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计量供热若干关键问题的研究与分析 r e s e a r c ha n da n a l y s i s0 ns e v e r a l m a i ni s s u e so fm e t r j ch e a ts u p p l y 一级学科：动左王猩丛王程热塑堡 学科专业：王程垫物理 作者姓名：挂睦圈9 指导教师：昌地仨熬援呈扛竖熬援 天津大学机械工程学院 2 0 0 5 年6 月 中文摘要 中文摘要 节约能源、保护环境是2 l 世纪人类执行可持续发展战略的主题。统计表明， 发达国家的建筑能耗占国民经济总能耗的3 0 4 0 ，其中主要是供热能耗。 我国建筑能耗占国民经济总能耗的1 6 - - - 1 8 ，采暖供热能耗为1 0 左右。因 此，供热节能历来为各国政府所重视，尤其欧盟国家采取的计量供热措施，使供 热节能取得了2 0 左右的显著效果，得到了东欧和独联体各国的大力效仿。近年 来，随着我国集中供热的高速发展和供热体制改革的进行，计量供热的节能措施 也在我国北方不少城市开展了试验，并取得了不少经验，同时也出现了一些问题。 本文在较全面地研究和分析欧盟国家，特别是德国在推行计量供热中的标准，法 规，政策和实施过程中的具体措施及经验，借鉴东欧和独联体国家实行计量供热 过程中的经验，紧密联系我国的实际情况和总结几年来的试点实践，对我国在推 行供热体制改革和计量供热中的几个关键关问题进行了研究并取得了如下成果 和结论。 本文详细分析了我国和欧盟国家实行计量供热的背景和条件完全不同。因 此，在我国全面开展计量供热试点中，建议：对所选定的试点住宅建筑，应当满 足本文所提出的五个基本条件，才能取得预期的效果。即1 ，试点建筑应达到我 国“二步”或“一步”节能标准的要求；2 ，供热系统必须有很好的水力平衡， 使用热的每栋建筑和每个采暖用户都应达到采暖标准的要求并在标准的范围内 自主地调节室温；3 ，保证供热的水质达到供热标准的要求，以免对热计量装置和 温控阀门造成损害；4 ，采暖系统应正常运行一年或两年以上；5 ，对新建住宅小 区，入住率应在7 5 以上。 本文根据我国市场经济发展现状，供热企业的经济学特性，行政部门权限， 价格和财税制度，遵循价格必须覆盖成本的原则，提出了一个社会平均热价的制 定方法，其内容包括：热价成本的构成；各项成本的统计方法；利润和税收的确 定；价格的调整和管理方法以及对低收入群体的社会保障体系建立的建议。 鉴于我国历来沿用的是按供热面积收费的面积热价，而在按市场经济法则制 定的热量热价确定后，实行计量供热的建筑将根据用户的耗热量按热量热价收 费。在计量供热全面推广之前，按用热量收费与按面积收费这两种方法，将会长 期并存。为此，本文又在符合市场规律而制定的社会平均热价基础上，根据不同 类型建筑的供热设计负荷，导出了不同类型建筑的面积热价计算的通用公式。 本文还对当前国际上流行的“二部制热费分配方法的产生、内涵及作用进 行了历史的和当今应用功能的探究，澄清了我国目前所谓的“二部制热价”应确 切称为“二部制热费分配”的概念。对我国实行“二部制热费分配”方法，提出 中文摘要 了基本热费部分和实耗热费部分之间的合理比例的建议。 本文强调提出：在热计量方法的选择上，必须遵守热计量的收益应大于热 计量的付出这一原则。否则，就会形成节能不节钱的后果，给计量供热的推行造 成障碍。文中阐述了各种计量方法的原理和精度，并给出了合理选择的方法。建 议目前应当以蒸发式热分配表为主，户用热表为辅，再经过较长时间的试点，总 结经验后再逐步推广。 本文首次在我国研制成功了蒸发式热分配表，并付诸批量生产。本文作者 深入地阐明了蒸发式热分配表的基本原理，对蒸发剂和染色剂的选定，蒸发液管 的设计计算和刻度标尺刻制通用程序的编写，都有新的创建。对蒸发式热分配表 的c 值测试，在我国尚为首次。 本文在借鉴国外有关标准和经验的基础上，结合我国的实际，编制了我国 第一套用于热分配表进行热计量所必需的热量、热费分摊结算软件。并结合现场 的测试数据，对计算程序进行了多方面的考核和验证。这是蒸发式热分配表在推 广和应用中，与热费结算和热费分配的必需工具。 关键词： 集中供热计量供热 供热热价 热费分配软件 蒸发式热分配表 n a b s t ra c t a bs t r a c t s a v i n gt h ee n e r g ya n dp r o t e c t i n gt h ee n v i r o n m e n ti st h et h e m eo fc a r r y i n go u tt h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts t r a t e g yi n21c e n t u r y a c c o r d i n gt ot h es t a t i s t i c s ，t h ec o n s t r u c t i o n e n e r g yc o n s u m p t i o no ft h ed e v e l o p e dc o u n t r