北京十二五地暖能源应用发展情况

    今年初，北京市召开了建筑节能大会，副市长陈刚代表市委、市政府宣布了北京市“十二五”期间建筑节能的总体目标。并指出：北京市要 瞄准国外先进的节能技术指标，制定和发布《北京市建筑节能设计标准》，要走在全国前面，达到世界先进水平，要实现新的跨越。要达到与国际上同纬度国家相比 节能水平最高。要实现与国际上同纬度国家相比单位采暖能耗最低。
 

    住建委主任在大会的工作报告中指出北京市“十二五”时期建筑节能指标将占到全市节能减排目标的1/3以上。“十二五”期间北京市预计有1.5亿平米的新建建筑，1.5亿平米的既有建筑节能改造，和农村110万户的节能抗震改造任务。
 

    “十二五”期间建筑节能工作的重点任务是：新建居住建筑实施第四步节能75%标准；要完成6000万平方米城镇既有建筑围护结构节 能改造；完成公共建筑和符合节能50%以上节能标准的居住建筑的热计量收费改革；实现全市公共建筑电耗降低7%，其中公共机构降低10%。；2015年前 全市使用可再生能源的民用建筑面积达到8%；到“十二五”末全市采用产业化施工方式建造的住宅达到1000万平方米。在未来科技城、CBD东扩、首钢产业 置换厂区、丽泽金融商务区等重点功能区建设绿色建筑示范区。实现上述目标，将在“十二五”期末形成每年节约529万吨标准煤的能力。
 

    “十二五”第一年，2011年全市建筑节能工作的主要任务是：发布实施达到节能75%水平的《北京市居住建筑节能设计标准》；完成 1200万平方米既有建筑的供热计量和节能改造,其中既有居住建筑供热计量和节能改造800万平方米；完成30万平方米集热器面积的太阳能热水建筑应用， 完成400万建筑平方米浅层地能或污水源热泵采暖建筑应用，完成4万平方米太阳能光热采暖建筑应用，完成18.9兆瓦装机容量的光电建筑应用；实现300 万平方米绿色建筑和100万平方米产业化施工示范工程项目落地和开工建设；完成25000户抗震节能型农宅建设和既有农宅改造，启动500户农村既有住宅 抗震加固改造试点。
 

    北京市“十二五”建筑节能的目标明确，任务艰巨。与北京市纬度相近，气候条件比较类似的瑞典、丹麦、芬兰等国家南部地区其单位建筑 面积平均采暖能耗为11W/m2，而北京市在“十一五”期间住宅单位建筑面积的采暖能耗平均达到20W/m2，高出近一倍。要实现赶超难度很大。我们众多 从事城市开发建设的企业和从事生产建筑节能技术和产品的企业面临着重大挑战，同时也面对着巨大商机。
 

    二、北京市“十二五”节能规划中重点推广技术之一：可再生能源与新型地暖相结合的采暖系统

    为了完成政府“十二五”节能规划指标，建筑节能是其中重要的一环。据统计，在建筑能耗中，使用能耗大约为建造能耗的15倍左右，而 在使用能耗中又以采暖和空调能耗为最多，特别在北方寒冷地区，供暖能耗几乎占总使用能耗的35%。因此，供暖系统的节能被认为是实现建筑节能的一个重要途 径。传统的供热与采暖模式无论是从采用的热源还是采暖末端设备都存在能耗大、热效率低以及污染环境等诸多问题。因此，推广节能、环保的绿色供热与采暖系统 是目前建筑领域节能、减排面临的重大课题。
 

    去年我协会受北京市住建委委托完成了《北京市“十二五”建筑节能规划》课题中关于“十二五”时期《北京市推广、限制、禁止的建筑节 能技术、材料与设备工艺》的政策调研报告。提出了北京市“十二五”建筑节能技术发展的重点任务。在推广的各项新技术中，可再生能源应用、高效供暖制冷末端 技术与产品是其中之一。
 

    实践证明地面辐射采暖的传热方式比对流方式采暖可降低热损耗、提高热效率，更节能和舒适。地暖给人以脚暖头凉的感觉。这种感觉与对 流传热形成的头热脚凉的感觉相比，在人体同样的舒适感受度下，室温可低1~3℃。因此，地面采暖室内16℃即可达到对流供暖18℃的人体舒适度效果。末端 温度越低，系统热效率越高，每降低1度，效率提高0.5%；由于地面本身是热辐射面，因此减少了维护结构近五分之一的冷面吸热耗能。
 

