通断时间面积法的应用性分析

由于中国供热现状的特殊性，在国外应用较为广泛的户用热计量表法在实施应用过程中出现了很大的困难。主要的问题有2个，一方面是户用热计量表法对于建筑位置不利用户和建筑位置有利用户的计量模式相同，造成了热计量的不公平；另外一方面是我国地区分布广泛，情况多样，各地水质差异很大，在使用过程中很容易造成热量表的堵塞。基于上述原因，我国学者最先提出了利用通断时间计量热量的方法^[1]，也就是通断时间面积法，其用户安装示意图如图1所示。通断时间面积法解决了户用热计量表法的计量不公平和设备易堵等问题，同时又能够实现分户的控制、调节和计量，经济实用，是一种适应我国国情的热计量方法。目前，通断时间面积法已经成为《供热计量技术规程》( JGJ 173-2009)所提供的4种分户热计量方法之一，并已经进入到了实际应用阶段。在此基础上，笔者于2008~2009年供暖季和2009~2010年供暖季在石家庄分别进行了实验性应用和实施性应用，应用面积达18. 63万m²。在应用过程中发现了一些问题，并总结了一些相关经验，本文在此基础上提出了应用通断时间面积法的注意事项。

 

应用通断时间面积法的建筑主要分布于石家庄3个小区。A小区为7栋高层建筑和4栋6层多层建筑，建筑面积分别为12. 88万m²和2. 25万m²，分别建于2006年和2003年。B小区为1栋高层建筑，建筑面积为1.5万m²，建于2006年。C小区为4栋5层多层建筑，建筑面积为2.0万m²，建于2002年。以上小区均安装了通断式热计量表，并在管网的热力人口处安装了自力式压力控制阀以消除水力失调，如图2所示。

 

在通断时间面积法的应用过程中，发现了一些问题制约着其使用和推广，主要表现在以下3个方面。

通断时间面积法的一个重要优点就是能够避免户用热计量表的不公平热计量问题，即通过有效的通断时间的计量避免了相同供暖需求时建筑位置有利用户和建筑位置不利用户的收费差异。该方法使用的前提条件是计量用户的热负荷和供暖系统提供的热量相匹配^[2]。若是不相匹配，就会造成用户的供暖能力越大于其热负荷，通断时间就越短，计量收费也就越少，反之亦然。在实际的应用过程中，会有诸多情况引起供暖能力和热负荷的不一致，主要有以下6种。

1)设计不合理。目前暖通设计过程中大量使用面积指标法进行负荷计算，很大程度上会出现设计不合理的问题，特别是设计过程中对于边角等建筑位置不利用户的估算不尽相同，会造成一定程度的不一致。

2)用户改动散热器。在《供热计量技术规程》( JGJ 173-2009)中明确提出了对于通断时间面积法的应用的前提条件之一是“不能改变散热末端的设计容量”^[3]。在西方有些国家，对于建筑内部的供暖系统有明确的法律规定禁止用户私白改动，而我国现阶段并没有相关的法律法规。因此用户私自改动散热器的位置、片数、形式等情况经常发生，且从新建住宅建筑到老式住宅建筑均有发生，这大大制约了通断时间面积法的应用范围，对其推广造成了很大的影响。

3)用户增加换热设备。经过实际应用发现，现阶段在某些地区还会出现用户私自在供暖系统的末端增加换热设备的现象，也就是在供暖系统末端增加间接换热器，利用供暖系统的热量来加热生活热水。这种情况会使系统开启时间减少，减少计量费用。

4)用户分室调节。用户在使用过程中，出于节能意识的增强会主动对一些无人房间进行人工调节，即关闭无人房间的散热器阀门。这种行为节能虽然从能源角度来说减少了能源的消耗，但是对通断时间面积法来说却恰恰带来了问题。由于人为地减少了散热器的供热能力，使得开启时间增长，从计量的角度分析则会使用户热费增加，从而造成不公平。

5)建筑内部装饰的影响。由于人们生活水平的提高，房间内部装饰已经成为一种普遍的行为，但是这会对供暖系统造成很大的影响，例如通过装饰使明装散热器变成暗装会降低散热器的供暖能力，从计量角度考虑则会增加开启时间，增加计量费用。

6)商业建筑的影响。在应用通断时间面积法的建筑中，有下层为普通商业用户、上层为住宅的情况，商业建筑由于其特殊性往往大门长时间开放，热负荷很大，造成其供暖系统基本上一直处于开启状态却不能保证室内空气温度。经过测试可知，存在商业用户的建筑耗热量远高于同等建筑条件下的普通住宅建筑，而经过计算也发现存在商业用户的建筑中的其它住宅用户往往要多交纳一定的热费。