i e sa c c o u n t sf o r3 0 - 4 0 o ft h en a t i o n a lg r o s s e n e r g yc o n s u m p t i o n ，a m o n gw h i c ht h em a j o r i t yi st h eh e a te n e r g yc o n s u m p t i o n o u r c o u n t r y sc o n s t r u c t i o ne n e r g yc o n s u m p t i o na c c o u n t sf o r 16 - 18 i nt h en a t i o n a lg r o s s e n e r g yc o n s u m p t i o n ，a n dt h eh e a te n e r g yc o n s u m p t i o ni sa b o u t10 t h e r e f o r e ，s a v i n gf o r t h eh e a te n e r g yh a sa l w a y sb e e np a i dm u c ha t t e n t i o nb ye v e r yc o u n t r yg o v e r n m e n t e s p e c i a l l y , t h eh e a ts u p p l yc o m p u t a t i o nm e a s u r ea d o p t e db yt h ee u r o p e a nu n i o nc o u n t r i e s h a ss a v e da b o u t2 0 o ft h eh e a te n e r g yd r a m a t i c a l l y , w h i c hi sv i g o r o u s l yf o l l o w e db ye a s t e u r o p ea n dt h ec o m m o n w e a l t ho fi n d e p e n d e n tc o u n t r i e s i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i d d e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y sc e n t r a l i z e dh e a ts u p p l ya n di m p l e m e n t a t i o no ft h er e f o r mo f t h eh e a ts u p p l ys y s t e m ，t h eh e a ts u p p l yc o m p u t a t i o nm e a s u r eh a sb e e nt r i e di nm a n yn o r t h e r n c i t i e s w eg a i n sc o n s i d e r a b l ee x p e r i e n c e s ，b u tt h e r ea r es e v e r a lp r o b l e m s t h i sa r t i c l em a d e o v e r a l lr e s e a r c ha n da n a l y s i so nt h ee u r o p e a nu n i o nc o u n t r i e s ，a n de s p e c i a l l yt h es t a n d a r d s ， r u l e s ，p o l i c i e sa n ds p e c i f i cm e a s u r e sa n de x p e r i e n c e sw h e ng e r m a nc a r r i e so nt h em e t r i ch e a t s u p p l y , a n dr e f e r r e dt ot h ee x p e r i e n c e sf r o me a s te u r o p e a nc o u n t r i e sa n dc o m m o n w e a l t h i n d e p e n d e n tc o u n t r i e s ，a n di tc l o s e l yc o n s i d e r e do u rc o u n t r y sp r a c t i c a l s i t u a t i o n ， s u m m a r i z e dt h ee x p e r i m e n t si nt h er e c e n ty e a r s ，a n dw o r k e do v e rr e l e v a n tp r o b l e m si no u r c o u n t r y sc a r r y i n go u to ft h eh e a ts u p p l ys y s t