夏热冬冷地区住宅供暖探讨_唐曦
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ＨＶ＆ＡＣ ２０１３４３６
夏热冬冷地区住宅供暖探讨
中国建筑西南设计研究院有限公司 唐 曦☆ 革 非 辜兴军摘要 夏热冬冷地区属于非传统供暖区，该地区冬季室内阴冷潮湿、热舒适性差。通过对成都住宅供暖现状的调研，了解了该地区冬季室内热舒适状况和供暖需求。选取成都地区某住户，针对两种典型的供暖方式进行了初投资和运行能耗的对比分析，并对该住户实际供暖系统运行状况进行了测试。结果表明：与燃气热水炉结合地板辐射供暖相比，采用分体空调初投资可减少３１．６％，一个供暖期运行能耗可减少８５．６％。
关键词 夏热冬冷地区 供暖 热舒适 能耗 测试
Ｈｅａｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｎ
ｈｏｔ ｓｕｍｍｅｒ ａｎｄ ｃｏｌｄ ｗｉｎｔｅｒ ｚｏｎｅ
ＢｙＴａｎｇＸｉ★，Ｇｅ Ｆｅｉ ａｎｄ Ｇｕ Ｘｉｎｇｊｕｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｉｓ ｚｏｎｅ，ｎｏｔ ｏｆｆｉｃｉａｌｌｙ ａｓｓｉｇｎｅｄ ａｓ ａ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈｅａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ，ｉｓｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｕｍｉｄ ｗｉｔｈ ｐｏｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓ ａｎｄ ｓｕｒｖｅｙｓ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｃｏｎｓｕｍｅｒｓｉｎ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ，ｉｎｔｅｎｄｉｎｇ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄｈｅａｔｉｎｇ ｄｅｍａｎｄｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ，ｃｏｍｐａｒｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｗｏ ｔｙｐｉｃａｌ ｈｅａｔｉｎｇ ｍｏｄｅｓ，ａｎｄ ｔｅｓｔｓ ｉｔｓ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｒａｄｉａｎｔ ｆｌｏｏｒ ｈｅａｔｉｎｇ，ｉｎｉｔｉａｌ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ３１．６％，ａｎｄｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ８５．６％ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｌｉｔ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｍｏｄｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｈｏｔ ｓｕｍｍｅｒ ａｎｄ ｃｏｌｄ ｗｉｎｔｅｒ ｚｏｎｅ，ｈｅａｔｉｎｇ，ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｔｅｓｔ★Ｃｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏｒｐ，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｃｈｉｎａ
０ 引言
