摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,必然更加的要求人與自然和諧相處,期望達(dá)到"天人合一"的發(fā)展模式。這就要求我們必須從各個能源消耗系統(tǒng)入手,盡最大努力,既滿足我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的需求,又盡量減少由于使用能源對我們賴以生存的環(huán)境所造成的危害與破壞。具體針對采暖系統(tǒng)而言,在掌握大量可靠的第一手資料的基礎(chǔ)上,對各種常見的采暖系統(tǒng)進(jìn)行分析研究,建立合理的評價指標(biāo)體系,根據(jù)實(shí)際條件的具備情況和決策時考慮的側(cè)重點(diǎn)的不同,給出實(shí)際情況下的最為優(yōu)化與適宜的采暖方式,并進(jìn)一步結(jié)合整個城市的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),調(diào)整優(yōu)化整個城市的采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)整個城市的可持續(xù)發(fā)展能力。
關(guān)鍵字:采暖系統(tǒng) 采暖方式 建筑節(jié)能 能源結(jié)構(gòu)
一 采暖方式評價與選擇
冬季,在我國的北方地區(qū),采暖問題一直都占有重要的地位,往往成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。這不僅因?yàn)椴膳苯优c人民群眾的切身利益相關(guān),事關(guān)社會穩(wěn)定的大局,而且因?yàn)椴膳瘑栴}的涉及面廣,存在問題的方面也比較多。
建國以后,我國以城市集中供熱為突出代表的采暖事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,取得了巨大的建設(shè)成就,城市熱化比例不斷增大。原有的采暖方式主要包括城市集中采暖與居民家庭煤爐采暖兩大類,其中城市集中熱力網(wǎng)的熱源主要是大型區(qū)域燃煤鍋爐房與燃煤熱電廠兩種形式。隨著我國社會主義事業(yè)的不斷發(fā)展,各種客觀制約條件的變化,生產(chǎn)技術(shù)能力的提高,采暖方式日趨多樣化,人們面臨的選擇也越來越多。這樣,與之相伴產(chǎn)生了一個很重要的問題,那就是面對如此眾多,特點(diǎn)不一的采暖方式時,人們該如何評價其優(yōu)劣性或者說面對一個實(shí)際的工程問題該如何選擇確定適宜的采暖方式?要清楚準(zhǔn)確的回答這個問題并不那么簡單,因?yàn)槊考挛锏拇嬖诙加衅浜侠淼囊幻妫加衅溥m用的條件范圍,到底應(yīng)該選擇那種采暖方式應(yīng)該結(jié)合眾多的實(shí)際條件具體分析,區(qū)別對待。這就需要對每種采暖方式的全系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的分析研究,然后才能全面的予以評價比較。以下分別從背景、意義、內(nèi)容、現(xiàn)在的研究動態(tài)等幾個角度予以介紹,希望眾多的業(yè)內(nèi)人士關(guān)注該項(xiàng)內(nèi)容的研究,以期盡快取得更大的進(jìn)展。
二 推動背景
2.1 城市環(huán)境保護(hù)的壓力越來越高
我國能源的構(gòu)成狀況決定了長期以來一直把煤碳作為主要能源,煤碳在一次能源中的比例約占了70%以上。 長期以煤炭作為主要能源對我國的大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。資料顯示,90%的SO2、70%的TSP、60%的NOx、85%的CO2均來自于煤炭燃燒。以下是北京市1998年空氣質(zhì)量的監(jiān)測結(jié)果: (單位:μg/m3)
污染物 SO2 TSP NOx
非采暖期 42 348 122
采暖期 252 434 201
全年平均 120 378 152
國家二級標(biāo)準(zhǔn) 60 200 50
雖然我國制定的空氣環(huán)境二級標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的同類標(biāo)準(zhǔn),但是實(shí)際監(jiān)測結(jié)果表明,我國絕大多數(shù)城市仍然難以達(dá)到此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。特別是對北方城市來說,在采暖季更是大大超過標(biāo)準(zhǔn)的好幾倍。可以說城市空氣環(huán)境問題與我國城市采暖還主要依靠煤炭直接燃燒、絕大多數(shù)燃煤采暖系統(tǒng)管理運(yùn)行水平低下、除塵消煙設(shè)施未能很好地運(yùn)行等因素息息相關(guān)。
