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供熱規劃中民用熱負荷的統計
摘 要：熱負荷是編制城市集中供熱規劃的基礎數據，是確定熱源容量、供熱方式及熱網(wǎng)布置的前提。文章對供熱規劃中民用熱負荷的統計進(jìn)行了探討，給出了確定民用熱負荷的一般方法。
關(guān)鍵詞：供熱規劃,民用熱負荷
一、引言
集中供熱是現代化城市的重大基礎設施之一，是建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )的有效途徑�？茖W(xué)合理地編制城市集中供熱規劃，對推行城市集中供熱，達到節約能源、保護環(huán)境、治理污染、改善人民生活品質(zhì)和實(shí)施可持續發(fā)展戰略起到重要作用。而集中供熱規劃的熱負荷，是編制城市集中供熱規劃的基礎數據，是確定供熱規劃方案的基礎，也是熱電聯(lián)產(chǎn)項目建設的基礎，是確定熱源容量、供熱方式及熱網(wǎng)布置的前提。筆者查閱相關(guān)規定及規范，參考相關(guān)文獻，結合自己在編制集中供熱規劃過(guò)程中的心得體會(huì )、參加集中供熱規劃評審過(guò)程中專(zhuān)家提出的意見(jiàn)和建議，對集中供熱規劃中熱負荷的確定談?wù)勛约阂恍\顯的看法，與各位同行探討。
二、熱負荷分類(lèi)及統計分期
集中供熱規劃的熱負荷包括民用熱負荷及工業(yè)熱負荷。民用熱負荷包括采暖、通風(fēng)、夏季制冷及生活熱水熱負荷，以采暖熱負荷為主;工業(yè)熱負荷主要為生產(chǎn)工藝熱負荷，工業(yè)建筑的采暖、生活熱水等熱負荷按工業(yè)熱負荷考慮。本文主要討論民用熱負荷。
集中供熱規劃年限一般分為現狀、近期及遠期(視實(shí)際需要可增加中期)，規劃年限需與城市總體規劃協(xié)調一致。以編制時(shí)間為基準，一般3～5年為近期，5～10年為遠期。熱負荷按現狀、近期及遠期分別統計。
三、民用熱負荷
民用熱負荷主要是采暖熱負荷，采暖熱負荷取決于集中供熱面積及熱指標。
(一)建筑面積
現狀建筑面積應當在城建部門(mén)的協(xié)助下，根據供熱分區，按地塊以公用建筑、住宅建筑詳細調查、分別統計，并且區分節能建筑與非節能建筑。對于已采暖的建筑，亦按上述要求統計，作為現狀熱負荷。如有需要，可委托咨詢(xún)機構做市場(chǎng)調研，確定各類(lèi)建筑面積、居民供熱意愿及可接受的戶(hù)內改造費用和供熱費用等。
近期及遠期建筑面積，應當在規劃等部門(mén)的協(xié)助下，根據供熱分區，按地塊用地性質(zhì)，結合城市總體規劃、房地產(chǎn)專(zhuān)項規劃等進(jìn)行預測。新建建筑按節能建筑考慮，并適當考慮每個(gè)地塊現狀非節能建筑在近、遠期改造為節能建筑的比例(10～20%)。對于有詳細規劃的地塊，建筑面積根據地塊占地面積由容積率計算;對于無(wú)詳細規劃的地塊，可根據地塊性質(zhì)、占地面積，結合相似城市、相似地塊性質(zhì)的容積率估算建筑面積。
對于近、遠期建筑總面積，應按城市總體規劃人口數量進(jìn)行核算。根據全面建設小康社會(huì )的標準，城鎮人均住房建筑面積為30m2，人均公共建筑面積按人均住房建筑面積的35%考慮，則人均建筑總面積為40.5m2。集中供熱規劃近、遠期人均建筑總面積應與40.5m2相差不大，根據城市不同，在0.95～1.3倍之間認為都是合理的(大城市取較小值，小城市取較大值)。若差別較大，則需重新統計建筑面積。
(二)集中供熱面積
由于需要供熱的建筑面積與城市的地理位置、城市的經(jīng)濟發(fā)展、居民的生活水平、生活習慣等密切相關(guān)，難以確定，一般認為總建筑面積即為需要供熱的建筑面積(也有的供熱規劃取總建筑面積的90～95%)，則集中供熱面積即為需要供熱的建筑面積與集中供熱普及率的乘積。
現狀集中供熱面積即為現狀供熱面積，因集中供熱設施建成后，現狀供熱建筑利用現有戶(hù)內采暖設施、庭院管網(wǎng)，通過(guò)改造鍋爐房等即可成為集中供熱熱用戶(hù)。