我国夏热冬冷地区的范围大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东，涉及上海、重庆、湖北、湖南、四川等１６个省、市、自治区，该地区最显著的气候特点为夏季湿热，冬季阴冷，最冷月平均气温为０～１０℃，平均相对湿度在８０％左右，冬季日照率较低，仅２０％～４０％，而我国北方多数地区冬季日照率大于６０％［１－２］。在２０世纪５０年代，由于我国能源稀缺，仅将秦岭、淮河以北的日平均气温稳定低于或等于５℃的时间≥９０ｄ的地区确定为集中供暖区，而以南的夏热冬冷地区则属于非传统供暖区。
付祥钊等人在川、湘、浙等７省的２４个城市进行了冬季住宅热环境质量调查，结果表明，在无供暖情况下，室内温度低于１０℃的频率为７８％，当室内温度低于１０℃时，久坐的人员有９１％热感觉为冷，不久坐人员也有４７％感到冷［３］；吕静对上海非供暖房间冬季室内热环境进行了实测，发现室内日平均温度低于１２℃的频率约为８５％，室内空气相对湿度在６０％～８０％的范围内，平均ＰＭＶ值为－２．４左右，远低于热舒适环境要求的ＰＭＶ范围－０．５～０．５［４］。
随着国家经济实力的增强，居民的生活水平和居住环境得到了改善。但是，夏热冬冷地区住宅冬季室内热环境问题仍然较突出，恶劣的热环境导致发生感冒、发烧、呼吸道感染等疾病的概率升高。近年来该地区冬季极端寒冷天气的多次出现使得人们更加关注住宅供暖问题。因此，了解该地区住宅建筑供暖情况，探讨是否设置供暖设施及适宜的供暖方式非常有必要。
成都位于四川盆地，属夏热冬冷地区，最冷月平均温度为５．６℃，平均相对湿度７５％～８５％，冬季日照率仅为１７％，日平均温度≤８℃的时间为６９ｄ［５］。本文通过对成都住宅供暖情况的调研及对某住宅供暖方式和运行状况的分析，探讨了夏热冬冷地区供暖的必要性和适宜方式。
１ 住宅供暖情况调研
２０１３年１—３月，笔者采用问卷的方式对成都市４５５户住宅供暖情况进行了调研，问卷内容主要有：调研对象基本情况、供暖方式、供暖设施的使用特点及冬季室内热舒适状况等。
①☆唐曦，女，１９８７年６月生，硕士研究生，助理工程师
６１００４１四川省成都市天府大道北段８６６号
（０２８）６２５５１１２１
Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｘｉ１９８７６２＠１２６．ｃｏｍ
收稿日期：２０１３－０３－２１
２０１３６
１．１ 基本情况
本次调研的住宅修建年代以２０００年以后居多，
占９６．１％，以高层为主，住宅户内面积１００ｍ２
以下的有８户，１００～１３０ｍ２的有１７０户，１３０～１６０ｍ２
的有２７７户。
１．２ 供暖方式
调研的住宅均无集中供暖，２．９％的住户没有任何供暖设施，其余住户均采用分散供暖，包括电热辐射器、电油汀、分体空调、多联机、低温热水地板辐射、散热器等方式。各种供暖方式的户数如图１所示。其中，有供暖设施的住户以分体空调为主，有４０８户，有２３户采用低温热水地板辐射供暖，
热源形式以家用燃气热水炉为主
。图１ 供暖方式分布图
１．３ 供暖设施的使用特点
除低温热水地板辐射供暖、散热器供暖外，其他供暖设施的使用均为即开即用，如图２所示
。
图２ 供暖设施使用特点
１．４ 室内热舒适状况
分别就室内无供暖设施和有供暖设施的住户的热舒适状况进行了调研。采用Ｆａｎｇｅｒ提出的预计平均热感觉指数ＰＭＶ，分为７个等级，即热、暖、微暖、适中、微凉、凉、冷，结果如图３，４所示。
无供暖设施的情况下，室内热舒适状况均在不可接受范围；有供暖设施的情况下，２９．２％的住户仍感觉微凉或者凉，可见采用分体空调供暖对室内热环境的改善效果并不十分理想。这可能与住户使用分体空调的即开即用，且运行时间较短的特点有较大关系，可适当延长分体空调的运行时间以改善室内热环境
。
图３
无供暖设施住宅内热感觉评价
图４ 有供暖设施住宅内热感觉评价
１．５ 调研结果
成都地区冬季住宅室内热环境较差，
住户供暖需求强烈，设置供暖设施对提高该地区居民生活质量具有重要意
义。
目前，成都的普通住宅均具有安装分体空调的条件，高档住宅以户为单位安装燃气热水炉结合地板辐射、散热器供暖或者设置多联机等供暖方式呈现上升趋势。此外，由于户式空气－水热泵机组较适合用于夏热冬冷地区且可供冷、供暖一机两用，也有高档住宅以户为单位安装，由于数量尚少，本次调研未涉及。
