1、住宅供暖方式發展的原因和必然性
住宅的供暖問題,目前正處在發生圈套發展的時期。原有傳統供暖方式的缺陷日益突出,新的供暖方式不斷涌現, 多種供暖方式可能會并存。對此,無論人技術信息方面,還是從技術條件方面,設計單位都顯得準備不足。
發生“較大發展”,主要有以下因素在起作用:
①能源結構的變化。單一的以燃煤作為供暖熱源的格局已經改變,電力、燃氣、和燃油都有條件作為供暖熱源,輥 電熱和燃氣更適合較為分散的集中供暖或單望獨立供暖,這就沖擊了設置規模很大的集中供暖熱源及系統的傳統觀念。
②節能和物業管理要求。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開發商和物業公司的利益因素。單戶獨立式供暖不需設置區域集中熱源和客網,可以簡化建設程序和物業管理, 因系統規模較小又可避免集中系統室溫的冷熱不均。
④可用于單戶較為分散的集中供暖的新設備不斷推出,以及國內外廠商所進行的大規模營銷活動。
⑤集中供暖低標準的供暖期和供暖溫度,系統的失調,以及單一的冬季供暖功能,已不能適應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傳統的散熱器供暖方式,已不能適應居住者日益提高的裝飾要求。
任何一種供暖方式,都會有其特定的優勢和弊病,設計者的責任,就是要根據具體工程條件,將所采用供暖方式的優 勢充分加以發揮,盡可能減少其弊病。
2、集中供暖系統及其需要解決的問題
新的《住宅設計規范》(GB50096-1999),對于集中供暖系統的提法,憶在原規范的基礎上有所“后退”。1987年 規范的提法是高層和中高層“應設”、多層和低層“宜設”。新規范則一律提為“宜設”。
規范中“宜”的用語是指:允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做。這就表明編制組的下列觀點:雖然某些地區 具備燃用燃氣、油或使用電熱的條件,便于發展單戶獨立式供暖系統,但由于總體能源結構、能源的總效率、供暖質量、環境 保護、防火和安全保障、衛生條件、建筑造價和供暖費用等諸多因素,以及集中熱泊的現狀和潛力,就全國范圍而言,以城市 熱網、區域熱網或較大規范的集中鍋爐房為熱源的集中系統,可能仍是城市住宅供暖方式的主體。而且,即使采用電力、燃氣 作為供暖熱源,也可以設置不同供熱規模(例如一幢或數幢住宅)的集中系統。
但是,對于集中供暖系統,也不能停留在傳統做法上,需要解決一系列問題:
①除城市熱電聯產的集中供熱外,不同規模的燃煤鍋爐房,由于環保要求面臨煤改氣的任務。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更加突出。煤改氣以后,供熱規模數百萬m2的地區供熱廠似乎已無必要 。供熱規模較小的燃氣或電熱集中熱源,已有不少成功的范例。
②當采用城市熱網或地區供熱廠為熱源時,其二級換熱站的供熱規模,宜趨向于小型化,以利于二次管網的水力平衡和調節。
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的室內供暖系統制式,并涉及整體供熱管 網和熱源系統。
④系統失調、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實的節能潛力。北京市正在制定《集中供暖住宅分戶熱計量設計技術標準》,并編制相關的示范設計和標準構造圖,以作為政府令的技術支撐。
分戶熱計量的難點,可能主要并不在于眾所關注的供暖系統制式或熱量表開發等方面,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,就相當于設計耗熱量的5%左右,相當于供暖期平均耗熱 量的15%左右,由于此因素,不僅難以合理確定設計熱負荷,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戶內系統的管道布置,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敷 設的辦法,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量、運行和管理水平,會有更高的要求。供熱部門應有適當的憂患意識,并作為重點工作的重要內容 ,啟動供熱部門自身的技術準備和改造工作。
④除了一戶一表匠分戶熱計量方式之外,還應探索較為簡易和更適合國情的其它合理分攤供暖費辦法。
⑤認為分戶熱計量可以“管制”用戶并能自然解決拖欠供暖費問題,以及對節能效果的過高估計,可能是認識上的誤區。
4、關于燃氣單戶供暖方式
首先改變集中供暖一統天下的,是燃氣單戶供暖方式。更適合于分散的別墅類住宅的供暖方式,被許多房地產開發商所看 好,應用于多層甚至高層住宅,在一段時間內形成了一種“熱潮”,至今仍有強勁的勢頭。
任何事物的存在和發展,都有其相對的合理性。
僅以供暖費用而言,根據北京地區節能第二步目標,住宅建筑耗熱量指標應不超過20.6W/m2,按供暖日數125d 、日運行時數24h/計算,總耗熱量為61.8Wh/m2,采用單戶燃氣壁掛爐,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勢。因此雖有“將供暖負擔轉嫁給用戶”的非議,但還是能得到用戶的認可。
現在,應重點注意4個問題:
