北京住宅建筑供暖能耗現(xiàn)狀調(diào)研研究

趙國防 李志光 耿麗麗

摘 要：本論文的研究目標(biāo)在于系統(tǒng)分析北京地區(qū)住宅供暖能耗的系統(tǒng)現(xiàn)狀、能耗特點(diǎn)及節(jié)能潛力分析。主要運(yùn)用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法，對北京市住宅建筑能耗現(xiàn)狀進(jìn)行研究。通過對住宅小區(qū)供熱系統(tǒng)的熱源、熱力站、熱量輸配管網(wǎng)和熱用戶四個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)研，分析供熱系統(tǒng)熱源、熱網(wǎng)、熱力站及熱用戶各環(huán)節(jié)能源消耗情況，從而對供熱系統(tǒng)整體能源利用效率進(jìn)行評估。對比各小區(qū)建筑供熱系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)及能耗水平，尋找系統(tǒng)節(jié)能潛力，提出合理有效的改進(jìn)建議，為推進(jìn)北京市住宅小區(qū)供熱系統(tǒng)節(jié)能工作開展提供一定的指導(dǎo)，從而有效落實(shí)國家、北京市相關(guān)節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能減排；供暖能耗；節(jié)能技術(shù)

0引言

能源是發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善生活水平的物質(zhì)基礎(chǔ)，節(jié)能是緩解能源緊缺最有效、最經(jīng)濟(jì)的辦法，是我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)的一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。我國建筑能耗約占中國總耗能的1/3，不管是與發(fā)達(dá)國家相比，還是與我國工業(yè)、交通節(jié)能相比，建筑節(jié)能是我國節(jié)能工作中一項(xiàng)十分薄弱的環(huán)節(jié)。建筑節(jié)能對于緩解我國資源壓力和發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)具有重要的作用和意義，是目前我國建筑業(yè)發(fā)展的迫切需求。

國外一些學(xué)者通過計(jì)算分析認(rèn)為，在相同居住面積和采暖溫度下，北京市住宅的采暖能耗為美國住宅采暖能耗的2～3倍。而當(dāng)時(shí)對比選取主要是以耗煤為主，目前北京六環(huán)以內(nèi)大部分住宅已實(shí)施燃?xì)夂褪姓┡癁橹?，本文選取建筑也以此兩種熱源為主，選取的住宅小區(qū)基本為2000年以后的二步、三步節(jié)能建筑，以更有針對性的分析目前節(jié)能住宅建筑供暖能耗的現(xiàn)狀。

本研究是通過對選取的區(qū)縣8個(gè)住宅小區(qū)的熱源、熱力站、管網(wǎng)、末端用戶，共上百個(gè)調(diào)研點(diǎn)著手，摸清供暖現(xiàn)狀，并對調(diào)研現(xiàn)狀進(jìn)行分析，給出節(jié)能潛力的建議。

調(diào)研范圍包括西城區(qū)、朝陽區(qū)、海淀區(qū)、大興區(qū)、豐臺區(qū)、通州區(qū)選定的共8個(gè)住宅小區(qū)的熱源、熱力站、管網(wǎng)、末端用戶，共計(jì)123個(gè)審計(jì)點(diǎn)，具體見下表。

1調(diào)研方法

本次對選取的調(diào)研點(diǎn)從供暖系統(tǒng)分析、設(shè)備能效測試、供暖能耗指標(biāo)、節(jié)能潛力分析等四個(gè)方面著手，對供熱系統(tǒng)整體能源利用效率進(jìn)行評估。

1.1供暖系統(tǒng)分析

調(diào)研住宅供暖系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備配置、小區(qū)建筑的建筑結(jié)構(gòu)及圍護(hù)信息、小區(qū)供暖系統(tǒng)的運(yùn)行管理和計(jì)量器具配置情況、高耗能淘汰設(shè)備在用情況以及供暖系統(tǒng)歷史運(yùn)行記錄的分析。

1.2設(shè)備能效測試

對供暖系統(tǒng)和供暖設(shè)備的能效進(jìn)行測試，如燃?xì)忮仩t的綜合熱效率、換熱器的換熱性能和運(yùn)行阻力、供暖循環(huán)泵的效率、負(fù)載率和功率因數(shù)、水泵變頻裝置的諧波測試、管網(wǎng)的壓降和溫降、用戶末端溫度采集以及對熱計(jì)量表計(jì)在用情況的摸底。

1.3供暖能耗指標(biāo)

調(diào)研了近幾年供暖系統(tǒng)能源消耗統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行采暖期度日數(shù)能耗指標(biāo)修正，分析系統(tǒng)能源消耗結(jié)構(gòu)變化；計(jì)算住宅建筑的單位面積耗熱量指標(biāo)、單位面積耗氣量指標(biāo)、單位面積耗電量指標(biāo)、單位面積供暖系統(tǒng)補(bǔ)水量指標(biāo)并進(jìn)行對標(biāo)評價(jià)；收集建筑物耗熱量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并與建筑物節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行對比評價(jià)。

1.4節(jié)能潛力分析

通過數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場調(diào)研，從管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能的角度分析各住宅建筑供暖系統(tǒng)節(jié)能潛力，并提出節(jié)能建議。

