,應(yīng)重點注意4個問題:
①燃?xì)獗热济弘m然是相對清潔的燃料,但是如將熱源分散到多層特別是高層住宅的每家每戶,其燃燒產(chǎn)物如CO2,NO2,CO等,對于區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量的影響不可低估。據(jù)北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院對曙光小區(qū)高層住宅的測試,NOx濃度有樓層中上部偏高的趨勢,在風(fēng)力不大不易擴散時,最高可超過標(biāo)準(zhǔn)近2倍,形成了一道高濃度NOX煙氣“墻”。因此,最好能采取集合后引至高空排放的措施。
②更為重要的,是防火和安全保障問題。在多層特別是高層住宅中,燃?xì)夤┡癄t一般設(shè)置于空間不大的廚房或陽臺,緊鄰居住空間,由于多種原因,爆炸的事故時有發(fā)生,據(jù)報道,在道里區(qū)北六道街15和17號樓共200多戶燃?xì)夤┡癄t中,1998年供暖期到1999年1月10日為止,先后發(fā)生7次爆炸事故。以后又發(fā)生一次。其它地方也曾發(fā)生過類似事故。因此,應(yīng)盡快制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范,并嚴(yán)格選擇有較高安全保障的產(chǎn)品。
③由于住宅套型的多樣化,各套的面積可能會有較大差異,但不論套型面積大小,均采用容量偏大的同一型號爐型的草率做法??梢姷?,偏大熱容量必然配置偏大的循環(huán)水泵,不僅使熱效率降低和增加電耗,在熱容量遠(yuǎn)大于供暖負(fù)荷的情況下,不能正常運行,“大馬”反而還能拉動“小車”。
④要周全考慮住宅附建公共用房(如需地下室和裙房等)的供暖熱源,并解決好設(shè)置于住宅住宅戶外公共空間內(nèi)的管道防凍問題。
其實,燃?xì)鈫螒艄┡膊⒉粌H限于燃?xì)夤┡療崴疇t一種方式,例如還有:
①燃?xì)鉄犸L(fēng)供暖爐。每戶一臺,加熱后空氣用風(fēng)管送入各房間,有組織或無組織地回到熱風(fēng)供暖爐往復(fù)循環(huán),并可混入適量新風(fēng)。例如:有國外進口的一種成套設(shè)備,連風(fēng)管在內(nèi)每套價格約8000元。據(jù)北京某試點工程測試,全供暖季的天然氣和電費,最高僅為14.11元/M2。方式雖風(fēng)管要占用一定空間,熱舒適度也相對不發(fā)其它供暖方式,但系統(tǒng)較燃?xì)夤┡療崴疇t有所簡化,且具備較好的功能擴展條件,例如:可在送風(fēng)管系上增設(shè) 裝置,也可配置戶用風(fēng)冷型直接蒸發(fā)式空調(diào)機組的冷卻器,利用同一風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn)有新風(fēng)的夏季供冷和冬季供暖的結(jié)合,事 實上有此種成套的進口設(shè)備,價格有可能控制在15000元左右。
②燃?xì)饧t外線幅射供暖。燃?xì)庠谌紵胰紵螅邷氐娜紵a(chǎn)物和被加熱后的空氣,流經(jīng)在風(fēng)機的負(fù)壓端的散熱 管后排出室外,散熱管結(jié)合室內(nèi)裝飾敷設(shè)于房間上部,表面最高可達(dá)到250℃,以紅外線傳遞熱量。方式如處理處理得當(dāng) ,其熱什么度、節(jié)能效果和安全性,以及系統(tǒng)和設(shè)施的簡單配置,可能會優(yōu)于燃?xì)夤┡療崴疇t或燃?xì)鉄犸L(fēng)供暖爐。但方式 在北京尚未用于住宅試點工程。
5、關(guān)于電熱供暖的可行性問題
5.1 近年來,全國許多地區(qū)電力供應(yīng)充足,電力部門大力推行鼓勵用電的舉措,例如:北京供電局就于1999年9 月2日發(fā)出《關(guān)于落實市政府控制大氣污染措施采暖燃煤鍋爐改用電能優(yōu)惠政策的通知》。北京地區(qū)某些住宅小區(qū),已開 始推行電熱供暖。電熱供暖方式下室溫調(diào)節(jié)和控制的實施,環(huán)境保護效益和安全性,能量講師精度和收費的簡便性,是其 它方式難以比擬的。由于電力供應(yīng)條件的大趨勢,電能用于供暖,可能會有較大的發(fā)展。但是,還應(yīng)對電力供應(yīng)的宏觀發(fā) 展前景,進行全面評估,才能合理地擴大應(yīng)用。
5.2 電熱供暖是否可行?首要問題是運行費用能否接受??勺饕韵聹y算:
同樣根據(jù)北京地區(qū)節(jié)能第二步目標(biāo)住宅的建筑耗熱量指標(biāo)計算,供暖期總耗熱量為61.8kWh/m2,采用 電能供暖耗電量為61.8kW/m2,按IC卡電價0.393元/kWh計,電費為24.29元/m2。略高于集中燃煤 鍋爐18元/m2和城市集中供熱20元/m2的熱價,低于集中燃?xì)忮仩t房28元/m2的熱價。
當(dāng)然,上述測算只是針對純粹的能源費用,不能簡單地以此同其它能源供暖方式的熱價直接比較。例如:集中燃 煤或燃?xì)忮仩t房和城市集中供熱的熱價中,純粹的能源費用只占較小比例。但是,測算還是有意義的:這是消費者直接承 擔(dān)的費用,是否能通過競爭機制,推動集中供暖熱價的降低?