對于現狀無(wú)采暖設施建筑的改造問(wèn)題，由于需破壞戶(hù)內裝修、又有改造費用、入網(wǎng)費等費用，及有的用戶(hù)已習慣冬季空調采暖或電采暖等采暖方式等原因，改造的積極性較低。筆者參與設計的某縣級市集中供熱熱源及熱網(wǎng)工程，已運行兩個(gè)采暖期，但現有無(wú)采暖設施建筑改造為集中供熱的建筑面積不到現狀總建筑面積的2%，而且主要為公共建筑，如學(xué)校、政府部門(mén)等。所以，適當考慮城市差異，現狀無(wú)采暖設施建筑近期改造為集中供熱的建筑面積可按現狀總建筑面積的2～5%，遠期可按5～15%選取。
由于編制集中供熱規劃，已考慮集中供熱，近、遠期增加建筑面積(新建建筑面積)認為都有供熱配套設施(如戶(hù)內散熱末端、庭院管網(wǎng)及換熱站等，且費用已加入總房?jì)r(jià)之內)，具備集中供熱條件，集中供熱面積考慮地理位置、入住率、采暖費用等因素，結合現狀無(wú)采暖設施建筑的采暖改造情況及各地政府對集中供熱普及率的要求，供熱規劃近期集中供熱普及率可取35～70%，遠期可取60～90%(嚴寒地區城市靠上限取，寒冷地區城市靠下限取)。
(三)采暖熱指標
熱指標是集中供熱規劃計算的基礎指標之一。由于各類(lèi)建筑的圍護結構、用途和所在地區的氣象條件等因素不同，各類(lèi)建筑物的熱指標也不相同。選用的熱指標應以調查數據、經(jīng)驗數據與規范推薦指標相結合的方法確定。
根據《城市供熱規劃技術(shù)要求》，對各類(lèi)型建筑采暖供熱指標的選取，應遵守供熱管網(wǎng)設計規范中的規定。根據現行《城鎮供熱管網(wǎng)設計規范(CJJ34—2010)》，供熱規劃編制時(shí)，未采取節能措施的住宅、公建采暖熱指標分別取平均值61 W/m2、70W/m2，評審專(zhuān)家基本沒(méi)有提出異議。對于采取節能措施的住宅、公建采暖熱指標分別取平均值42.5 W/m2、60W/m2時(shí)，評審專(zhuān)家多認為所取指標偏高。
根據中華人民共和國國務(wù)院令第530號《民用建筑節能條例》(2008年10月1日施行)的規定，既有民用建筑物應實(shí)施節能改造，達到國家有關(guān)節能強制標準的要求。各地方政府也制定了各自的建筑節能設計標準，如《河南省居住建筑節能設計標準(DBJ41/062-2005)》的規定，居住建筑耗熱量指標應在1980年通用設計能耗水平的基礎上節能65%。例如鄭州市，規定居住建筑耗熱量指標不應超過(guò)14W/m2，河南省內采暖設計熱負荷指標宜按30～37 W/m2選取(對連續式供暖，取下限值;對間歇式供暖，取上限值)。
根據《公共建筑節能設計標準(GB50189-2005)》規定，公共建筑應在1980年基礎上節能50%。從北方至南方，其中圍護結構分擔節能率25～13%，空調、采暖系統分擔節能率20～16%，照明設備分擔節能率7～18%，因此采暖熱指標比未采取節能措施時(shí)降低25～35%是合理的。若按未采取節能措施的公建采暖熱指標取平均值70W/m2，采取節能措施的公建采暖熱指標取值范圍為45.5～52.5
W/m2。
而且，《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準(JGJ26-2010)》降低了建筑物耗熱量指標，如鄭州市居住建筑最大耗熱量指標為13W/m2，比《河南省居住建筑節能設計標準(DBJ41/062-2005)》中的要求下降了1W/m2;《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調節設計規范(GB50736-2012)》對室外空氣計算參數進(jìn)行了調整，如鄭州市采暖室外計算溫度為-3.8℃，比原設計溫度-5℃增加了1.2℃。上述標準與規范為降低采暖熱指標提供了條件。
根據上述分析，又考慮全國各熱力公司供熱統計資料：在城鎮供熱管網(wǎng)連續供熱條件下，實(shí)際熱負荷僅為建筑設計熱負荷的0.7～0.8倍的實(shí)際情況，采暖熱負荷可以取比較低的數值。但考慮新建建筑有部分如辦公、商場(chǎng)、賓館、甚至高檔小區等建筑冬季采用中央空調供暖，其熱指標較大，或有部分通風(fēng)熱負荷等，在規劃中難以確定其面積，都歸結到采暖熱值標進(jìn)行負荷計算，又考慮熱網(wǎng)不平衡難以消除等因素，熱指標又不可取值過(guò)低;故在熱源廠(chǎng)連續供熱條件下，結合《城鎮供熱管網(wǎng)設計規范(CJJ34—2010)》，采取節能措施的住宅、公建的熱指標可分別按35～40W/m2、45～50W/m2范圍選取。