2.2 城市能源結(jié)構(gòu)正在進(jìn)行調(diào)整
面對改善環(huán)境的壓力,我國正在規(guī)劃改變以煤為主的能源結(jié)構(gòu),計(jì)劃到2010年使我國能源結(jié)構(gòu)中煤炭的比重降到60%以下,天然氣的比重上升到8%左右,其中增加的清潔燃料部分將主要用于大型、特大型城市的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,改善這些城市環(huán)境日益惡化的狀況,增強(qiáng)其可持續(xù)發(fā)展的能力。
我國的電力供應(yīng)也已基本上扭轉(zhuǎn)了建國以來一直供不應(yīng)求、嚴(yán)重阻礙工農(nóng)業(yè)發(fā)展的局面。電力供需總量差不多平衡,但是突出的問題是電力負(fù)荷峰谷差較大。雖然長遠(yuǎn)來看,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,這種局面會很快地消失,但是近期以來,為了優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行、保證安全供電,現(xiàn)階段對電力負(fù)荷削峰填谷還是比較重要的。
城市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源供應(yīng)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)背景,使得采暖用能系統(tǒng)的選擇趨于多元化,從而使得優(yōu)化整個城市的采暖能源系統(tǒng)成為可能。
2.3 經(jīng)濟(jì)體制改革的深化迫切要求改革舊的供熱體制
我國的經(jīng)濟(jì)體制正在向市場經(jīng)濟(jì)體制過渡,住房已經(jīng)從實(shí)物分配變?yōu)樯唐坟泿呕峙洌纱藰O大的刺激了我國的房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使之成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一只重要的帶動力量。而與此相應(yīng)的采暖供熱制度卻一直沿用過去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)下的福利體制,供熱企業(yè)的采暖費(fèi)收繳比較困難,絕大多數(shù)供熱企業(yè)面臨困境,與房地產(chǎn)業(yè)的興旺發(fā)展形成了鮮明的對比。長期以來國家對采暖采取的暗補(bǔ)政策已經(jīng)與我國進(jìn)一步深化經(jīng)濟(jì)體制改革的要求不相適應(yīng)。
供熱體制的改革,必然首先要求對計(jì)量方式進(jìn)行改革,即改變過去供熱按面積收費(fèi)的"大鍋飯"方法,改為按熱計(jì)量收費(fèi)。這就使得在評價與選擇采暖方式時,其熱計(jì)量實(shí)現(xiàn)的可能性與方便性相比以前占有更為重要的地位。
2.4 建筑節(jié)能的更高要求
隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展,建筑能耗占總能耗的比重越來越大,已經(jīng)達(dá)到27%。其中約有55%為采暖能耗,是建筑能耗的最主要部分,也是浪費(fèi)最為嚴(yán)重和節(jié)能潛力最大的部分。鑒于此,選用推廣最優(yōu)化的采暖方式、對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行有效地管理、執(zhí)行合理的相關(guān)政策等來降低采暖能耗,對建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至為關(guān)鍵。我國的建筑節(jié)能程度相比發(fā)達(dá)國家還很低,但是這也從另一方面說明我國存在巨大的節(jié)能潛力,現(xiàn)階段節(jié)能的邊際成本還是比較低的,值得投入。
2.5 多種采暖方式的出現(xiàn)
隨著城市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整、采暖制度改革、建筑節(jié)能等因素的要求,現(xiàn)在出現(xiàn)了多種多樣的采暖方式。如以燃?xì)鉃槟茉吹牟膳绞剑ㄈ細(xì)庹羝?lián)合循環(huán)、大型燃?xì)忮仩t房集中供熱、小型模塊化單棟建筑或單元式燃?xì)夤帷⒎謶羧細(xì)鉅t供熱等;以燃油為能源的采暖方式,包括大中型燃油鍋爐房集中供熱、商業(yè)建筑中的直燃機(jī)等;以電為能源的供熱方式,主要有直接電熱方式(包括電暖氣與電熱膜采暖)和風(fēng)冷熱泵、集中和分戶水源熱泵、地源熱泵等熱泵采暖方式。 