执行“节能50%标准”与“节能65%标准”居住建筑采暖能耗比较研究
1 问题提出
我国正处在城市化高速发展的过程中，按照目前的建筑能耗水平，每年需要增加1.4亿吨标煤用于采暖[1]。目前我国北方地区平均每平方米采暖能耗高达30.5kg 标煤/年，是发达国家的3～4倍[2]。严峻的能源、环境双重压力要求我们必须将建筑节能问题重视起来。本文以严寒地区具有代表性的居住建筑——长春市安华美郡小区一栋典型住宅为例，研究执行吉林省地方标准《居住建筑节能设计标准（节能50%标准）》与《居住建筑节能设计标准（节能65%标准）》不同情况下，住宅建筑采暖能耗的变化及其经济性、节能减排性。
2 研究方法
作者采用清华大学研发的DeST-h能耗模拟软件为研究工具，主要基于以下两点：
⑴ DeST是可以进行各类建筑冷热量消耗分析计算的软件，计算模型准确，界面简单，操作方便，后处理功能强大，能自动生成分析所需要的各种数据。
⑵“节能65%标准”比“节能50%标准”要求更严格，但是执行“节能65%标准”的节能性、减排性与执行“节能50%标准”相比提高了多少，其经济性如何？目前无法通过实测或理论分析得出，采用模拟研究方法是目前条件下的最佳选择。
3 模拟研究
3.1 建筑简介
安华美郡楼盘位于长春市经济技术开发区南部核心区域。整个项目园区是由8幢单体建筑及主街商铺围合而成的封闭小区。住宅建筑能耗主要来自采暖负荷。以该小区3号住宅楼为对象进行模拟计算。
3.2 计算参数设置
根据吉林省地方标准《居住建筑节能设计标准（节能50%）》与《居住建筑节能设计标准（节能65%）》设置模拟参数，两种计算模式参数设置见表1。
表1 两种计算模式参数设置
|
计算模式
|
容忍温度
（℃）
|
采暖季空调
控制温度（℃）
|
采暖季通风设置
（可变通风）（次/h）
|
采暖
天数
|
|
节能50%标准
|
18～26
|
20±0.5
|
0.7
|
170
|
|
节能65%标准
|
18～26
|
20±0.5
|
0.5
|
165
|
4 计算结果
4.1 节能性分析
两种计算模式的节能性与经济性分析数据见表2。
表2 两种计算模式的节能性与经济性分析
|
计算模式
|
建筑采暖面积
m2
|
全年最大热负荷指标W/m2
|
采暖季累计
平均热负荷
kW·h/m2
|
采暖季累计平均消耗标煤量
kg /m2
|
采暖季
折算耗煤量
kg /m2
|
|
节能50%标准
|
8591
|
62.75
|
83.59
|
10.28
|
28.55
|
|
节能65%标准
|
8591
|
51.52
|
66.62
|
8.19
|
22.75
|
|
节约量
|
——
|
11.23
|
16.97
|
2.09
|
5.80
|
|
节能率
|
——
|
17.9%
|
20.3%
|
20.3%
|
20.3%
|
据长春市热力公司近三年的统计数据，长春地区居住建筑每年采暖煤耗为35kg标煤/m2。按减少20.3%计算，执行“节能65%标准”，每年居住建筑采暖煤耗至少降为27.9kg标煤/m2，即每平方米节省7.1kg标煤。3号住宅楼每年可节约61吨标煤。据调查统计资料，截止到2007年底长春市居住面积为6332.7万平方米，仅此一项，长春市每年将节约45万吨标煤。
由此可以看出，采暖能耗节能潜力十分巨大。
4.2 经济性分析
4.2.1 初投资
由表2看出，在面积相同的条件下，执行“节能65%标准”比“节能50%标准”的全年最大热负荷减小了17.9%。对于整个采暖系统而言，意味着初投资减小17.9%。据近三年吉林省设计院采暖系统预算资料统计，采用钢制散热器时，长春市居住建筑整个采暖系统（包括热源、外网）初投资为每平方米115元～135元，在这里保守地选取115元/m2作为计算的基准值。初投资减小17.9%，意味着每平方米采暖系统初投资减小为94.4元。执行“节能65%标准”与“节能50%标准”相比，安华美郡小区3号住宅楼采暖系统初投资至少节约人民币18万元。按长春市每年新增居住建筑500万平方米计算，执行“节能65%标准”采暖系统初投资可比“节能50%标准”节约1.03亿元。
4.2.2 运行费用
执行“节能65%标准”比“节能50%标准”，安华美郡小区3号住宅楼每年可节约61吨标煤，长春市每年将节约45万吨标煤。据不完全统计，2008年8月长春市综合煤价折合为850元/吨标煤。在不考虑由于节约煤耗所减少的煤炭运输、储藏、人工费用及环境治理费用的情况下，3号住宅楼每年采暖运行费用可节约5.2万元；长春市每年将节约采暖运行费用3.8亿元。
4.3 减排性分析
根据我国污染物排放定额［4］，可以计算出两种计算模式的节能减排性，见表3。
表3 两种计算模式的节能减排性分析
|
计算模式
|
建筑
采暖面积
m2
|
采暖季累计平均消耗标煤量
kg /m2
|
CO2排放量
103kg
|
SO2排放量
103kg
|
NO2排放量
103kg
|
|
节能50%标准
|
8591
|
10.28
|
2976.2
|
20.9
|
1.1
|
|
节能65%标准
|
8591
|
8.19
|
2371.1
|
16.7
|
0.87
|
|
减排量
|
——
|
2.09
|
605.1
|
4.2
|
0.23
|
|
长春市减排量
|
500×104
|
1216.4
|
3.5×105
|
2444
|
133.9
|
由表3可以看出，在不采取其他环保措施的情况下，单纯考虑由于执行“节能65%标准”与“节能50%标准”相比，大幅度地降低了有害物排放量，环保意义重大。
5 结论
1.执行“节能65%标准”与“节能50%标准”相比，采暖季耗能总值减少了20.3%。安华美郡3号住宅楼每年可节约采暖用煤61吨标煤/年；长春市每年将节约采暖用煤45×104吨标煤/年。
2.执行“节能65%标准”与“节能50%标准”相比，安华美郡小区3号住宅楼采暖初投资至少节约人民币18万元；长春市按每年新增居住建筑500万平方米计算，可节约采暖初投资1.03亿元。安华美郡小区3号住宅楼每年节约采暖运行费用5.2万元；按2007年底长春市居住面积6332.7万平方米计算，长春市每年将节约采暖运行费用3.80亿元。
3.执行“节能65%标准”与“节能50%标准”相比，有害物排放量同比减少20.3%。安华美郡3号住宅楼每年减少CO2排放量605.1吨/年，减少SO2排放量4.2吨/年，减少NO2排放量0.23吨/年；长春市每年减少CO2排放量35万吨/年，减少SO2排放量2444吨/年，减少NO2排放量133.9吨/年。
参考文献
[1] 江亿，住宅节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
[2] 李向东，现代住宅暖通空调设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3] 范宏武，高层建筑节能评估方法研究[C].全国暖通空调专业委员会空调模拟分析学组学术交流会，2004.
[4] 白莉，污水源热泵空调系统节能减排性分析[J].电力需求测，2008（3）：33-36.