中小學(xué)校節(jié)假日期間的供暖狀況的研究與分析

董素清（北京建筑工程學(xué)院環(huán)能學(xué)院，北京100044）

1 前言

我國“十二五”規(guī)劃綱要提出了比“十一五”規(guī)劃更為嚴(yán)格的節(jié)能減排指標(biāo)，爭取在2015 年我國單位工業(yè)增加值能耗、二氧化碳排放量和用水量分別要比“十一五”末降低18%、18%以上和30%。要完成這么高的指標(biāo)需要全社會各方面的共同努力。冬季采暖的熱計(jì)量收費(fèi)原本可以取得很好的節(jié)能效果，但在現(xiàn)實(shí)生活中卻遇到了種種困難，致使采暖熱計(jì)量收費(fèi)進(jìn)展非常艱難。那么如何解決供暖部門在節(jié)能、平穩(wěn)供暖與采暖用戶在省錢、采暖舒適度之間的矛盾，取得平衡？

1.1 中小學(xué)供暖現(xiàn)狀

在建筑能耗中，冬季供暖的能耗占了相當(dāng)大的比例，但是現(xiàn)在存在著很多浪費(fèi)能源的問題。比如學(xué)校等相關(guān)單位在一個(gè)供暖季中，寒假及雙休日等所有假期加在一起的時(shí)間占到了整個(gè)供暖季的一半，而且夜晚也不需要正常供暖。在假期中，學(xué)校里一般僅有很少的人員在相對較小的區(qū)域內(nèi)工作，而大部分供暖區(qū)域內(nèi)是沒有任何人員的。但是，當(dāng)前絕大部分中小學(xué)在假期中仍然和往常一樣的正常供暖，并沒有實(shí)行適當(dāng)?shù)墓?jié)能措施，這不僅造成了對能源的大量浪費(fèi)，而且對環(huán)境造成了更大的污染。由此我們通過調(diào)查，測試，分析等手段系統(tǒng)地剖析問題所在，并提出相應(yīng)的解決措施和可行性方案。

2 實(shí)際調(diào)研與數(shù)據(jù)采集

2.1 實(shí)際調(diào)研

此次總共調(diào)查訪問了94 所中小學(xué)，第一年首先針對北京市城區(qū)的80 所中小學(xué)進(jìn)行了調(diào)查，第二年又重點(diǎn)對遠(yuǎn)郊區(qū)縣的14 所中小學(xué)校進(jìn)行了完善的調(diào)查，調(diào)查的學(xué)校基本覆蓋全北京市，因此對北京市節(jié)能減排具有客觀有效的意義。調(diào)查內(nèi)容包括：學(xué)校供熱面積、室內(nèi)供熱溫度、寒假期間是否有節(jié)能措施等相關(guān)的數(shù)據(jù)。調(diào)查方式分為：實(shí)地走訪和電話調(diào)查。其中實(shí)地走訪了68 所中小學(xué)，電話調(diào)查了26 所中小學(xué)。

經(jīng)過對調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)全面地的篩選，整理與分析，我們得出寒假時(shí)期各中小學(xué)供熱情況調(diào)查匯總圖（見圖1）。此圖反映出在寒假期間，有74 所學(xué)校是集中供暖，占學(xué)校總數(shù)的78.72%，獨(dú)立供暖的學(xué)校有20 所，占學(xué)?？倲?shù)的21.28%。在假期中實(shí)行節(jié)能措施的學(xué)校有20 所，僅占到總數(shù)的21.28%。其中有15 所學(xué)校實(shí)行低溫供暖，5 所學(xué)校則是完全停暖。

圖1 寒假中小學(xué)供熱情況調(diào)查匯總

雖然人們的節(jié)能和環(huán)保意識日益提高，但是在寒假期間，78.72%的學(xué)校仍然是常溫供暖，因此造成了能源的極大浪費(fèi)。而且也從一個(gè)側(cè)面反映出現(xiàn)有供暖機(jī)制的缺陷，更加說明我們采取相應(yīng)的節(jié)能措施的必要性。