多種采暖方式的出現(xiàn),為人們進(jìn)行最優(yōu)化、最適宜地采暖方式地選擇提供了可能。 綜合上述的各種背景情況,現(xiàn)在的采暖方式已經(jīng)不僅僅局限于兩三種,而是有很多種選擇;選擇時要考慮的因素也越來越多,如環(huán)保能源方面、投資方面、運(yùn)行管理方面、舒適程度等等。現(xiàn)在我國正處在基本建設(shè)加速發(fā)展的時期,許多城市迫于環(huán)境保護(hù)的壓力急需在各種采暖方式中作出選擇。而各種采暖方式在初投資、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)境影響、安全性、舒適性等上的綜合評判尚無定論,存在很大的爭議。推廣哪一種采暖方式對一個城市來說都涉及巨大的資金投入,錯誤的選擇采用某種不適當(dāng)?shù)牟膳绞剑粌H會導(dǎo)致巨大而寶貴的建設(shè)資金的浪費(fèi)、還會引起能源、環(huán)境和社會安定等方面的一系列問題。因此,如何準(zhǔn)確全面的評價各種采暖方式的優(yōu)劣,或者說如何針對一個具體的現(xiàn)實(shí)情況選取最適合的采暖方式,就成為一個很重要,也急需早日解決的問題。
三 現(xiàn)實(shí)意義
在上述大的社會背景之下,通過系統(tǒng)的對采暖方式的評價指標(biāo)體系進(jìn)行研究,針對不同實(shí)際情況得出最優(yōu)化、適宜的采暖方式就顯得很有必要,具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。可以說這項(xiàng)課題的研究任務(wù)與我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)緊密地相結(jié)合。具體來講,該項(xiàng)課題的研究主要有以下幾點(diǎn)意義:
1. 全面的評估各種采暖方式的優(yōu)缺點(diǎn),避免片面的看待某種采暖方式;
現(xiàn)在的一些公司、地方或是行業(yè),處于自己某種局部利益、近期利益的考慮,片面的宣傳某種采暖方式的特點(diǎn),而掩蓋其缺點(diǎn)或是不合理的一面,從而在社會上形成了一定程度的誤導(dǎo),使得在推廣使用某種采暖方式時,不加分別的全面鋪開,造成了一些嚴(yán)重不合理問題的存在。
2. 指導(dǎo)采暖方式的科學(xué)選擇,防止考慮不當(dāng)造成的巨大資金、能源浪費(fèi);
由于缺乏科學(xué)的評價指標(biāo)體系與選擇機(jī)制,使得在進(jìn)行采暖方式的選擇時往往比較盲目,事先不能很好的進(jìn)行研究分析、選擇比較來確定最終的實(shí)施方案,往往造成人財物的浪費(fèi)。
3. 優(yōu)化整個城市的采暖系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu),可用于指導(dǎo)新建建筑采暖方式的選擇與老城區(qū)采暖系統(tǒng)的改造;
如果對每種采暖方式有了清楚準(zhǔn)確的認(rèn)識,就可以以其為基礎(chǔ)在一個更高的層面上來綜合考慮整個城市的采暖能源系統(tǒng)的配置,從而為整個城市在新建建筑與老城區(qū)改造時采暖方式的選擇提供科學(xué)的指導(dǎo)意見,優(yōu)化的配置整個城市的采暖能源系統(tǒng)與采暖方式,增強(qiáng)城市的可持續(xù)發(fā)展能力。
4. 可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的各種能源價格、稅收政策、管理?xiàng)l例中一些不合理、不利于最優(yōu)化的采暖方式推行的缺點(diǎn)與弊端,提出建議與改革措施。
現(xiàn)行的各種能源價格中存在明顯的不合理性,不能很好的反映能源的資源特點(diǎn)、使用代價等因素。通過對各種采暖方式的研究可以發(fā)現(xiàn)其中的不足與弊端,提出政策面的一些建議意見,促使合理優(yōu)化的采暖方式的推廣。
四 內(nèi)容與思路
采暖方式評價與選擇的研究,顧名思義,其研究的對象就是現(xiàn)實(shí)中各種實(shí)際存在采暖方式,為了便于研究,使不同的采暖方式之間的可比性更強(qiáng),按采暖的規(guī)模與被供熱建筑物的種類兩個特點(diǎn)把眾多的采暖方式可以分為4大類,即:城市集中熱力網(wǎng)供熱、區(qū)域集中供熱(含樓棟或單元式集中供熱)、分戶供熱、商業(yè)或公共建筑供熱(指自備熱源的獨(dú)立供熱建筑)。另外,由于一些采暖方式的技術(shù)不很成熟,尚處于實(shí)驗(yàn)試點(diǎn)階段(如低溫核能反應(yīng)堆供熱、垃圾焚化燃燒供熱);或是其特殊性的要求,只能局限于某些地方采用,使用的范圍或是推廣的程度很小(如太陽能供熱);或是雖然使用的范圍很廣,但是產(chǎn)生的問題較少(如秸稈燃燒采暖),為了抓住事物的主要方面,突出主要特點(diǎn),暫時也可不考慮.