    低温热水地面辐射采暖技术的发展对可再生能源在冬季采暖中的应用，起到了至关重要的作用。在冬季，地源、水源、空气源等热泵技术产 生的热水一般在500C以下，而地板采暖正适合使用500C以下的热水，新型的地面辐射采暖技术用350C的热水即可保证辐射供暖的舒适效果，如：预制沟 槽式地暖用∮10塑管做加热盘管，可采用干法或湿法现场施工铺设。预制轻薄供暖板则用∮8塑管在工厂组装生产，现场铺设即可。毛细管网辐射板则用∮4.5 塑管工厂制成管网，现场铺装即可。它们的共同特点是加热盘管细，铺施密度大。通过增大热辐射面积，降低使用热水温度，减少了热媒传送过程中的损失。进回水 温差可以控制在50C以内。通过增加铝膜均热，辐射效果更佳。整体轻薄、升温快、可控性强、安装方便；可地面铺设也可在墙面、顶棚安装兼顾冷辐射。该高效 地暖末端可降低热源供热温度，提高散热效率。适用于各种低温供暖系统，节省采暖运行费用。
 

    在“十二五”期间以普通地暖作为末端，以地源（及污水源）热泵做为热源的采暖方式，在北京得到一定推广，已有多项示范工程。但在人 口密集和建筑密集的城市推广应用受到局限。而空气源热泵技术可以不受地面环境和地质条件的限制。随着该项技术的不断突破，如采用直流变频技术，根据环境温 度变化自动调节，自动除霜及低温启动技术，可在-200C范围内启动，在-100C气温下提供500C热水。在冬季的平均COP值达到和超过了3。和低温 热水辐射供暖末端技术组合成新的冬季采暖系统。可将太阳能做为空气源的互补热源。将可为北京地区采暖方式提供一种新的选择。它和燃气壁挂炉相比，既可以减 少天然气资源的消耗，又可减少废气排放，维护住宅小区空气中的氧浓度，平衡电网峰值，使用更安全。空气源热泵地暖系统的运行费用明显低于燃气炉地暖的运行 费用。将空气源热泵和太阳能热水，与高效的低温热水地面辐射采暖技术相结合可形成较完美的低碳、节能、舒适的供热与采暖系统。
 

    三、目前该项技术的应用情况及需要进一步开展的工作

    该技术近十多年在国际上有重大发展。从上个世纪末石油危机起在日本，不需要直接燃烧就可以从环境中获取热量的空气源热泵技术，开始 得到了快速发展。在全球能源供应日趋紧张的今天，热泵产品凭借着其高效节能、环保、安全、舒适等诸多优势，市场上迅速得到消费者和业内人士的认可，发展成 为一个节能环保的新兴产业。欧洲，随着用户对节能、CO2减排意识的提高和国家的各种奖励制度的建立，以热泵技术来生成热水的新空调得到了市场的认可，社 会需求迅速增长。2008年空气源热泵也和太阳能一样被欧盟指定为可再生能源。进入2000年，随着热泵技术的成熟，在欧洲形成了将热泵技术应用于低温辐 射式地板采暖的热潮，至今已经销售几十万套。欧洲EN14511标准就是出台于这种情况下。
 

    目前，该项采暖技术已在北京及周边地区的民用建筑中得到一定应用。据不完全统计近两三年的应用面积已超过十万平米。大小近百个项 目，其中包括城市普通楼房住宅、别墅、平房四合院、新农村住宅、机关办公楼等。多数项目运转正常，供暖效果较好。但也有的存在一些问题需改进。如：国内有 些厂家的空气源热泵设备低温启动及除霜性能尚待提高；与太阳能、地暖系统相匹配的工艺技术待改进;系统整体能效比（COP）值，尚有一定提升空间。需要相 关企业加大研发力度，不断提高产品质量，满足用户需求。
 

    目前在国内的应用中还缺乏专项的设计施工和验收规范。对该采暖系统的合理配备和应用效果缺乏科学的数据支持和验证。不利于在北京市及国内冬冷夏热和较寒冷地区的应用推广。
 

    为此今年我们协会组织清华大学、北京建工学院、中国建材院、北京建筑设计院的专家及大金（中国）、安贞暖通等多家企业组建课题组。 承担了住建部2011年科技项目“空气源热泵、太阳能与低温热水地暖组合建筑采暖系统的节能能效研究”课题。我们将通过对“空气源热泵、太阳能与低温热水 地暖组合系统”这一课题研究，在北京、华北、华东、中西部等冬冷夏热及部分寒冷地区进行建筑采暖与供热能效的测试。提出不同地区的建筑节能能效数据。优化 出几者之间的最佳匹配与组合。通过示范项目，总结出该项组合系统的设计、施工、应用指南。通过住建部科技成果鉴定后进行推广。明年还将编制北京市“空气源 热泵、太阳能与地暖系统“应用技术导则。进一步做好在北京市的应用推广工作。