大型公共建筑采暖耗热量测试分析

大型公共建筑采暖耗热量测试分析

张剑超柳宾刘丽

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司066000

摘要：20世纪70年代末，西方能源消耗较大的发达国家开始倡导能源审计，形成了一套行之有效的能源管理制度和方法。政府推动能源审计是比较普遍的做法。例如，荷兰政府为一些企业提供免费的能源审计，日本委托节能中心进行能源审计，英国政府提供大量资金进行能源审计调查。目前我国建筑能耗已占到全社会终端能耗的27.5%，单位建筑面积采暖能耗相当于同气候地区发达国家的2-3倍。国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗统计、能源审计和能耗监测平台的建设是当前我国建筑节能工作的重点。

关键词：大型公共；建筑；采暖耗热量；分析

1导言

2007年，建设部、财政部《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》(建科［2007］245号)中提出要建立健全国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系，建立和完善能效测评、用能标准、能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额、节能服务等各项制度，促进既有高耗能建筑的节能运行和改造。厦门、西安、重庆、武汉、长沙、大连、天津等多个城市先后开展了能源审计工作，对这些地市的建筑基本信息、用能系统现状、能耗结构及用能效率等有了深入的研究。

2测试方案

分别在该大型公共建筑的地板辐射和散热器采暖供热管道入口处安装UFT超声波流量计测量瞬时流速和累计流量，利用表面温度计测试供回水管道外表面温度、便携式热流计测试管道的热流密度，用温度自记仪测试室内外空气平均温度。即可根据测试数据计算出地板辐射采暖和散热器采暖的供热量。测试传感器布置如图1、图2所示。

图1超声波流量计及外表面图2外表面热流密度

温度测试传感器布置图测试传感器布置图

3建筑能耗计算方法分析

3.1建筑能耗宏观模型

目前，中国的能耗统计口径是按照第一产业能耗、第二产业能耗、第三产业能耗和生活能耗等4个方面进行统计。建筑运行过程中的能耗(建筑能耗)主要包含在第三产业能耗和生活能耗之中，其中公共建筑能耗主要包含在第三产业能耗中，居住建筑能耗主要包含于生活能耗中。能源数据主要来自于《中国统计年鉴》和各省市统计年鉴中能源栏目下的综合能源平衡表。在综合能源平衡表中，我们可以得到如下能耗数据：一是生活消费：居住建筑能耗(包括城镇和农村)；二是交通运输、仓储和邮政业：公共建筑能耗；三是批发、零售和住宿餐饮业：公共建筑能耗；四是其他行业：包括政府机构、教育科研单位、卫生医疗、文化体育等，属于公共建筑能耗；五是供热：居住建筑和公共建筑采暖能耗。

3.2建筑能耗微观模型

建筑能耗微观模型是自下而上通过抽样调查和典型调查的方式获取基本的建筑能耗数据，包括各类建筑的单位面积平均能耗和总能耗，各类建筑的采暖、制冷、照明、热水、炊事、电器等各单项能耗，进而分析建筑能耗的影响因素，掌握各类建筑能耗状况。通过抽样调查的方式获取建筑能耗数据，调查成本大，需要调动大量的人力和物力，且建筑能耗的特点决定了获取能耗数据需要长时间的监测，增加了其调查成本。目前，通过建筑能耗微观模型全面掌握建筑能耗状况而进行的工作比较少，住房和城乡建设部尝试建立了《民用建筑能耗和节能信息统计报表制度》，但是执行效果目前尚不可知。部分民间社会组织在建筑能耗调查方面做了工作，但是这类建筑能耗调查往往是为了研究某类特殊问题而进行的，调查具有针对性，这也导致各项建筑能耗调查之间缺乏系统性和关联性，不便于对建筑能耗进行全面系统分析。

4我国建筑能耗现状研究

4.1北方建筑采暖能耗

随着城镇化进程的发展，北方城镇的采暖面积在逐年增加，建筑能耗也在2004年到2007年之间增加了接近10%左右。冬季采暖能耗占建筑总能耗的最大组成部分，北方城镇冬季采暖能耗也在逐年增加。