4.1 內(nèi)容
a) 城市集中熱力網(wǎng)供熱
熱源主要有:燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、大型燃?xì)忮仩t房、大型燃煤鍋爐房、大型燃油鍋爐房、燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)等;
b) 區(qū)域集中供熱(含樓棟式或單元式集中供熱)
小區(qū)燃?xì)忮仩t房、小區(qū)燃煤鍋爐房、小區(qū)燃油鍋爐房、樓棟式(或單元式)燃?xì)獠膳⒓兴礋岜谩⑿^(qū)帶蓄熱裝置的電鍋爐、地?zé)釤崴⒌卦礋岜玫龋?
c) 分戶供熱(individual heating)
分戶燃?xì)鉅t采暖、電暖氣(電熱膜)采暖、分戶水源熱泵采暖、分戶空氣源熱泵等;
d) 商業(yè)或公共建筑供熱(指其自備熱源的情況)
燃油或燃?xì)庵比紮C(jī)、空氣源熱泵、水源熱泵、電鍋爐、小型燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)機(jī)組等。
4.2 思路
采暖方式評價與選擇的研究是一個涉及面極廣,需要大量實(shí)際調(diào)研與測試數(shù)據(jù)的軟課題,在研究時需要全面的考慮每種采暖方式的特點(diǎn),進(jìn)行具體的分析與計(jì)算,設(shè)計(jì)合理有效的評價指標(biāo)體系,結(jié)合各種可能的實(shí)際情況、決策主體的目標(biāo)偏好,才能最終得出滿意的結(jié)果,用于指導(dǎo)工程建設(shè)的實(shí)施。
五 研究動態(tài)與相關(guān)問題
5.1 現(xiàn)在研究的動態(tài)
現(xiàn)有的關(guān)于采暖方式評價與選擇的相關(guān)文獻(xiàn)較多,主要有兩類。一類是停留在定性分析的階段,只是指出各種采暖方式優(yōu)缺點(diǎn),用文字予以定性的描述;最多也只是羅列一些初投資、運(yùn)行費(fèi)用、污染物排放量等數(shù)值,最后給出一個簡單的比較結(jié)論。這類文獻(xiàn)缺乏數(shù)據(jù)予以量化說明,往往使人的接受度比較差。
另一類文獻(xiàn)則是預(yù)先假定一個采暖規(guī)模,然后列出各種參與比較的方案,計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益、環(huán)境效益等指標(biāo),并以此指標(biāo)來作為評價的基礎(chǔ)。該種方式未能充分考慮到各種工程實(shí)際情況的現(xiàn)實(shí)條件,如是否可以接入城市集中熱力網(wǎng)及其接入代價,是否可以利用現(xiàn)有的城市燃?xì)夤?yīng)網(wǎng),現(xiàn)有的電力系統(tǒng)的容量是否足以支撐該項(xiàng)目采用電采暖的要求等現(xiàn)實(shí)條件,可以說建立在這種評價方法上的結(jié)論,具有不切實(shí)際的片面性,從而其指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)工程項(xiàng)目實(shí)施的有效性就大打折扣了。
這些文獻(xiàn)共同的缺點(diǎn)還在于:一、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時,以現(xiàn)有的不合理的價格為依據(jù),具有片面性;二、比較中一般均缺乏動態(tài)研究的特點(diǎn);三、一些數(shù)據(jù)往往是經(jīng)驗(yàn)值,其來源不明確,同一數(shù)值不同的文獻(xiàn)又往往差別很大。
5.2 研究中存在的一些問題與難點(diǎn)