2 調(diào)研方式

通過資料收集、現(xiàn)場調(diào)研、能耗平臺調(diào)取、設(shè)備測試等方法了解住宅供暖建筑的情況。

3調(diào)研結(jié)果

3.1供暖季能耗指標(biāo)

審計(jì)對象供暖系統(tǒng)熱源只有兩種形式，一種為自有燃?xì)忮仩t房，使用天然氣為燃料，一種為外購熱力形式，只有熱力站，無鍋爐設(shè)備。

根據(jù)北京市鍋爐供暖節(jié)能中心研究成果以及《供熱系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50893-2013），對供暖系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)要求如下：

1）單位面積耗熱量指標(biāo)要求在0.23～0.35GJ/m2.a之間；

2）單位面積耗氣量指標(biāo)要求在8～12m3/m2.a之間；

3）單位面積耗電量指標(biāo)要求燃?xì)忮仩t房在1.5～2.0kWh/m2.a之間，熱力站在0.8～1.2kWh/m2.a之間；

4）單位面積供暖系統(tǒng)補(bǔ)水量一級供熱管網(wǎng)小于15 L/m2.a，二級供熱管網(wǎng)小于30 L/m2.a。

各小區(qū)供暖系統(tǒng)2016～2017供暖季能耗指標(biāo)匯總?cè)缦拢?/p>

3.2節(jié)能潛力分析

4.結(jié)論

（1）本次調(diào)研中的各小區(qū)供熱系統(tǒng)單位面積耗氣量/耗熱量指標(biāo)基本符合節(jié)能規(guī)范要求，供熱情況較好。

1）以燃?xì)忮仩t房為熱源的單位，單位氣耗指標(biāo)在5.91～9.01 m3/m2.a之間波動(dòng)，本次調(diào)研選取小區(qū)建筑年代基本為2000年以后的二步、三步節(jié)能建筑，單位氣耗指標(biāo)均優(yōu)于或者在限定值范圍內(nèi)，整體情況良好。

各小區(qū)供熱系統(tǒng)單位面積耗電量指標(biāo)均超出限定值要求，指標(biāo)偏高，主要原因是系統(tǒng)運(yùn)行普遍存在一定的“小溫差、大流量”現(xiàn)象，水泵未處于高效工況點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行電耗指標(biāo)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

單位面積耗水量指標(biāo)均低于限定值。

2）以外購熱力為熱源的單位，G小區(qū)無數(shù)據(jù)指標(biāo)。H小區(qū)單位面積耗熱量指標(biāo)0.37 GJ/m2.a超出限定值，耗熱量偏高，分析原因主要是由于小區(qū)下供下回雙管系統(tǒng)存在垂直失調(diào)問題，遠(yuǎn)端得熱量不足，因此加大了供熱量；單位面積耗電量1.34 kWh/m2.a高出指標(biāo)要求范圍，系統(tǒng)電耗偏高；單位面積補(bǔ)水量指標(biāo)3.71 L/m2.a處于限定值范圍，較為合理。

（2）通過本次調(diào)研，對住宅小區(qū)供熱系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

1）供熱鍋爐采用煙氣冷凝余熱回收后，排煙溫度降低，鍋爐綜合熱效率明顯提高，降低了系統(tǒng)綜合能耗；

2）供熱系統(tǒng)普遍存在 “大流量、小溫差”現(xiàn)象，水泵未處于高效工況點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行電耗指標(biāo)偏高。主要原因有三種：水泵開啟數(shù)量過多；水泵選型不合理；水泵電機(jī)未采用變頻控制或控制參數(shù)設(shè)置不合理。

3）已進(jìn)行熱計(jì)量改造的小區(qū)，由于熱計(jì)量涉及采集點(diǎn)、閥門管線較多，均不同程度的出現(xiàn)了結(jié)算表故障、戶用通斷閥、溫控器失聯(lián)，未能上傳等問題，致使部分樓棟熱量表數(shù)據(jù)缺失或失真，對耗熱量指標(biāo)分析產(chǎn)生影響。

各供熱單位對供熱系統(tǒng)的節(jié)能技改較為重視，技改后均取得了一定的節(jié)能效果。但是卻普遍忽視供熱管理節(jié)能和節(jié)能技改后的跟蹤分析。從管理節(jié)能角度，供熱單位應(yīng)深入開展節(jié)能工作，建立完善的能源管理體系，以“能源”為核心進(jìn)行節(jié)能控制管理，通過明確職責(zé)、分析策劃、檢查評審等方式規(guī)范體系的運(yùn)行；從節(jié)能技改角度，如電機(jī)變頻改造、鍋爐氣候補(bǔ)償、用戶熱計(jì)量等，使用得當(dāng)均可起到明顯的節(jié)能降耗的效果。如果效果不及預(yù)期，應(yīng)深入分析、查找原因、持續(xù)改進(jìn)，而非棄置不用，投入了資金卻成了虛設(shè)。

作者簡介

趙國防，男，1980.05.29，本科，熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，河北工業(yè)大學(xué)，工作職位：咨詢師，主要工作：能源審計(jì)、碳核查、清潔生產(chǎn)審核、節(jié)能評級評價(jià)。

（作者單位：中競同創(chuàng)能源環(huán)境科技集團(tuán)股份有限公司）