对某宿舍既有采暖系统运行能耗及探讨.doc

对某宿舍既有采暖系统运行能耗的探讨摘要：二氧化碳的过度排放引起全球气候变化，产生生态灾难，我们的既有建筑在运行过程中由于消耗大量的能源，因而在碳排放中占有很大的比重，本文通过对既有建筑既有采暖系统能耗进行定性分析，找出能耗高的原因，并指出降低能耗高的办法关键词：既有采暖；系统；能耗；分析20世纪80年代后，人们发现二氧化碳的过度排放能够引起全球气候变化，产生生态灾难。气候变化是我们当今面临的最重大挑战之一，稳定温室气体在大气中的浓度以及防止全球气候继续恶化，我们必须在认识到每年全球气候升幅不应超过2摄氏度的科学观点后，在公正和可持续发展的基础上，加强长期合作以对抗气候变化。我们认识到气候变化的重大影响，以及对一些受害尤其严重的国家的应对措施的潜在影响，并强调建立一个全面的应对计划并争取国际支持的重要性1。由此可见我们全人类已经完全认识到碳排放的严重危害性并引起高度重视，试图寻求合作减少温室气体的排放，尽量减少到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%45% 2。中国碳排放总量主要源自建筑、工业和交通等三大领域。从建筑材料生产、房屋建造、使用、维护、改造、拆除以及建筑废弃物处理的全生命周期考虑，建筑在二氧化碳排放总量中，几乎占到了50%，这一比例远远高于交通和工业领域。因此，发展低碳建筑是实现我国二氧化碳减排目标的关键，我国未来的住区建设必须走低碳发展之路3。建筑减碳既要关注建筑材料生产过程中的排碳，同时更要减少建筑运行过程中的排碳。在建筑50年70年的生命周期中，建筑材料和建造过程排碳量一般只占建筑全生命周期排碳量的20%左右，大部分碳排放发生在建筑物的运行过程中。因此，降低建筑运行过程中的能源需求将会大大减少建筑的二氧化碳排放。世界上发达国家对建筑节能工作也更加重视，并不断地修订建筑标准。我国从20世纪80年代中期开始，也越来越重视对建筑节能工作的推行，并且制定了相应的标准和法规。2007年10月28日，中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议修订通过中华人民共和国节约能源法和公共机构节能条例，并自2008年10月1日起施行；民用建筑节能条例也自2008年10月1日起施行；住房和城乡建设部提出建设领域节能减排的实施意见，国务院办公厅发出关于深入开展全民节能行动的通知，由此可知，节能减排已经成为我国的一项重要国策。各省市也根据本地区的实际情况加强了节能工作的立法和节能标准的修订和制订。比如山东省颁布了工程建设标准公共建筑节能设计标准DBJ14-036-2006和居住建筑节能设计标准DBJ14-037-2006。“十一五”期间，建设部将在全国实施建筑节能工程，围绕到2010年实现节约1亿吨标准煤目标，从新建建筑节能、既有建筑节能改造和可再生能源在建筑中规模化应用城市示范工程三个方面同时推进4。现在已到2010年，我们的节能目标能否完成，我认为既有采暖系统改造占很大一块比重。我们看一看周围的企业和单位，现在一直在高能耗采暖，他们浪费大量的紧缺能源，多排放大量的二氧化碳。下面以泰安市某宿舍区采暖系统来分析一下当前采暖系统运行能耗情况。该小区为某公司家属宿舍，1989年有三-五层宿舍楼20座，总建筑面积3000M2，1989年采用了热水集中采暖，采暖供回水设计温度为95-70，室内采暖方式为上供下回单立管采暖系统，直到现在采暖方式一直没有改变。该采暖系统目前运行状况：采暖供回水温度一般为85-70，室内温度一般达到25以上，冬天外边下着鹅毛大雪，室内基本穿着秋衣秋裤，晚上睡觉的时候经常要敞开窗户，否则感到室内闷热，可以说热量浪费严重。下面从以下几方面来分析该采暖系统。一、 设计方面的问题。1、 按不同的设计规范计算热负荷的差别建筑物耗热量指标的计算应包含围护结构的传热耗热量、空气渗透耗热量和建筑物内部得热量三个部分5。建筑物耗热量指标应按下式计算6 qH = qHT + qINF - qIH （1）式中：qH为建筑物耗热量指标，W/m2；qHT为单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量，W/m2；qINF为单位建筑面积的空气渗透耗热量，W/m2； qIH为单位建筑面积的建筑物内部得热（包括炊事、照明、家电和人体散热），住宅建筑取3.8W/m2。