2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

經(jīng)過初步的研究，我們在有節(jié)能措施的有20所學(xué)校中，選取了可以獨(dú)立供暖的兩所學(xué)校進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)測試。其中一個(gè)學(xué)校是電廠熱力站供暖，另一個(gè)學(xué)校是燃?xì)夤嵴竟┡?/p>

經(jīng)過對兩個(gè)熱力站的初步研究，我們決定分別對兩個(gè)熱力站進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，并且挑選出最熱和最冷的房間進(jìn)行室內(nèi)溫度測試。

在寒假期間，我們采集數(shù)據(jù)的時(shí)間段是2009/1/20 0：00 到2009/2/12 00：00（1 月23 日除外），共采集了2364 個(gè)有效數(shù)據(jù)。（見表1）。

表1 溫度記錄表(截取部分?jǐn)?shù)據(jù))

3 數(shù)據(jù)處理

北京市在2009/1/20 日 0：00 到2009/2/12日 0：00 期間（1 月23 日除外），室外最高溫度為13℃，室外最低溫度-14℃，平均溫度0.07℃，室外最低溫度小于-10℃有2 天，期間室外氣溫最低溫度在0℃以下的有4 天，室外平均溫度高于0℃的有15 天。

溫度測量數(shù)據(jù)是從2009/1/20 日 0：00 到2009/2/12 日 0：00（1 月23 日除外）

數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 是 從2009/1/20 日 22：30 到2009/1/22 日 22：30 和 2009/1/24 日0：00 到2009/2/12 日 0：00。

3.1 計(jì)算理論依據(jù)

q1—實(shí)測耗熱量，單位是KJ

q2—低溫供暖時(shí)的耗熱量，單位是KJ

tn1—室內(nèi)實(shí)測平均溫度，單位是℃

tn2—采用低溫供暖時(shí)的溫度，單位是℃

由于各學(xué)校建筑的建造年代及建造所用的材料不同，其保溫性能亦大不相同，所以低溫供暖溫度我們設(shè)定5℃為理想溫度。在供暖過程中，還存在一些能量的損失，在此我們不予考慮。

3.2 數(shù)據(jù)匯總

根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，我們計(jì)算出兩個(gè)供暖熱站在采用低溫供暖時(shí)可以節(jié)約的熱量，分別見表2，見表3。

燃?xì)夤嵴?/p>

該燃?xì)夤嵴境龑W(xué)校的正常教學(xué)供熱以外，還對6 萬平米的公司和4000 平米的餐飲部門進(jìn)行供暖，而公司和餐飲業(yè)與學(xué)校的假期不一致，因此需要供熱站給予合理的調(diào)配，在對學(xué)校寒假實(shí)行低溫供暖的同時(shí)，滿足公司和餐飲部門的正常供暖需求。

最熱房間為學(xué)校教學(xué)樓南向中間最高層的教室，其測試溫度：室內(nèi)最高溫度26.50℃，室內(nèi)最低溫度11.44℃。

表2 燃?xì)夤嵴緮?shù)據(jù)匯總表

表3 燃煤熱電站數(shù)據(jù)匯總表

最冷為房間為大階梯教室，該教室四面外墻均外露，其測試溫度：室內(nèi)最高溫度26.00℃，室內(nèi)最低溫度7.75℃。

電廠熱力站（燃煤）

該電廠熱力站在為學(xué)校供熱的同時(shí)，也為一個(gè)3000 平米的大廈供暖。在學(xué)校寒假時(shí)期低溫供暖的同時(shí)，也應(yīng)滿足該公司的正常供暖需求。高溫房間（南向最高層中間房間）：室內(nèi)最高溫度29.19℃，室內(nèi)最低溫度16.50℃。低溫房間（有西北兩側(cè)外墻外露的最低層房間）：室內(nèi)最高溫度28.25℃，室內(nèi)最低溫度17.06℃。

10時(shí)40分，他跟科長請假說回家做飯，便回到家里。他轉(zhuǎn)了一圈兒，又找?guī)讉€(gè)同學(xué)聊聊，以便日后給他作證，接著，又回到屋里干活。11時(shí)05分，他騎著自行車來到林業(yè)俱樂部門前，把車放下后，打一輛出租車來到學(xué)校附近停下。這時(shí)已是11時(shí)10分了。