随着我国对于节能建筑的逐步规范，建筑的保温性能越来越好，而建筑本身的热惰性也越来越大。建筑热惰性与调节之间的矛盾也就显现出来。正常情况下，若是用户均将室内的温度设定为相同值且长时间保持不变的话，这个问题并不存在。但是由于通断时间面积法的特点，用户会在白天上班时将室内的温度设定的较低，晚上回来以后再将设定温度调回正常。由于房间的热惰性较大，一般来讲这种调节不会对供暖系统造成明显的影响，也的确可通过该方法节约热费。但是从能源使用的角度出发，在供暖系统处于关闭状态的时候，用户室内供暖系统内部的热水仍在持续地向房间传热。由于建筑的保温性能较好，这部分系统本身的蓄热往往就足以保证白天的供暖需求，特别是在华北地区白天温度较高的情况下。这使得通断时间面积法无法对这部分供暖进行计量。

另外，由于热惰性的原因，供暖系统两通阀调节动作的时间会加长。实际应用发现，对于绝大多数用户来说，两通阀平均的开闭动作次数大概为1次／d左右，甚至更少。发现有个别动作次数较多的用户，均是人为的关闭开启，而非系统的自动调节。这种情况一方面与建筑热惰性有关、一方面与调节精度有关。

通断时间面积法是一种热量分配计量模式，因此必须要安装总热量表进行热量计量。理论上对于相同建筑结构、相同功能的建筑可安装1个总热量表，但是通过实际应用发现，最佳的安装仍以1栋建筑安装1个热量表较为准确和方便。同时，由于室外管网的走向在很多情况下是1栋建筑以单元为单位设计人户管道，所以造成了热量表安装的困难，往往需要每个人户管道均安装热量表，大大增加了投资费用。而在这样的情况下，又不能按照每个热量

表进行分摊，还需要将整栋建筑的热量求和再进行分摊，既浪费了资源又增加了难度。

针对以上问题，为了更好地实现供热计量的合理性，可在条件允许的情况下对相应问题进行处理，对目前没有办法进行处理的问题，笔者提出了一些设想和解决思路。

1)设计不合理。对于这种情况，只能通过在设计过程中加强监管进行解决。不过对于绝大多数的建筑来讲，尽管使用估算法进行设计，但只要是标准相同，对于热分摊的问题影响基本不大。

2)用户改动散热器和增加换热器。目前情况下我国对于这种问题没有相应的法律法规进行约束，因此是较难解决的一个问题，希望相关部门能够参考国外的做法规范市场。此外，低温地板辐射供暖系统由于系统的特殊性很少会出现这种问题，是一种能够避免这类问题的供暖形式。

3)用户分室调节和建筑内部装饰的影响。这类问题可以通过对用户加大宣传得以解决。在进行计量收费的同时，加大对用户计量知识的宣传也是十分重要的一个环节。

4)商业建筑的影响。由于商业建筑的特殊性使其供暖能力远小于热负荷，一方面应加强节能宣传，另一方面可对这类用户单独安装户用热计量表进行计量。

除了以上的设想和解决思路，还可以利用现有参数对开启时间进行修正的办法减小各种问题对计量准确性的影响。可以主要从2个方面进行修正：一是通过采集室内空气温度对其进行修正，二是通过供、回水温度对其进行修正。通过供、回水温度对开启时间进行修正的方法操作简单且有效，通过修正后的实验室验证可知修正方法可以改善计量的准确性。

对于这种情况，可以通过回水温度对开启时间的修正加以解决。由于回水温度越低则蓄热越多，通过修正增加其开启时间可以有效减少这部分误差。

由于热力人口较多而产生的浪费目前仍没有较好的解决办法，只能通过管网的设计或者改造加以解决。

通断时间面积法是一种适应我国国情的供热计量方法，通过实际应用，总结出以下4点经验。

1)对于既有建筑的计量改造，最适合采用通断面积时间法进行供热计量的建筑是采用低温地板辐射供暖的建筑，因为其供热设备改动困难，基本能够满足准确计量的前提条件。

2)通过加强对用户宣传的力度可以改善供热计量的准确性。

3)热量表宜安装于每栋建筑的总热力人口。

4)由于存在诸多的影响因素，仅仅用开启比来分配热费，难免会出现不公平，利用已有的数据对其进行修正以改善其准确性是今后的研究重点。

由于通断时间面积法是新型的计量方法，在实际应用中或多或少会出现一些问题，但实践证明，这种方法能基本满足我国现阶段的供热计量需求，是一种潜力很大的计量模式。

[1]齐承英，高俊茹，方立德，等新型智能供热计量控制系统[J]．暖通空调，2004，34( 10)：103~ 105．

[2] 齐承英，苗庆伟，杨华．基于通／断式供热控制模式的热分摊技术[I]．暖通空调，2009，39(5)：36～42．

[3] 中国建筑科学研究院．J GJ 173 -2009供热计量技术规程[s]．北京：中国建筑工业出版社，2009.