单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量应按下式计算：qHT =（ti-te）（iKiFi）/A （2）单位建筑面积的空气渗透耗热量应按下式计算：qINF =（ti-te）（CNV）/A （3）式中：ti为房间平均室内计算温度，原取20，现取20；te为采暖期室外平均温度；i为围护结构传热系数的修正系数；Ki围护结构传热系数，W/（m2K）；Fi为围护结构的面积，m2；A为建筑面积，m2。C为空气比热容，取0.28Wh/（KgK）；为空气密度，Kg/m2；N为换气次数，住宅建筑取0.5/h；A为建筑面积，m2；V为换气体积，m3。为比较方便，我们舍去对结果影响很小的qIH项，采暖系统原设计时采暖的室外计算温度为-9，而按照民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)规定，该地区采暖期室外平均温度在采暖期起止日期内，室外逐日平均温度的平均值为0.6；在其他条件不变的情况下，新旧热负荷比为（18-0.6）/（18+9）=64.44%，也就是说按民用建筑节能设计标准JGJ2695设计即可节能35.56%，换句话说现在运行系统能源浪费为35.56%。2、 单立管设计各居户无法自主控制的问题，该系统室内为单立管上供下回形式，立管的控制阀门设在最顶层和最底层，中间住户无控制阀门，各住户无法根据室温自主进行控制。白天上班家中无人时采暖设备照常开放，也就是说该系统一直没黑没白地开着运行，大量能源白白浪费掉。哪么它究竟能浪费多小能源呢？我们按最基本的算法，假设一天上班7小时，最起码这7小时的能源白白浪费掉，浪费的比例达7/24=29.2%，这就是我们通常所说的“大锅饭”浪费资源。二、 能源是如何浪费掉的能源主要通过三个渠道浪费掉了，一是有一项计算可知，29.2%热量在家中无人的情况下而系统照常运行白白浪费掉，二是由于人们忍受不了高温通过敞开的窗户散失掉的热量，三是超过设计室温的那一部分热量通过围护结构散失掉。三、 设备利用效率在此所说设备指热源设备、用户散热设备及所有连接管道。原设计供回水温度为95-70，现在运行温度仅有85-70，按照很保守的一种算法，设备利用效率仅有(85-70)/(95-70)=60%。其实这种算法不正确，我们知道温度越高散热系数越大，他不是一个简单的直线关系，不过那样算出来的设备利用率会更低，在此我们只是定性分析，这不影响我们的结论，我们的结论是采暖系统设备利用率很低，常年处于低效率运行状态。四、 改进措施针对这一问题一个切实可行的办法就是对用户采暖室内系统进行改造，实行分户计量。所谓分户计量，即在居民家中安装控制器和计量表，计量表又分为时间、热量和流经水量等不同计量类型，暖气关停、温度高低皆可依住户意愿自行控制，供暖企业最终按计量表显示的数字收费。这是发达国家普遍采用的方式，也是我国城市建设与改造中的新做法。虽然改造后的分户计量系统改变不了系统运行效率低的问题（因系统已建成再改造花费更大，得不偿失），但他降低了运行能耗，为住户节省了采暖费用，更为国家节约了能源。五、 实行分户计量存在的问题由于建筑本身问题，既有建筑墙体的保温效果性差，邻里之间热量传递较大，按表供暖的户一部分热量会传至相邻没按表的供暖用户中，导致按表的用户供热效果不好。计量设备的质量问题。由于制造技术的限制，国内企业制造的计量表很不过关，一是计量不准确，二是用不多长时间就损坏。改造费用问题。进行分户计量改造，住户的墙体及装修都要受损，改造一户约需5000元左右的费用，用户大部分不愿承担这部分费用。六、结论 通过对既有建筑既有采暖系统能耗的定性分析得出，既有采暖系统管网运行效率低，能源浪费严重，解决的办法就是进行分户计量改造，这种方案虽然不能克服管网运行效率低的问题，但它在尽量少增加投资的情况下能有效降低用户运行能耗，为国家节约大量能源，从而减少二氧化碳的排放，为环保事业做出贡献。参考文献：1 第一财经网. 哥本哈根气候变化会议协议全文. , 2009年12月20日2 哥本哈根世界气候大会. /view/2910877.htm. 2009年12月20日3 武涌. 绿色建筑造价并不高 节能建筑应力推外饰涂料. /news/waynews/20091228/57719.shtml, 2009年12月