e mr e f o r ma n da c h i e v e dt h ef o l l o w i n gf r u i t sa n d c o n c l u s i o n s t h i sa r t i c l ea n a l y z e dt h et o t a ld i f f e r e n tb a c k g r o u n d sb e t w e e no u rc o u n t r ya n de u r o p e a n u n i o nc o u n t r i e so nc a r r y i n go u tt h em e t r i ch e a ts u p p l yi nd e t a i l ，a n dp o i n t e do u tt h a t i m p l e m e n t i n gt h em e t r i ch e a ts u p p l yi no u rc o u n t r yn o ww a s r e s t r i c t e db ym a n yo b j e c t i v e c o n d i t i o n s t h e r e f o r e ，t h ea u t h o rs u g g e s t e dt h a tw h e nw ec a r r i e do u tt h em e t r i ch e a ts u p p l y e x p e r i m e n t si n15p r o v i n c e sa n dc i t i e so fn o r t hc h i n a ，t h ef i v eb a s i cc o n d i t i o n sh a dt ob e r e a l i z e d ，a n dt h e nw ec a na c h i e v et h ep r o s p e c t i v er e s u l t s ，i e 1 ) t h et r y i n gb u i l d i n g ss h o u l d m e e tn a t i o n a l “t w os t e p ”o r “o n es t e p ”e n e r g ys a v i n gs t a n d a r d ；2 ) t h eh e a ts u p p l ys y s t e m m u s th a v eg o o dh y d r a u l i cb a l a n c e ；3 、e n s u r et h eh e a t i n gw a t e rq u a l i t yr e a c ht h er e q u i r e m e n t o ft h eh e a ts u p p l ys t a n d a r ds oa st oa v o i dt h eh a r mt ot h eh e a tm e a s u r e m e n td e v i c ea n d t e m p e r a t u r ec o n t r o lv a l v e ；4 ) t h eh e a t i n gs y s t e ms h o u l dh a v em o r et h a no n ey e a ro rt w o y e a r so p e r a t i o np r a c t i c e ；5 ) f o rt h en e w l y - b u i l tb u i l d i n g s ，t h eo c c u p a n c ys h o u l db ea b o v e 7 5 i i i a b s t r a c t b a s e do nt h ep r e s e n td e v e l o p m e n to fo u rm a r k e t - o r i e n t e de c o n o m y , e c o n o m i cf e a t u r e s o ft h eh e a ts u p p l ye n t e r p r i s e s ，a d m i n i s t r a t i o ns y s t e mj u r i s d i c t i o n ，p r i c ea n dt a x a t i o ns y s t e m ， f o l l o w e dt h ep r i n c i p l eo ft h ep r i c em u s tc o v e rt h ec o s t ，i tp r o p o s e do n es o c i a la v e r a g eh e a t p r i c em e t h o d ，i n c l u d i n g ：c o m p o s i t i o no f t h eh e a tp r i c ec o s t ；s t a t i s t i c a lm e t h o do fe a c hc o s t s ； f i x i n go nt