4.2农村建筑采暖能耗

我国是一个农业大国，而今天在我们现有的农村人口却占有很大的比例，大约为7.37亿人，占全国总人口数的56%，超过了我国一半的人口。我国农村建筑住宅面积约为240亿平方米，每年的总耗电量在约900亿度/年，经统计，农村建筑能耗社会总能耗约为20%。目前农村的能源消耗特点是煤炭、电力和其他商品的数量中，能耗消耗相对较低，而农村消耗能源主要是烹饪和加热结合在一起的，通过燃烧煤、木柴、秸秆等生物质能源，利用这些能源可以作为日常做饭和冬季取暖。这些主要的生物质能源，包括薪柴和秸秆，尽管能源利用效率很低，但总体来说相对比较节能，但是如果随着不断提高农村的人均收入水平，农村能耗可以通过先进的科学技术，通过种植农作物来提高产量，而使收入水平提高，能源被替代而等到广泛使用，这些生物能源陆续用于被燃煤或是集中供暖，则我国建筑能耗会提高一倍。

4.3城镇住宅的能耗

由2006年至2010年底，中国城镇住宅的建筑面积大约从401亿平方米增加到2010年的519亿平方米，大约增加了110多亿，而目前我国的房地产开发还呈现着不断上升的状态，土地都被开发商收购而建成了高楼大厦，房地产的价格也在居高不下。随着不断提高的城市化水平，房地产开发面积逐年增加，从2010年的519亿平方米到2020年估算增加达到686亿。电能消耗除了供暖需要外，也包括住宅能耗包含照明、做饭、供热热水使用、家电、空调等，用电量的增加有随着逐年增加现象，所带来的建筑消耗迅速增长，电量消耗折合用电量约为10-30千瓦时/平方米·年，全年供电量中城镇住宅的用电总量约12%。

4.4一般公共建筑非采暖能耗

随着中国的社会公共事业越来越完善，公共建筑增多是必然趋势，2008年北京奥运会的成功举办，我国体育综合实力越来越强，就会有越来越多的青少年来投入到体育事业中来。在我国，一般公共事业的建筑总面积大约为55亿平方米，约8%的供电量是一般公共建筑用电总量所消耗的。在能源消费的差异中城市和农村地区相差更大，原因是：一方面，中国的城市和农村在能源使用的类型是不一样的，在城市中人们满足需要能源主要是煤、电、气等。此外，在中国，每年中国的城市和农村居民的消费支出也差异在3倍以上，城市中各类电器的使用和所有权和农村居民差异较大。

5结论

首先测试期供热量没有达到供暖需求。测试期间,热力入口提供的热量为2.3×105MJ,而建筑物达到供暖要求需要的热量为4.5×105MJ,差额占总需热量的48.9%。其次整栋建筑的单位采暖耗热量为43.9W/m2,地板辐射采暖系统单位采暖耗热量为20.77W/m2,散热器采暖系统单位采暖耗热量为34.51W/m2。单位采暖供热量不足。最后测试期供回水温度没有达到设计标准。地板辐射采暖系统供回水温度分别为40.33℃/29.36℃,远低于设计值60℃/50℃。散热器采暖系统供回水温度分别为40.36℃/28.42℃,远低于设计值95℃/75℃。

参考文献：

[1]李金平,李修真,王娜,冯荣.西北新农村居住建筑外墙经济保温层厚度分析[J].建筑节能,2016,44(03):33-36.

[2]李楠,田昕,徐俊芳,王皆腾.北京市民用建筑能耗发展趋势研究[J].建筑节能,2015,43(10):119-123.

[3]湛文贤,赵冰,赵灵,王华军,吴俊涛.唐山市某办公建筑冬季采暖能耗测试分析[J].节能,2013,32(09):29-32.

[4]姚凯.浅谈住宅通风方式对建筑采暖能耗影响[J].黑龙江科技信息,2011(15):250.

[5]王万江,刘险峰,张叶.窗飘对乌鲁木齐居住建筑采暖能耗的影响分析(英文)[J].新疆大学学报(自然科学版),2008(03):275-279+250.

[6]常静,张兆清,李永安.住宅建筑地下室顶板对采暖能耗的影响研究[J].中国住宅设施,2005(07):46-48.