1、現(xiàn)實(shí)的能源價格偏離能源的真實(shí)價值
在進(jìn)行采暖方式的比較與選擇時,往往要涉及經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算與比較,而我國的能源行業(yè)由于其重要地位,仍受到過去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的較深影響,國家的經(jīng)濟(jì)管制較多,這就造成現(xiàn)行的能源價格長期背離能源的實(shí)際生產(chǎn)、輸配的真實(shí)價值,不能準(zhǔn)確的反映市場供求關(guān)系的變化,具有明顯不合理的成分。
這樣在進(jìn)行采暖方式的比較時,得出得結(jié)果由于受到這種不合理或說是不真實(shí)的價格的影響,必然不能客觀的對各種采暖方式進(jìn)行公正的評價,從而也難以推動合理的采暖方式的發(fā)展推廣。
因此,在進(jìn)行采暖方式的比較與選擇的研究時,如何找出一個合理的"客觀"價格作為計(jì)算比較的基礎(chǔ),就顯得極為重要。要做到這一點(diǎn),必須對我國的能源勘探、開采、儲運(yùn)、分配等各個環(huán)節(jié)有全面的了解,必須對我國現(xiàn)行的各種能源政策、法規(guī)和管理?xiàng)l例有一個全面的了解。
2、熱電聯(lián)產(chǎn)中對熱與電能源分配問題的認(rèn)識
熱電聯(lián)產(chǎn)是集中供熱中一種主要的形式,但是由于其產(chǎn)出端的能源既包括高品味能源――電,又包括的品味的能源――熱,所以長期以來一直存在"好處歸電"和"好處歸熱"兩種意見的爭論。
在進(jìn)行采暖方式的評價比較與選擇時,從能源效益的角度來進(jìn)行比較是十分重要的,這就要求對熱電聯(lián)產(chǎn)中一次能源的分配問題要有個恰當(dāng)?shù)睦斫猓诟鞣N不同方案之間的比較。
3、電能價值當(dāng)量分時變化與采暖用電對電能價值當(dāng)量的影響
近些年來,電力工業(yè)的飛速發(fā)展使得目前的電力供應(yīng)能力基本上滿足了需求,但是電力的峰谷差很大,為了削峰填谷,在一些地方出現(xiàn)了大力推廣使用電鍋爐采暖的政策。由于采暖的耗能較大,電力采暖方式的推廣勢必對電能的價值當(dāng)量產(chǎn)生不小的影響,因此對舊有的電能價值當(dāng)量應(yīng)該充分考慮采暖用電對其耦合的影響,重新評估電能的分時價值當(dāng)量。
六 結(jié)語
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,必然更加的要求人與自然和諧相處,期望達(dá)到"天人合一"的發(fā)展模式。這就要求我們必須從各個能源消耗系統(tǒng)入手,盡最大努力,既滿足我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的需求,又盡量減少由于使用能源對我們賴以生存的環(huán)境所造成的危害與破壞。
具體針對采暖系統(tǒng)而言,在掌握大量可靠的第一手資料的基礎(chǔ)上,對各種常見的采暖系統(tǒng)進(jìn)行分析研究,建立合理的評價指標(biāo)體系,根據(jù)實(shí)際條件的具備情況和決策時考慮的側(cè)重點(diǎn)的不同,給出實(shí)際情況下的最為優(yōu)化與適宜的采暖方式,并進(jìn)一步結(jié)合整個城市的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),調(diào)整優(yōu)化整個城市的采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)整個城市的可持續(xù)發(fā)展能力。