h ep r o f i ta n dr e v e n u e ；s u g g e s t i o no na d j u s t m e n ta n dm a n a g e m e n tm e t h o do ft h e p r i c ea n dt h ee s t a b l i s h m e n to ft h es o c i a ls e c u r i t ys y s t e mf o rt h el o w i n c o m eg r o u p s i n c eo u rc o u n t r y sh e a ts u p p l yh a sf o l l o w e dt h eh e a ta r e ap r i c e ( i ey u a n m 2 ) a l la l o n g ， a f t e rt h eh e a tq u a n t i t yp r i c ew a sf i x e da c c o r d i n gt ot h em a r k e te c o n o m i cr u l e ，b u i l d i n g sm a t i m p l e m e n tt h em e t r i ch e a ts u p p l yw i l lf o l l o wt h eh e a tq u a n t i t yp r i c e ，w h i l eb e f o r et h em e t r i c h e a ts u p p l yi ss p r e a dc o m p l e t e l y , t h et w om e t h o d s ，i e h e a tq u a n t i t yp r i c ea n da r e ap r i c ew i l l b ei nc o - e x i s t e n c ef o rl o n gt e r m t h e r e f o r e t h i sa r t i c l ed e d u c e dt h eu n i v e r s a lf o r m u l at h a t c o m p u t e st h eh e a tq u a n t i t yp r i c eo fb u i l d i n g so fd i f f e r e n tl o a d so nt h es o c i a la v e r a g eh e a t p r i c et h a ta c c o r d sw i t ht h em a r k e tr u l ea n dt h eh e a ts u p p l yd e s i g nl o a do fd i f f e r e n t b u i l d i n g s m a d es o m ei n v e s t i g a t i o no nt h eo c c u r r e n c e ，m e a n i n ga n dh i s t o r i ca n dp r e s e n tf u n c t i o n s o ft h e “t w o - p a ns y s t e m ”h e a te x p e n s ed i s t r i b u t i o nm e t h o d ，w h i c hi sp o p u l a rn o w a d a y si nt h e w o r l d a n dm a d ei tc l e a rt h a to u rc o u n t r y sp r e s e n t “t w o - p a r th e a tp r i c e ”s h o u l da c t u a l l yb e c a l l e da s “t w o - p a r th e a te x p e n s ed i s t r i b u t i o n a sf o rt h em e t h o do fi m p l e m e n t i n g “t w o p a r th e a te x p e n s ed i s t r i b u t i o n i tp r o p o s e da p p r o p r i a t ep r o p o r t i o nb e t w e e nt h eb a s i c h e a te x p e n s ep a r ta n dp r a c t i c a lc o n s u m p t i o ne x p e n s ep a r t i nt h i sa r t i c l e ，i tp o i n t e dt h a to nt h es e l e c t i o no ft h eh e a tc o m p u t a t i o nm e t h o d ，t h e p r i n c i p l eo ft h ei n c o m ef r o mt h eh e a tc o m p u t a t i o ns h