立足缺陷研究集中供热采暖的节能设计
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0.引言
能源是社会和经济发展的重要物质基础，做为不可再生资源，其重要地位不言而喻，世界范围内的能源危机已让各国在节约能源，提高能源的利用效率等问题上达成共识。城市建筑集中供热采暖的能源消耗量大，如何通过有效的节能措施，提高集中供暖的效率，降低能源的使用量，保证供暖的效果是一项重要的研究课题。
1.1建筑集中供热采暖节能的必要性
我国面积幅员辽阔，气候类型多样，统计资料显示，在冬季期间，我国三分之二多的东北、华北和西北地区，日平均气温小于5℃的天数超过90，寒冷的天气给居民的工作和生活带来了极大的不便，因此，集中供暖成为必然的选择。由于集中供暖对能源的消耗量大，随着我国需要集中供暖建筑面积的不断攀升，能源的利用率成为迫切需要解决和重视的问题，因建筑围护结构的保温性和门窗气密性差、供暖锅炉的燃烧率低、供热管网漏气、漏水、保温性能降低等原因造成的热损失给集中供暖的整体效果带来重大冲击。同时，由于能源消耗带来的环境问题日益突出，温室气体排放问题已得到世界范围内重视，所以，对建筑集中供热采暖节能效果进行分析，并采取的一定的措施降低热损失和对环境的影响，提高能源利用效率，是很有必要的。
1.2建筑集中供热采暖存在的问题
在我国，建筑集中供热采暖工作开展的较晚，对节能技术的重视程度不够，起步较晚，因此，在发展中存在一定的问题：首先是建筑自身的节能保温隔热性能较差，建筑物能耗设计达标的低，单位采暖建筑面积能耗是欧美国家的2-3倍以上，采用粘土实心砖或单一的混凝土砌块的墙体材料，建筑热工性能根本达不到建筑节能设计标准，甚至达不到国家规定的最低的热工标准，其外墙热损失是欧美国家的3-5倍；同时建筑物窗体的保温、隔热、密封性能较差，使得大量的热量到达建筑物后通过窗体散失，窗体的热损失为欧美国家的2倍以上。其次是热力网的热损失严重。热力站的设备老化成就，自动化和机械化水平低，智能控制技术的使用率极低，专用设备的研究和开发周期长，产业化速度慢，造成热力工况的调节不能准确、及时；热力管理网年久失修，多为隐蔽工程，失水、补水量大，管网的保温和防水工作不到位，造成大量的能量浪费，同时由于水质问题，造成管网的腐蚀严重，大流量小温差和“跑、冒、滴、漏”现象仍普遍存在。最后热源的问题。热源在一般城市都采用煤作为燃料，燃烧造成的空气和环境污染问题严重；同时，由于供热锅炉的性能问题，热效率一直处于较低的水平，对燃料的消耗量大，供暖采暖的成本较高；城市供暖供热项目由于缺乏专业的科学的规划和审批，热源的分布不对称、不均匀，最终导致热源建成后热负荷不足的“大马拉小车”的严重浪费现象。
2.城市集中供热采暖节能设计研究
2.1热用户采暖节能设计
热用户是供热采暖系统中的最后一个环节，也是热能的最终消耗环节，因此，该环节的节能设计显得尤为重要。首先，建筑本身需要进行节能设计和改造，新建建筑应选用双层隔热玻璃，合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热，改进中空玻璃间隔层内气体性能、选用低传导间隔层和隔热性能好的窗框材料降低窗体热量的损失；同时，在建筑物的围护结构的设计上，目前我国已针对不同气候地区出台相应节能设计规范，建筑围护结构的构造做法，传热系数等限值给出了明确参考和规定，外墙保温隔热做法，解决防湿、防结露、防热桥等问题的设计上已趋于成熟。其次是针对采暖需求要建立按热量的使用量计量系统，积极采用热能计、热量分配表等设备，逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系，针对新建和新增加采暖系统的建筑，建议采用分户独立、一户一表的供热采暖计量方式，对于老旧供暖系统改造的建筑，可采用热分配表式，将用户的使用数量与费用直接挂钩，提高用户的节能意识，同时，需要按照节能要求，在供暖采暖系统，推广使用散热器、恒温控制器、平衡阀、压差控制器等先进的室温控制设备，避免热用户水力失调和热能浪费，实现按热用户需求供热。最后是不同的热力站之间应该用间接连接方式，以保证量调节的实现。热力站是集中供热采暖系统一次网和二次网的连接纽带，是一次网实现量调节和使一二次网分离减少热网漏水损失的核心。在热力站中应积极推广采用高效板式换热器机组，并配以自动调节装置，实现热力站按热用户的需求和气候变化进行实时调节。通过改变供水温度或供水量，达到节能的目的。
2.2热力网供暖节能设计
热力网节能是供热采暖系统的关键环节，热力网联接着热力站和采暖用户，中间环节的节能措施至关重要。首先要根据城市水文、地理及建筑物特点，做好热力网的规划设计。热网设计应在综合考虑经济、技术效果的前提下，确定优化方案，并进行详细的水力平衡计算，以期达到最佳设计效果。热力管网布置及走向应服从小区的统一规划，根据小区具体情况，进行科学论证，推广使用保温性能好，占地面积下，同时施工简单、成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术，热网主干线的敷设要靠近热负荷密集区，尽量降低管网的长度，选定合理的热指标，管网参数设计要合理，热网支管及用户入口管径的设计，应按外网总压力平衡计算来确定，并核算其流通能力。其次要做好热力网的控制与管理节能。要放弃传统的热力网的手动调节方式，实行科学的管理和自动化控制。研究热网监控系统或其它自控方式的可行性，采用热网微机监控系统，提高自控系统的可靠性。同时，要提高运行管理人员技术水平和整体素质，参与到自控系统的设计和实施过程中，以保证整个热力管网的自动化管理水平，提高管理效率和水平。最后要提高热网的设施与材料的节能水平。逐步放弃使用保温性能较差的珍珠岩瓦、岩棉管等保温材料，推广使用聚胺酣保温材料。逐步放弃使用调节功能很局限的调节闸阀，在各个供热干管上安装调节性能优良的平衡阀或自力式流量控制器，使管路或用户的流量符合要求，从而消除管网水力失调，解决暖气局部过热、局部不热的问题。
2.3热源节能设计
热源的节能设计对改善供热环境，提高供热水平，节约燃料，降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工，开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉，积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。其次采取合理的运行管理措施，根据实际情况选用集中质调节，量调节，分阶段改变流量质调节及间歇调节方式，避免运行过程中的冷热失调，提高控制和调节水平。在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平，放弃“看天烧火”的经验主义做法，根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数，使锅炉运行科学化、程序化，做到既保暖又节煤。
3.结论
城市集中供热采暖是目前寒冷区域广泛推广使用的取暖方式，随着供暖规模的扩大，提高供暖系统的节能效果，降低运行成本和对环境的影响成为供暖系统总体设计的重点。本文在分析建筑集中供热采暖系统基本理论和存在问题基础上，详细阐述了供热采暖节能设计措施，其结果对提高建筑集中供热采暖节能设计的效果具有重要指导意义。