對于燃?xì)夤嵴?/p>

測試階段共21 天，

節(jié)約能量為110，777.35M3天然氣

平均一天可節(jié)約

110777.35 M3/21=5275.1119M3天然氣

一個(gè)假期大約可以節(jié)省

5275.1119 M3×31=163528.47M3天然氣。

對于電廠熱力站（燃煤）

測試階段共21 天節(jié)約能量為1508.37GJ。

平均一天可節(jié)約1508.37GJ/21=71.82GJ

可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤

1508.37 GJ/29306KJ/KG=51469.72KG

那么一個(gè)假期大約可以節(jié)省的熱量是71.82GJ*31=2226.42GJ

折 和 成 標(biāo) 煤 為2226.42GJ/29306KJ/KG=75.97 噸。

然而，如果再加上整個(gè)供暖季中的雙休日，元旦等其他法定節(jié)假日，以及晚上等非工作時(shí)間（21：00-06：00），如果在這些非工作時(shí)間都實(shí)行低溫供暖的話，可以節(jié)省的熱量就會更多。

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，每燃燒一噸標(biāo)準(zhǔn)煤，就產(chǎn)生二氧化碳2620 公斤，二氧化硫8.5 公斤，氮氧化物7.4 公斤。所以，假如能夠做好冬季供暖的節(jié)能措施，不僅能夠節(jié)約能源，還可以大大減少污染物的排放，可以說是一舉兩得。

為了更形象地反映出低溫供暖的節(jié)能效果，我們又繪出了燃?xì)夤嵴竟?jié)能比例圖（見圖2）和燃煤熱電站節(jié)能比例圖（見圖3）。

圖2 燃?xì)夤嵴竟?jié)能比例圖

圖3 燃煤熱電站節(jié)能比例圖

4 總結(jié)

經(jīng)過我們的調(diào)查，以及最后階段的計(jì)算與總結(jié)，對于當(dāng)前的中小學(xué)供暖現(xiàn)狀得出以下結(jié)論：

1)在寒假期間自認(rèn)為采取了節(jié)能措施的學(xué)校，比如采用低溫供暖的學(xué)校，其措施對于室內(nèi)溫度并沒有起到明顯的影響，其最后的節(jié)能效果很不理想。

2)當(dāng)前，北京市中小學(xué)寒假供暖中，能源浪費(fèi)的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，人們雖然有節(jié)能意識，但是由于現(xiàn)有供暖體制的限制，采暖單位無法自己調(diào)節(jié)溫度，導(dǎo)致能源的浪費(fèi)，問題亟待解決。如果在非工作時(shí)間采用低溫供暖，能夠大大降低能耗。如果將此措施推廣到北方所有的學(xué)校，其節(jié)能效果不但非?？捎^，而且還可以起到對中小學(xué)生的節(jié)能意識的培養(yǎng)，從小養(yǎng)成節(jié)約能源的好習(xí)慣。

3)目前北京市提倡熱計(jì)量，對于住宅的用戶來說，工作日的白天家里沒人，供暖部門同樣可以通過白天對住戶實(shí)行低溫供暖的方法來達(dá)到節(jié)能減排的目的。但是若白天都采用低溫供暖，那么等人們下班回來需要供暖時(shí)，熱力站能不能及時(shí)滿足大量的采暖需要，是一個(gè)非常棘手的問題。如果鍋爐不能平穩(wěn)供暖，也會造成鍋爐的熱效率的降低。若合理調(diào)配需要白天供暖的公共機(jī)構(gòu)與夜晚需要供暖的住宅用戶的面積，可以使供暖部門避免由于低溫供暖而造成的部分鍋爐間歇供暖的延時(shí)，因此可以達(dá)到在不會對正常生活和生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

[1]賀平 孫剛 供熱工程［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.9-11.

[2]周庫 學(xué)校供熱管理與經(jīng)濟(jì)分析［J］ 山西建筑2009,(2).114-115