o u l dh i g h e rt h a tt h ec o s to ft h eh e a t c o m p u t a t i o n ，a n do t h e r w i s e ，t h ee n e r g yi ss a v e d ，w h i l et h em o n e yi sn o ts a v e d ，w h i c hw i l l b e c o m et h eo b s t a c l et oi m p l e m e n tt h em e t r i ch e a ts u p p l y t h i sa r t i c l ee x p a t i a t e do nt h e p r i n c i p l e sa n dp r e c i s i o n so fv a r i o u sc o m p u t a t i o nm e t h o d sa n dp r o p o s e dp r o p e rc h o o s i n g m e t h o d ，a n dg a v et h ee x a m p l e s i ts u g g e s t st om a i n l yu s i n gt h ee v a p o r a t i o nh e a td i s t r i b u t i o n m e t e rn o w , a n dt h ef a m i l yh e a tm e t e ra st h es u p p l e m e n t ，a n dt h r o u g hl o n g t i m ee x p e r i m e n t s ， s u m m a r i z i n gt h ee x p e r i e n c ea n d t h e ne x t e n d i n gi tg r a d u a l l y i ts u c c e s s f u l l yd e v e l o p e dt h ee v a p o r a t i n gh e a td i s t r i b u t i o nm e t e rf o rt h ef i r s tt i m ei no u r c o u n t r y , w h i c hh a v eb e e np u ti n t ob a t c hp r o d u c t i o n t h ea u t h o ro ft h i sa r t i c l ei l l u s t r a t e dt h e b a s i c p r i n c i p l eo f t h e e v a p o r a t i n gh e a t d i s t r i b u t i o nm e t e ra n dd e l i v e r e ds o m en e w c o n t r i b u t i o n so nt h es e l e c t i o no ft h ee v a p o r a t i n ga g e n ta n dc o l o r i n ga g e n t ，d e s i g na n d c a l c u l a t i o no ft h ee v a p o r a t i n gf l u i dt u b ea n dc o m p i l i n go fu n i v e r s a lp r o g r a mf o rt h es c a l eo f t h eg a u g e t h ec v a l u et e s to ft h ee v a p o r a t i n gh e a td i s t r i b u t i o nm e t e ri st h ef i r s tt i m ei no u r c o u n t r y 竺! 堡垒翌 i nt h i sa r t i c l e ，i te o m p i l e so u r c o u n t r y sf i r s ts o f t w a r ef o rt h eh e a tq u a n t i t ya n de x p e n s e d i s t r i b u t i o ns e t t l e m e n tn e e d e db yh e a td i s t r i b u t i o nm e t e rc o m p u t a t i o nb a s e do n r e 蠡；r e n c eo f r e l e v a n to v e r s e as t a n d a r da n de x p e r i e n c e sa n d c o m b i n i n go u rp r a c t i c e i tc o n ( 1 u c t e dv 撕o u s a s s e s sa n dv e r i f i c a t i o no nt h ec o m p u t a t i o n p r o g r a