２ 某住户供暖方式和运行状况的分析
以成都某住户为例，分别就两种典型的供暖方式———分体空调和燃气热水炉结合地板辐射供暖进行初投资和运行能耗的比较分析，并对实际运行状况进行了测试。
该住户户内建筑面积为１５５ｍ
２
，位于成都市一幢高层住宅楼的４层，外墙采用钢筋混凝土和聚苯板外保温材料，
传热系数为０．９３Ｗ／（ｍ２
·Ｋ）；外窗为双层中空玻璃，传热系数为３．４６Ｗ／（ｍ
２
·Ｋ）；地板构造从上至下依次为８ｍｍ强化木地板、２ｍｍ柔性垫层、３０ｍｍ水泥砂浆填充层、５０ｍｍ聚苯乙烯泡沫塑料保温层、１２０ｍｍ钢筋混凝土楼板
层，传热系数为０．７３Ｗ／（ｍ
２
·Ｋ）。该家庭成员为４人，均为上班族。
２．１ 供暖热负荷计算
成都地区供暖时间按照日平均温度≤８℃的时间即６９ｄ计。室外供暖计算温度采用动态室外日平均温度，供暖期内的室外日平均温度变化如图５所示。室内设计温度为１８℃。各房间供暖热负荷按照文献［５］的方法计算，计算结果如图６所示。
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图５
成都地区供暖期室外日平均温度
图６ 各房间供暖热负荷
２．２ 方案对比分析
方案１为分体空调供暖，设置空调器的房间包括客厅、餐厅、书房及３个卧室。方案２为燃气热水炉＋地板辐射供暖，加热管按房间分环路敷设，敷设区域包括客厅、餐厅、书房、３个卧室及卫生间。安装示意图见图７。１
）方案１供暖期间，书房日运行时间为２ｈ，卧室１为１２ｈ
，卧室２
，图７ 供暖系统安装示意图
３为１０ｈ。根据该住户白天是否在家确定客厅和餐厅的运行时间：供暖期内的５９ｄ为工作日或外出日，客厅和餐厅日运行时间为３ｈ；其余时间内，客厅和餐厅日运行时间为８ｈ
。分体空调按照２级能效选取，冬季供暖能效比为２．２，设备价格按照２级能效产品的市场价格确定。能耗计算中考虑除霜能耗。成都地区平均结霜除霜损失系数为
０．９７３［７］
，则除霜能耗约增加１４．２％。
方案１的初投资及一个供暖期的运行能耗见表１，初投资为１８ ０００元，供暖期日平均能耗折算成标准煤约为２．７ｋｇ
／ｄ。表１ 方案１初投资及运行能耗
房间
面积／ｍ
２
分体机选型设备价格／（台／元）初投资／元供暖期耗电量／（ｋＷ·ｈ）供暖期能耗（折算成标准煤）／ｋｇ
客厅＋餐厅４０ ３Ｐ柜机８ ０００ １８ ０００ ２７１．６ １８３．１卧室１ ３３ １．５Ｐ挂机３ ０００ ７０１．３卧室２ １９ １．５Ｐ挂机３ ０００ ３０９．８卧室３ １１ １Ｐ挂机２ ０００ １７２．２书房
９ １Ｐ挂机２ ０００
３３．８
注：电力折算标准煤系数为０．１２２ ９ｋｇ
／（ｋＷ·ｈ）［６］。２
）方案２供暖期内２４ｈ连续供暖，
燃气热水炉按照２级能效选取，热效率为８８％［８］
，额定电功率按１２５Ｗ计算。设备价
格按２级能效产品的市场价格确定。地板加热管管材及安
装费约为１５０元／ｍ
２
。一个供暖期的耗气量及耗电量按式（１），（２
）计算：Ｇ＝
∑Ｎ
ｎ＝１
（
Ｑｒ
ｈ）×３．６Ｑｄη（１）Ｐ＝
ＰｅｈＮ１ ０００
（２
）式（１），（２）中 Ｇ为一个供暖期的耗气量，ｍ３
；Ｑｒ为房间供
暖热负荷，Ｗ；ｈ为供暖系统日运行时间，ｈ／ｄ；Ｑｄ为天然气
低位热值，ｋＪ／ｍ３
；η为燃气热水炉热效率；
Ｐ为一个供暖期的耗电量，ｋＷ·ｈ；Ｐｅ为热水炉额定电功率，Ｗ；Ｎ为供暖时间，ｄ
。方案２的初投资及一个供暖期运行能耗见表２。方案２初投资为２６
３００元，折算成标准煤的日平均能耗为１８．４ｋｇ
／ｄ。由于本文计算中设定运行时间为２４ｈ，而在实际运行中，可以根据温控装置设定室内温度，在室内无人时将供水温度降低或者关闭热水炉，则运行能耗会降低。
表２ 方案２初投资及运行能耗
燃气热水炉价格／元
安装总费用／元
初投资／元
供暖期耗电量／（ｋＷ·ｈ）供暖期耗气量／ｍ３供暖期能耗（折算成标准煤）／ｋｇ
９ ５００ １６ ８００ ２６ ３００ ２０７．１ １ ０２５．８ １
２７１．１注：电力折算标准煤系数为０．１２２ ９ｋｇ／（ｋＷ·ｈ），天然气折算标准煤系数为１．２１４ ３ｋｇ