測算說明,對于節(jié)能的住宅,電熱供暖的運行費用還是可以承受的,何況還有多種減少電耗的可能性。
5.3 節(jié)能電熱供暖運行費用的途徑
僅以能源費用作比較,北京地區(qū)得到41.9MJ(10000kcal)有效熱量的燃料價格見表1。
表1 能源價格比 元
按燃料熱值計的價格 考慮燃燒效率后按燃料熱值計的價格 單位供暖建筑面積的燃料價 備注
煤 0.50 0.71 3.78 價格2000元/t 燃燒效率取0.7
熱電聯(lián)產(chǎn)供熱 - 0.50 2.66 價格2元/GJ
天然氣① 1.67 2.09 11.09 價格1.4元/m3 燃燒效率取0.8
天然氣② 2.14 2.37 12.60 價格1.8元/m3 燃燒效率取0.90
燃油 2.70 3.00 15.94 價格00元/t 燃燒效率取0.9
電 4.57 24.28 0.393價格元(kWh) 熱效率取1
注:天然氣熱值按35MJ/m3(8400kcal/m3)計。①用于單戶供暖。②用于集中供暖。
表1能源價格的比較至少可以說明,由于電價較高,是煤的6倍多,是燃?xì)獾?倍,因此,在保證供暖效果的前提下 ,提高電能供熱效果以減少電耗,相對于采用其它能源更為重要。
上述測算,是基于在全供暖期間內(nèi)連續(xù)保持室溫的耗熱量、電-熱直接轉(zhuǎn)換(制熱系數(shù)1:1)的制熱方法和采用一 般的對流傳熱供暖方式,因此,節(jié)約電熱供暖運行費用,存在著潛力,例如:
①由于調(diào)節(jié)的靈活性,有可能實行適合于使用要求的間斷供暖方式,可適當(dāng)降低代供暖期平均室溫。
②采用輻射供暖方式。包括低溫散熱器幅射供暖、幅射供暖器和電熱膜等,輻射供暖形成的較全副的室內(nèi)溫度場頒布 和等效熱舒適度,可節(jié)約熱能10%~20%。例如北京某試點工程采用電熱膜輻射供暖,經(jīng)測試全供暖季的電纜,最高僅為18.5 元/m2。
③采用熱泵制熱方法。例如空氣熱泵和水源熱泵等,熱泵制熱可使制熱系數(shù)達(dá)到1:2.5或1:3,即使部分采用,也 能使相同供熱量的耗電量有較大幅度的降低。
5.4 電能用于供暖的方式很多,除普通的電散熱器和電暖風(fēng)機外,例如還有:
①可取代燃?xì)夤┡癄t的電熱水供暖爐。含水泵、溫控器等成套設(shè)備和安裝費:4.5kW,約5800元;6kW,約6500元。
②電熱幅射供暖器。
③發(fā)熱電纜散熱器幅射供暖。
④電熱膜,可敷設(shè)在房間頂棚或墻壁上,單位建筑面積造價(含裝飾材料和安裝費),約可控制在100元/m2 以下。
⑤與夏季空調(diào)結(jié)合的空氣熱泵空調(diào)機。
⑥與夏季空調(diào)結(jié)合的空氣熱泵冷熱水機組。
⑦與夏季空調(diào)結(jié)合的水源熱泵(或土壤熱泵)型空調(diào)機和冷熱水機組。
⑧用電力部門大力推行的、可充分利用低谷電腦的。帶有蓄熱裝置的電熱鍋爐,作為較小規(guī)模供暖系統(tǒng)的集中熱源。
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