mc o m b i n gw i t ht h ef i e l dt e s td a t a i ti s 也e c o m p u l s o r yt o o l smt h es p r e a da n da p p l i c a t i o no ft h ee v a p o r a t i n gh e a td i s t r i b u t i o nm e t e r h e a tc o s ts e t t l e m e n ta n dh e a tc o s td i s t r i b u t j o n k e y w o r d s ：c e n t r a l i z e dh e a ts u p p l y m e t r i ch e a ts u p p l y h e a ts u p p l y p r i c e h e a tc h a r g ed i s t r i b u t i o ns o f t w a r e e v a p o r a t i n gh e a td i s t r i b u t i o nm e t e r v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果，除了文中特别加以标注和致射之处外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得蠢洼盘堂或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 繇社唬? 一期：细石日 学位论文版权使用授权书_ 本学位论文作者完全了解苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丕盗盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 一躲和屹1 签字日期：易m r 年o6 ，月2 6 日 旯胁乞夕黝 导师签名： 。 签字日期：p 夕年石月 第一章研究课题的由来 1 1 人类、能源与环境 自从1 8 世纪6 0 年代工业革命以来，由于世界人口急剧增长，物质生产迅速 扩大，人们大量消耗着化石燃料，这在把人类从农业文明推向工业文明，以至跨 进了今天的知识文明的同时，使人类索取资源的速度超过了资源本身及其替代品 的再生速度；人类向环境排放废物的数量超过了环境的自净能力，因此，也就严 重的破坏着人类赖以生存的大气环境和生态环境。这就成了人类在发展物质牛产 和经济活动的同时又不得不面对新的挑战。 一 化石燃料的无节制和不合理地使用，使二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉 尘向大气中大量排放；森林的大量砍伐、酸雨对森林、植被的破坏又减少了绿色 植物对大气中二氧化碳的吸收，致使温室效应产生。大气变暖并严重危胁着人类 的生存和发展。 1 9 7 2 年6 月联合国在斯德哥尔摩召开了“人类环境会议”【1 】与会的有1 1 3 个 国家，通过了人类环境宣言，唤起了全世界对环境问题的注意。这次会议对人 类环境来说是一个里程碑，她宣告“人类只有一个地球，保护地球环境是人类的 共同责任”。 1 9 8 7 年9 月，2 4 个国家谈判签署了“蒙特利尔议定书”，对氟氯烃的生产和 使用，提出了限制和逐步不再使用的日程表，到1 9 9 0 年l o 月已有6 4 个国家批准 了蒙特利尔议定书。同时，1 9 8 8 年1 1 月在德国汉堡召开的全球气候变化会议强调 指出：如果“温室效应 不被阻止，世界将在劫难逃。 面对当今的发展危机、能源危机、环境危机促使人类对传统的发展战略进行 反思，终于使人们认识到：要解决人类面临的各种危机，只有改变传统的发展方 式，实施可持续发展战略，才是积极的出路。 1 9 9 2 年0 6 月，在联合国世界环境与发展委员会主持下，在巴西里约热内卢 召开了联合国历史上空前的，由世界1 7 8 个国家和地区的代表参加的“第一次地 球首脑会议”一联合国环境与发展大会，这次大会把可持续发展战略列为全球 发展战略，通过了贯穿着可持续发展思想的里约宣言、2 1 世纪议程等重要 文件。至此，使可持续发展战略思想在各国取得了合法性。这些文件体现了当今 人类社会关于可持续发展的新思想，反映了环境与发展领域开展合作的全球共识。 为了2 l 世纪的地球免受气候变暖的威胁，1 9 7 7 年1 2 月，1 4 9 个国家和地区 的代表在日本京都召开联合国气候变化框架公约缔约方第三次会议，通过了 旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的京都议定书。京都议定 书规定，到2 0 1 0 年，所有发达国家排放的二氧化碳等6 种温室气体的数量，要比 1 9 9 0 年减少5 2 。 2 0 0 2 年8 月2 6 日，联合国又在南非约翰内斯堡召开“第二届地球首脑年会”， 由1 0 4 位国家元首或政府首脑、6 万多名代表出席。我国由朱镕基总理出席，并 在会上宣布我国已于1 9 9 8 年5 月2 9 日签署了该议定书。