北京住宅建筑供暖能耗現狀調研研究

趙國防 李志光 耿麗麗

摘 要：本論文的研究目標在于系統分析北京地區住宅供暖能耗的系統現狀、能耗特點及節能潛力分析。主要運用定性分析和定量分析相結合的方法，對北京市住宅建筑能耗現狀進行研究。通過對住宅小區供熱系統的熱源、熱力站、熱量輸配管網和熱用戶四個環節的調研，分析供熱系統熱源、熱網、熱力站及熱用戶各環節能源消耗情況，從而對供熱系統整體能源利用效率進行評估。對比各小區建筑供熱系統的能耗特點及能耗水平，尋找系統節能潛力，提出合理有效的改進建議，為推進北京市住宅小區供熱系統節能工作開展提供一定的指導，從而有效落實國家、北京市相關節能產業政策。

關鍵詞：住宅建筑；節能減排；供暖能耗；節能技術

0引言

能源是發展經濟、改善生活水平的物質基礎，節能是緩解能源緊缺最有效、最經濟的辦法，是我國資源節約型和環境友好型社會建設的一項長期而艱巨的任務。我國建筑能耗約占中國總耗能的1/3，不管是與發達國家相比，還是與我國工業、交通節能相比，建筑節能是我國節能工作中一項十分薄弱的環節。建筑節能對于緩解我國資源壓力和發展社會經濟具有重要的作用和意義，是目前我國建筑業發展的迫切需求。

國外一些學者通過計算分析認為，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。而當時對比選取主要是以耗煤為主，目前北京六環以內大部分住宅已實施燃氣和市政供暖為主，本文選取建筑也以此兩種熱源為主，選取的住宅小區基本為2000年以后的二步、三步節能建筑，以更有針對性的分析目前節能住宅建筑供暖能耗的現狀。

本研究是通過對選取的區縣8個住宅小區的熱源、熱力站、管網、末端用戶，共上百個調研點著手，摸清供暖現狀，并對調研現狀進行分析，給出節能潛力的建議。

調研范圍包括西城區、朝陽區、海淀區、大興區、豐臺區、通州區選定的共8個住宅小區的熱源、熱力站、管網、末端用戶，共計123個審計點，具體見下表。

1調研方法

本次對選取的調研點從供暖系統分析、設備能效測試、供暖能耗指標、節能潛力分析等四個方面著手，對供熱系統整體能源利用效率進行評估。

1.1供暖系統分析

調研住宅供暖系統的工藝流程及設備配置、小區建筑的建筑結構及圍護信息、小區供暖系統的運行管理和計量器具配置情況、高耗能淘汰設備在用情況以及供暖系統歷史運行記錄的分析。

1.2設備能效測試

對供暖系統和供暖設備的能效進行測試，如燃氣鍋爐的綜合熱效率、換熱器的換熱性能和運行阻力、供暖循環泵的效率、負載率和功率因數、水泵變頻裝置的諧波測試、管網的壓降和溫降、用戶末端溫度采集以及對熱計量表計在用情況的摸底。

1.3供暖能耗指標

調研了近幾年供暖系統能源消耗統計，進行采暖期度日數能耗指標修正，分析系統能源消耗結構變化；計算住宅建筑的單位面積耗熱量指標、單位面積耗氣量指標、單位面積耗電量指標、單位面積供暖系統補水量指標并進行對標評價；收集建筑物耗熱量統計數據并與建筑物節能指標進行對比評價。

1.4節能潛力分析

通過數據分析和現場調研，從管理節能和技術節能的角度分析各住宅建筑供暖系統節能潛力，并提出節能建議。

2 調研方式

通過資料收集、現場調研、能耗平臺調取、設備測試等方法了解住宅供暖建筑的情況。

3調研結果

3.1供暖季能耗指標

審計對象供暖系統熱源只有兩種形式，一種為自有燃氣鍋爐房，使用天然氣為燃料，一種為外購熱力形式，只有熱力站，無鍋爐設備。

根據北京市鍋爐供暖節能中心研究成果以及《供熱系統節能改造技術規范》（GB/T 50893-2013），對供暖系統節能目標要求如下：

1）單位面積耗熱量指標要求在0.23～0.35GJ/m2.a之間；

2）單位面積耗氣量指標要求在8～12m3/m2.a之間；

3）單位面積耗電量指標要求燃氣鍋爐房在1.5～2.0kWh/m2.a之間，熱力站在0.8～1.2kWh/m2.a之間；

4）單位面積供暖系統補水量一級供熱管網小于15 L/m2.a，二級供熱管網小于30 L/m2.a。

各小區供暖系統2016～2017供暖季能耗指標匯總如下：

3.2節能潛力分析

4.結論

（1）本次調研中的各小區供熱系統單位面積耗氣量/耗熱量指標基本符合節能規范要求，供熱情況較好。

1）以燃氣鍋爐房為熱源的單位，單位氣耗指標在5.91～9.01 m3/m2.a之間波動，本次調研選取小區建筑年代基本為2000年以后的二步、三步節能建筑，單位氣耗指標均優于或者在限定值范圍內，整體情況良好。

各小區供熱系統單位面積耗電量指標均超出限定值要求，指標偏高，主要原因是系統運行普遍存在一定的“小溫差、大流量”現象，水泵未處于高效工況點，導致系統運行電耗指標高于標準要求。

單位面積耗水量指標均低于限定值。

2）以外購熱力為熱源的單位，G小區無數據指標。H小區單位面積耗熱量指標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下供下回雙管系統存在垂直失調問題，遠端得熱量不足，因此加大了供熱量；單位面積耗電量1.34 kWh/m2.a高出指標要求范圍，系統電耗偏高；單位面積補水量指標3.71 L/m2.a處于限定值范圍，較為合理。

（2）通過本次調研，對住宅小區供熱系統進行對比分析，總結出以下幾點：

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，降低了系統綜合能耗；

2）供熱系統普遍存在 “大流量、小溫差”現象，水泵未處于高效工況點，導致系統運行電耗指標偏高。主要原因有三種：水泵開啟數量過多；水泵選型不合理；水泵電機未采用變頻控制或控制參數設置不合理。

3）已進行熱計量改造的小區，由于熱計量涉及采集點、閥門管線較多，均不同程度的出現了結算表故障、戶用通斷閥、溫控器失聯，未能上傳等問題，致使部分樓棟熱量表數據缺失或失真，對耗熱量指標分析產生影響。

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

作者簡介

趙國防，男，1980.05.29，本科，熱能與動力工程專業，河北工業大學，工作職位：咨詢師，主要工作：能源審計、碳核查、清潔生產審核、節能評級評價。

（作者單位：中競同創能源環境科技集團股份有限公司）