(四)采暖設計熱負荷
現狀采暖設計熱負荷根據統計的現狀住宅建筑與公共建筑采暖面積(區分節能與非節能建筑)，及分別選取的熱指標計算;
近、遠期采暖設計熱負荷根據統計的近、遠期住宅建筑與公共建筑集中供熱面積(區分節能與非節能建筑)、及分別選取的熱指標計算;
現狀及近、遠期采暖平均熱負荷及最小熱負荷按下述方式計算：
冬季采暖室內計算溫度tn，設采暖設計熱負荷為Q，所在城市采暖室外計算溫度tw，采暖期平均溫度tp，采暖起始溫度tq，則采暖平均熱負荷為 ，則采暖最小熱負荷為 。
(五)生活熱水熱負荷及空調制冷熱負荷
根據許多城市的實(shí)際情況，家庭用生活熱水多采用燃氣壁掛爐供應，小部分采用電熱水器及太陽(yáng)能等供應，基本不采用集中供應;非家庭用生活熱水供應主要在賓館、學(xué)校及一些經(jīng)營(yíng)性的洗浴店鋪，熱負荷較小、供應分散且時(shí)段性明顯。由于民用熱負荷主要以采暖為主，采用高溫熱水管網(wǎng)供應，采暖期運行，因此以上單位可在采暖期利用水水換熱供應生活熱水;但在非采暖期，集中供應生活熱水由于熱負荷小、供應分散、時(shí)段性明顯等原因，很不經(jīng)濟。而有些城市采用清潔能源或生產(chǎn)余熱等集中生產(chǎn)熱水、利用車(chē)運熱水的方式，可以供應洗浴店鋪和集中用熱水單位，不僅取消了供熱水的鍋爐房，減少小鍋爐污染，也提高了熱效率，值得提倡。因此，除非所在城市有熱水集中供應的條件(熱負荷較大、分布較集中等，且技術(shù)經(jīng)濟比較合理的情況下，生活熱水平均熱負荷可由供應生活熱水建筑面積，根據《城鎮供熱管網(wǎng)設計規范(CJJ34—2010)》中推薦熱指標計算)，否則城市集中供熱規劃一般不考慮生活熱水熱負荷。
對于夏季空調制冷熱負荷，家庭制冷多采用分體式空調器，有安裝簡(jiǎn)單，拿來(lái)就用的優(yōu)點(diǎn)，而且人們已經(jīng)基本適應了這種電制冷方式，對由此帶來(lái)的用電費用基本上可以承受;對于中央空調制冷系統，一般是政府部門(mén)辦公樓、商場(chǎng)、賓館等采用，與生活熱水熱負荷類(lèi)似，也有熱負荷小、供應分散、時(shí)段性明顯等特點(diǎn)，若夏季采用集中供熱吸收式制冷，也需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較確定其可行性。同樣的，除非有條件(熱負荷較大、分布較集中等，且技術(shù)經(jīng)濟比較合理的情況下，熱負荷可由空調建筑的建筑面積，根據《城鎮供熱管網(wǎng)設計規范(CJJ34—2010)》中推薦冷指標計算)，否則城市集中供熱規劃也一般不考慮空調制冷熱負荷。
四、民用總熱負荷
對各供熱分區內各地塊采暖熱負荷進(jìn)行匯總，得到各供熱分區的采暖熱負荷;對各供熱分區的采暖熱負荷匯總，即為供熱規劃區域內的采暖總熱負荷。若無(wú)生活熱水及夏季制冷等熱負荷，采暖總熱負荷即為民用總熱負荷;若有生活熱水及夏季制冷等熱負荷，則民用總熱負荷為生活熱水熱負荷與采暖熱負荷之和、生活熱水熱負荷與夏季制冷熱負荷之和中的較大值(此處生活熱水熱負荷為平均熱負荷)。
五、結語(yǔ)
無(wú)論是嚴寒地區或寒冷地區的城市，供熱規劃中民用熱負荷的統計方法基本是一致的，如上所述：確定集中供熱面積、確定熱指標，進(jìn)而確定采暖熱負荷。如有生活熱水和夏季制冷的供應條件，再增加生活熱水及夏季制冷熱負荷，即確定了集中供熱規劃區域內的民用總熱負荷。
與工業(yè)熱負荷大小受產(chǎn)業(yè)性質(zhì)及政策導向影響較大不同，民用熱負荷主要受地理位置、居民生活習慣及生活條件等影響。隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平的提高，居民用熱意愿會(huì )越來(lái)越強烈，用熱品質(zhì)要求會(huì )越來(lái)越高，尤其是嚴寒地區，居民用熱時(shí)間較長(cháng)，所以民用熱負荷是集中供熱穩定的熱負荷，對熱源的規模與經(jīng)濟運行影響很大。通過(guò)本文，希望對集中供熱規劃民用熱負荷的確定起到一定的參考作用，減少規劃負荷與實(shí)際負荷的偏差。
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