在大会正式通过的政治 宣言中说：我们深深感到，迫切需要为下一代创造一个更加光明、充满希望的新 世界。 人类要实现真正的“可持续发展”，可能和实现“持久和平 一样任重而道远 2 1 。当我们今天在创造财富时尚不能离开时，热能工作者将肩负着多么重要的节 约能源和保护环境的任务，为祖国和世界创造一个蓝天碧水、生机勃勃、万象更 新的新世界。 1 2 世界与我国的能源状况及建筑节能 1 2 1 世界的能源结构与环境 根据2 0 0 2 年世界能源统计评论资料【3 】2 0 0 2 年世界一次能源消耗总量为 1 9 2 0 6 亿吨标准煤，其构成比例是： 能源种类石油天然气煤炭核能 可再生能源 百分比 4 0 32 3 12 0 99 85 9 根据国际能源机构( i e a ) 公布的世界2 0 0 0 年能源消耗的构成和2 0 1 0 年能源 消耗构成的预测，其数据为【1 】： 时问能源种类石油天然气煤炭 核能可再牛能源 2 0 0 0 年百分比 3 8 02 2 12 8 76 9 3 6 预计2 0 1 0 年百分比 3 7 22 3 52 9 16 54 1 预计2 0 2 0 年百分比 2 7 82 0 9 2 4 15 82 1 4 由这些资料可知，至2 0 0 2 年和2 0 0 0 年，化石燃料仍分别占世界一次能源消耗 构成的8 4 3 和8 8 8 ，即使到2 0 1 0 年和2 0 2 0 年，以化石燃料为主的世界能源消耗 构成仍不会有明显的改变，分别为8 9 8 和7 2 8 。国际能源机构还预测，到2 0 1 0 年世界的二氧化碳排放总量不仅不会减少，而且会由2 0 0 0 年的2 5 0 1 亿嘲增加到 3 1 0 9 亿嚷。 现已查明，引起温室效应的气体除二氧化碳外还有氟氯烃、甲烷、氨、氮氧 化物( n 0 。) 、硫的氧化物( s o 。) 、臭氧和水蒸气等。但二氧化碳对温室效应的贡 献是主要的，约为总贡献的6 0 ，其它气体占4 0 。但不同化石燃料燃烧时，二 2 氧化碳对大气的排放强度是不同的。一般用排放系数来表示：煤炭为0 7 5 6 0 t - c t e e 、石油为0 5 8 5 9t - e t e e 、天然气为0 4 4 7 8 t e t e e t 引。 对世界环境的威胁丰要来自化石燃料的燃烧。而且首要的污染源是煤炭，而 石油和天然气居次要地位。所以人们常把石油和天然气称谓优质能源。在发达国 家和发展中国家，其煤炭和优质能源在一次能源的消费结构中是存在很大差异的。 从表1 2 1 中可以看出，发达国家煤炭在一次能源的消费结构中仅占9 5 - 3 5 8 ， 而在我国和非洲则可达到7 5 和7 6 。这一结构的不同对环境影响就造成了完全 不同的结果【1 0 1 。 表1 - 2 。1 发达国家能源消耗结构( ) 嘲 能源类美国日本德国法国 别 石油4 1 35 8 53 6 74 0 9 天然气 2 3 81 0 51 5 61 2 0 煤 2 3 41 7 03 5 89 5 水电 3 64 30o 3 核电7 69 71 0 o3 7 2 其它0 31 9o 1 根据日本 杂志的一份研究报告认为：到1 9 9 8 年，世界的石油确认储量 约为1 0 3 4 7 亿桶，按照1 9 9 8 年的原油产量，只能供人类开采4 3 年；世界天然气 的储量约为5 1 4 5 兆立方英尺，按照1 9 9 8 年的天然气产量，只能供人类开采6 2 年；而煤的储量约为9 8 4 2 亿吨，按照1 9 9 8 年的煤产量，可供人类开采2 0 0 年【4 】。 这些数据说明，到本世纪中叶，石油和天然气将趋于枯竭，而在人类还没有发现 和制造出新的和可代替煤的清洁能源以前，煤仍然是承上启下的最可靠的过渡能 源，那么，人类在征服燃煤对大气的污染斗争中，热能工作者仍肩负着重大的使 命。 至今，为克服燃煤对大气的污染，尽管人类在煤的洁净燃烧技术、煤的气化 和液化技术方面都取得了可喜的进展，但要经济地大规模的应用尚需时日，节约 用煤和提高利用效率仍是当前的重要任务。 1 2 2 国外建筑的耗能与节能 在欧美发达国家中，建筑的能耗与工业、农业和交通运输的能耗并列，属于 民生能耗，它占全国总能耗的比例很高。按照国际惯例，建筑能耗是指民用和商 业建筑的能耗，它包括采暖、通风、空调、照明、炊事、家用电器和热水供应的 能耗，一般占全国能源耗费总量的3 0 - - 一4 0 。其中采暖能耗占主要地位。例如德 国，在1 9 9 8 年各部门的终端能源消耗中，用于房屋采暖和生活热水的终端能耗就 占3 6 8 蝌9 1 。自2 0 世纪七十年代的两次世界能源危机和后来的环境危机以及世界 可持续发展战略的形成，建筑节能成了各国节能的热点，尤其是建筑采暖的节能。 建筑节能的含义，是在保证和提高建筑使用舒适性的前提下，通过合理和有 效地使用能源以达到节能的目的。主要手段，一是加强房屋围护结构的保温，降低 房屋的热耗；二是优化采暖系统、提高供热效率和实行计量供热，调动用户的节 能意识进行节能。 二十年来，欧盟各国对建筑节能十分重视，它们一次次修改建筑标准，降低 能耗，使建筑节能取得了显著效果。