①燃氣比燃煤雖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,其燃燒產物如CO2,NO2,CO等,對于區域空氣環境質量的影響不可低估。據北京市環境保護科學研究院對曙光小區高層住宅的測試,NOx濃度有樓層中上部偏高的趨勢,在風力不大不易擴散時,最高可超過標準近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,燃氣供暖爐一般設置于空間不大的廚房或陽臺,緊鄰居住空間,由于多種原因,爆炸的事故時有發生,據報道,在道里區北六道街15和17號樓共200多戶燃氣供暖爐中,1998年供暖期到1999年1月10日為止,先后發生7次爆炸事故。以后又發生一次。其它地方也曾發生過類似事故。因此,應盡快制定技術標準加以規范,并嚴格選擇有較高安全保障的產品。
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常可見到,偏大熱容量必然配置偏大的循環水泵,不僅使熱效率降低和增加電耗,在熱容量遠大于供暖負荷的情況下,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,并解決好設置于住宅住宅戶外公共空間內的管道防凍問題。
其實,燃氣單戶供暖也并不僅限于燃氣供暖熱水爐一種方式,例如還有:
①燃氣熱風供暖爐。每戶一臺,加熱后空氣用風管送入各房間,有組織或無組織地回到熱風供暖爐往復循環,并可混入適量新風。例如:有國外進口的一種成套設備,連風管在內每套價格約8000元。據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。方式雖風管要占用一定空間,熱舒適度也相對不發其它供暖方式,但系統較燃氣供暖熱水爐有所簡化,且具備較好的功能擴展條件,例如:可在送風管系上增設 裝置,也可配置戶用風冷型直接蒸發式空調機組的冷卻器,利用同一風系統實現有新風的夏季供冷和冬季供暖的結合,事 實上有此種成套的進口設備,價格有可能控制在15000元左右。
②燃氣紅外線幅射供暖。燃氣在燃燒室燃燒后,高溫的燃燒產物和被加熱后的空氣,流經在風機的負壓端的散熱 管后排出室外,散熱管結合室內裝飾敷設于房間上部,表面最高可達到250℃,以紅外線傳遞熱量。方式如處理處理得當 ,其熱什么度、節能效果和安全性,以及系統和設施的簡單配置,可能會優于燃氣供暖熱水爐或燃氣熱風供暖爐。但方式 在北京尚未用于住宅試點工程。
5、關于電熱供暖的可行性問題
5.1 近年來,全國許多地區電力供應充足,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日發出《關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惠政策的通知》。北京地區某些住宅小區,已開 始推行電熱供暖。電熱供暖方式下室溫調節和控制的實施,環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。由于電力供應條件的大趨勢,電能用于供暖,可能會有較大的發展。但是,還應對電力供應的宏觀發 展前景,進行全面評估,才能合理地擴大應用。
5.2 電熱供暖是否可行?首要問題是運行費用能否接受。可作以下測算:
同樣根據北京地區節能第二步目標住宅的建筑耗熱量指標計算,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,低于集中燃氣鍋爐房28元/m2的熱價。
當然,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 煤或燃氣鍋爐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
熱電聯產供熱 - 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,是燃氣的2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連續保持室溫的耗熱量、電-熱直接轉換(制熱系數1:1)的制熱方法和采用一 般的對流傳熱供暖方式,因此,節約電熱供暖運行費用,存在著潛力,例如:
①由于調節的靈活性,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溫度場頒布 和等效熱舒適度,可節約熱能10%~20%。例如北京某試點工程采用電熱膜輻射供暖,經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達到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機外,例如還有:
①可取代燃氣供暖爐的電熱水供暖爐。含水泵、溫控器等成套設備和安裝費:4.5kW,約5800元;6kW,約6500元。
②電熱幅射供暖器。
③發熱電纜散熱器幅射供暖。
④電熱膜,可敷設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與夏季空調結合的空氣熱泵空調機。
⑥與夏季空調結合的空氣熱泵冷熱水機組。
⑦與夏季空調結合的水源熱泵(或土壤熱泵)型空調機和冷熱水機組。
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,作為較小規模供暖系統的集中熱源。
本文來自:http://www.12580ba.com/news/1/564.html