／ｍ３，天然气的低位热值为３５ ５４４ｋＪ／ｍ３［６］。
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对比表１，
２可以看出，与地板辐射连续供暖相比，采用即开即用的分体空调供暖初投资可减少３１．６％，一个供暖期运行能耗减少８５．６％。值得注意的是，本文在对比两种方案时供暖期均取为６９ｄ，但据调研了解到成都地区使用方案２的住户实际的供暖期达到了１０５ｄ左右，则能耗会更大。
综上所述，相比燃气热水炉结合地板辐射供暖，分体空调在初投资和运行能耗两方面均有较大的优势。２．３ 运行测试
该住户实际采用了燃气热水炉结合地板辐射供暖的方式，于２０１３年１—２月进行了测试。测试期间所有房间均２４ｈ连续供暖。图８，９给出了室外日平均温度，客厅和餐厅、卧室１的平均空气温度及耗气量
。
图８ 室内、
外日平均温度
图９ 室外日平均温度和日耗气量
供水温度设定值较高，达到了５０～５５℃，各房间空气温度基本维持在２０～２４℃之间，地板温度绝大多数时间维持在２４～２７℃，
家庭成员多数时间感觉温暖，偶尔感觉热。测试期间平均日耗气量为１５．５ｍ３
／ｄ
，折算成标准煤为１８．８ｋｇ／ｄ，如果适当调低供水温度，则可在满足舒适度的前提下降低供暖能耗。３ 结论与思考
３．１ 通过对成都地区的住宅供暖现状的调研了解到，成都地区冬季未设置供暖设施的住宅内热环境恶劣。随着经济条件和居住条件的改善，人们对住宅供暖有了强烈的需求，在该地区设置供暖设施非常有必要。
３．２ 近来南方集中供暖的呼声日甚，然而经计算，若在夏热冬冷地区推广集中供暖，每年将会增加约２ ６００万ｔ标准煤能耗，同时，二氧化碳排放量将增加约７
３００万ｔ，环境污染加重［
９］
。另外，集中供暖投资大，建设周期长，而夏热冬冷地区的供暖期较北方地区短，
集中供暖设施的使用率相对较低。故笔者认为夏热冬冷地区不宜盲目大力推广住宅集中供暖，
具有建设规模小、运行灵活、便于计量等特点的分散供暖在现阶段不失为更现实、更合适的供暖方式。３．３ 通过理论计算对比分析了成都地区常用的分体空调和地板辐射供暖，结果表明，与燃气热水炉结合地板辐射供暖相比，采用分体空调初投资可减少３１．６％，一个供暖期运行能耗可减少８５．６％。４ 致谢
感谢孙钢、刘晓燕同志对测试给予的帮助和支持。参考文献：
［１］ 余晓平，付祥钊，廖小烽．浅析夏热冬冷地区低能耗住宅技术路线［Ｊ］．重庆建筑大学学报，２００６，３０（６）：１１６－１１９［２］ 付祥钊．中国夏热冬冷地区建筑节能技术［Ｊ］．新型建筑材料，２０００（６）：１３－１７［３］ 付祥钊，
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２０６６５—２００６ 家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２００６
［９］ 中华人民共和国住房和城乡建设部．南方供暖应因地制宜［Ｎ］．中国建设报，檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴
２０１３－０１－２８
·简讯·
２００８—２０１２年度绿色建筑评价标识项目公布
近日，
住房和城乡建设部建筑节能与科技司下发了《关于公布２００８—２０１２年度绿色建筑评价标识项目的通知》。通知指出，住建部根据《绿色建筑评价标识管理办法》《绿色建筑评价标准》和相关评价技术细则，从２００８年起组织开展绿色建筑评价标识项目评价工作，截止到２０１２年底，共有７４２个项目获
得绿色建筑评价标识，并将获得绿色建筑评价标识的项目予以公布，内容包括项目名称、获得评价标识的年份、星级、标识类型、项目类型、完成单位和申报的建筑面积等。
（本刊摘自ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｈｕｒｄ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｚｃｆｇ／ｊｓｂｗｊ
＿０／ｊｓｂｗｊｊｓｋｊ
／２０１３０５／ｔ２０１３０５１４＿２１３７１１．ｈｔｍｌ）