如法国现行标准已是第三个节能2 5 的标准， 外墙和屋面的传热系数已分别达到o 5 4 和0 3 5w m 2 ；英国标准在能源危机前 外墙传热系数限值为1 6 w m 2 ，经过三次修订标准后，现已降到0 4 5w m 2 ； 丹麦经过4 次修订标准后，外墙和屋面的传热系数已分别降到0 3 , 5w m 2 和0 2 w n 1 2 ；芬兰已分别降到o 2 8w m 7 和0 2 2w m 2 ：瑞典为0 3w m 2 和 0 2w m 2 1 德国经过三次修订的现行标准，外墙传热系数限值为o 5w m 2 ， 屋顶0 2 2w m 2 ，外窗0 7w m 2 ，而德国每年的采暖期是从9 月1 日至 次年的5 月3 1 日，长达9 个月【6 】o o ：但在我国，即是按照1 9 9 5 年国家颁布的二 步节能标准要求，如北京的外墙和屋面的传热系数也分别是1 1 6w m 2 和0 8 w m 2 。 在采暖系统上，欧盟各国除了提高锅炉燃烧效率和管网的热输配效率外，还采 用了计量供热技术，即对用热进行热计量和基于用热量进行收费的方法，使采暖能 耗降低了1 5 3 0 。1 9 9 3 年欧盟颁布了s a v e 导则9 3 7 6 e e c ，要求各成员国通 过提高能效来节约能源，减少对温室气体二氧化碳的排放，并贯彻实施对采暖、 生活热水和空调按照实际消耗的能量进行付费的计划。对采暖来说也就是实行我 国所说的计量供热。据估计，仅在欧盟1 2 个成员国中实行热计量并按照热耗收费， 每年就可以节能2 7 0 万吨标准煤，从而减少6 8 0 万吨的二氧化碳排放量。另外， 据德国最大的m i n o l 能源服务公司在2 0 0 0 - - 2 0 0 1 年的采暖季中，对它所服务的 4 5 万栋房屋，6 0 0 多万家住户的统计分析，计量供热的节能效率可达1 8 - - - 2 0 。 每年节省的能量达到了1 3 0 亿k w h ，这些能量足以供给9 0 3 万个家庭一年的采暖 和生活热水，这相当于一个2 0 0 万人口的大城市。同时，节约的水量为3 7 0 0 0 万 吨，相当于4 6 1 万户一年的用水量，同样相当于个大城市一年的用水量。并且， 还可以减少3 0 0 万吨的二氧化碳排放量【1 1 】。这些事实都说明，欧盟各国在实施建 筑节能和推行计量供热对节约能源和保护生态环境所产生的重要作用。 4 1 2 3 我国的能源状况与建筑节能 我国是一个人口众多的发展中国家，能源资源的总储量相对不足，人均能源储量不到世 界人均储量的一半。到2 0 0 0 年为止，我国已探明的能源总储量约占世界能源总储量的 3 9 。就技术可开发的总储量而言，只占2 5 。就分类而论，原煤占2 9 ；原油占0 6 ； 天然气占o 1 ：水能占1 6 4 。自上个世纪8 0 年代以来，由于我国囡民经济的快速发展， 能源的生产飞速发展，目前已是世界能源生产的大国，2 0 0 0 年我国能源的总产量，已达 到世界能源生产总最的l o 1 ，排位世界第三。在能源消费上，占世界能源总消费的9 ， 仅低于美国而居世界第二。表1 2 3 1 列出了我国2 0 0 0 年能源生产和能源消费的情况i 引。 由表1 2 3 1 可以看出，我国在2 0 0 0 年的总能源消费中，煤炭所占的比重仍高 达6 7 0 ( 在世界上仅低于南非的7 6 ) ，而石油和天然气比例只占2 6 1 。 表1 - 2 2 我国2 0 0 0 年一次能源的生产和消费情况 类别能源生产总量原煤原油天然气水电 ( 万吨标准煤)( 万吨) ( 万吨)( 亿立方米)( 亿千瓦时) 能源生产鼍1 0 9 0 0 09 9 8 0 01 6 3 0 02 7 7 3 02 2 2 4 各项构成6 7 2 2 1 4 3 4 8 0 能源消费量1 2 8 0 0 01 2 0 0 6 22 11 4 52 7 7 32 2 2 4 各项构成 6 7 0 0 2 3 6 2 5 6 9 ( 来源：国家统计局，中国统计摘要) 这样的能源消费结构，在当今与发达国家相比应该说是很不合理的。从表 1 2 2 中可以看出，在发达国家中，煤炭和石油及天然气在国家能源总消费中所占 的比例：日本为1 7 和6 9 ；美国为2 3 4 和6 5 1 ：法国为9 5 和5 2 9 。形 成这一结果的主要原因，是和我国能源资源以煤为主的结构分不开的。为了改变 这一能源消费结构状况，我国政府和能源工作者曾付出了极大的努力，把煤炭从 1 9 9 0 年所占国民总能消费中所占比例的7 6 1 9 降到2 0 0 0 年的6 7 0 ，整整花了l o 年的时闭川。 5 在1 9 9 9 年国家科委召开的能源高峰会上，专家们的共识是，我国以煤为主的 能源结构3 0 年不会改变 1 2 】。这将给我国的能源效率、能源的经济效益以及节能 与环境保护都带来了巨大的挑战。煤与其它能源相比，效率低，污染严重，且交 通运输量大。我国每年煤炭的铁路运输量占到每年铁路运输总量的6 0 左右( 如： 1 9 9 9 年，5 9 3 ；2 0 0 0 年，6 1 4 ) 【3 1 。以煤炭为主的能源结构使得能源效率比以油 气为主的能源效率低8 1 0 【1 5 j 。 据分析，我国1 9 9 7 年的能源系统( 从开采、中间环节到终端利用) 总效率只 有1 0 3 ，其中