分户燃气供暖方式调研分析

清华大学　郭　非,　江　亿　,田贯三

摘要　对北京市两住宅小区的98个采用分户燃气锅炉供暖的住户作了整个供暖季的测试和跟踪调研，获取了大量的实际数据。通过计算分析，从燃气耗量及其影响因素、室内温度设定值与实测值、舒适性、操作方便性、噪声、安全感、分散排烟对环境的影响等方面评价了这种方式，并给出了经济性、节能性方面与其他供暖方式的比较结果。

关键词　燃气锅炉　分户供暖　燃气耗量　经济性分析　主观评价

　　随着城市环境质量要求的逐步提高，许多城市正在积极进行能源结构调整。分户天然气锅炉供暖由于很方便地实现了分户热计量、住户可以对室温进行控制和调节、使用清洁能源天然气、开发商建设时可以逐步投资等优点，近年来在一些地区发展很快。

　　为了详细了解这种供暖方式的运行使用情况，笔者在2001-2002年供暖季中对北京市使用该供暖方式的两个小区进行了调研和测试。

1　调研的基本情况分析

　　所调研的两个居住小区2000年上半年建成。所有楼栋均呈东西向排列，6层砖混结构(个别楼栋5层，顶层为复式结构)。外围护结构采用了内保温，窗户为塑钢单层窗。住户内的供暖系统为水平串联方式，每组散热器设有跨越管和温控阀。管道采用铝塑复合管，敷设在地板中。顶层与一层的住户采用壁挂快速式燃气锅炉，燃烧时为强吸强排方式，排烟筒双层设计，利用排出的烟气预热将进入燃烧器的冷空气。中间层的住户采用落地容积式燃气锅炉，也为强制排气方式。两种锅炉的主要参数见表1。

　　笔者在两个小区中共选取了98户作为测试调查的对象。调研活动分为三部分进行:第一部分记录住户在供暖季中的室内温度和天然气耗量;第二部分是问卷调查，就笔者设计的一些与该供暖方式有关的问题，询问住户完成;第三部分利用烟气分析仪测试住户燃气锅炉运行时的排烟情况及锅炉运行时的效率。其中温度测量采用ＲＨＬＯＧ温度自记仪，设定每1ｈ自动读取一次室内温度，烟气分析仪型号为ｍａｄｕｒＧＡ 40ｐｌｕｓ。

2 供暖燃气耗量分析

2.1　供暖平均燃气耗量的计算

　　笔者在2001年11月17日和2002年3月16日分别记录了用户的燃气表数，其间每月读取一次燃气表数。由于每户一块燃气表，调查时详细询问了住户在非供暖季节每月的燃气耗量，作为住户生活燃气耗量(做饭、洗澡)。在供暖季总耗气量中减去生活耗气量，即为住户的供暖耗气量。对于未回答或不清楚生活耗气量的住户，则按回答了的住户的平均值0.6ｍ3/(户·ｄ)扣除。在总共收回的76个有效样本中，在2001-2002年供暖季中，单位建筑面积供暖平均耗气量为5.85ｍ3/(ｍ2·ａ)，其中43户的耗气量小于平均值，约占总数的57%，有33户的耗气量大于平均值，约占总数的43%。在同时含有测得的室内平均温度的65个有效样本中(其平均耗气量为5.99ｍ3/(ｍ2·ａ))，测得的室温平均值为18.01℃，这一温度可以看作是住户在供暖季平均达到的室内温度水平。

2.2　结合今年温度特点的修正

　　2001年11月17日到2002年3月16日的供暖季(共119天)是北京少见的暖冬天气，使得实际测得的平均单位建筑面积供暖燃气耗量5.85ｍ3/(ｍ2·ａ)比正常年份偏小，需要进行修正。修正时采用室内外平均温差作为修正参数，设计年供暖季室外平均温度北京为-1.6℃;根据收集到的当年气象数据计算得出2001年11月17日到2002年3月16日的供暖季中，室外平均温度为+2.5℃;室内设计温度采用18℃，计算得到燃气耗量温差修正系数为1.2645。据此折合到设计年供暖季，分户燃气锅炉供暖方式单位建筑面积供暖燃气耗量约为7.4ｍ3/(ｍ2·ａ)。

　　按陕北天然气低位发热量2006ｋＪ/ｍ3，燃气锅炉效率按两种平均水平92%计算，当年供暖热负荷约为18.4Ｗ/ｍ2(折合设计年约为23.3Ｗ/ｍ2)。

2.3　供暖燃气耗量的分布规律

　　对76个有效样本中住户耗气量的分布规律进行了统计，大部分用户的单位面积耗气量位于平均耗气量5.85ｍ3/(ｍ2·ａ)附近，耗气量低端的用户数要高于耗气量高端的用户数。

3　影响燃气耗热量的各因素分析

　　影响住户燃气耗量的因素很多，归纳起来主要有:室内设定温度、开窗换气、房间位置(包括楼层、是否边单元)、四邻入住率情况等。为了分别考察以上4个主要因素对分户燃气锅炉供暖方式用户燃气耗量的影响，笔者在保持其它因素不变的情况下，筛选一致样本来考察单一因素的影响作用。

3.1　供暖季平均室内温度的影响

　　消除开窗、楼层、四邻入住率因素的影响，考察室内平均温度对燃气耗量的影响。筛选后，有效样本为31个，横坐标轴括号内为样本的户数。在其余影响因素相同的情况下，住户室内温度要求的高低明显地影响燃气耗量的大小，特别是在温度高于19℃的情况下，室内温度提高不到2℃，而耗气量提高了将近45%。

3.2　开窗换气的影响

　　在调查问卷上设计了有关开窗模式的问题，一共设有3个选项:Ａ每天开窗30ｍｉｎ以上;Ｂ每天开窗10～30ｍｉｎ左右;Ｃ很少开窗或是偶尔开窗。回答了此项问题的有效样本为82户，选Ａ的占51%，选Ｂ的占15%，选Ｃ的占34%。从统计中可以看出，即使是实现了热计量收费，也有一半的住户愿意长时间开窗换气，保证室内空气的品质，约有1/3的住户选择偶尔开窗。消除室内温度、楼层、四邻入住率因素的影响，考察开窗换气的影响。筛选样本后，有效样本为28户。

　　可见，在其他因素差不多相同的情况下，开窗时间的长短明显地影响着燃气耗量。长时间开窗的住户和短时间开窗的住户相比，燃气耗量要高8.6%左右，比几乎不开窗的住户，则要高23%左右;短时间开窗的住户比几乎不开窗的住户，燃气耗量要高13.6%左右。

3.3　楼层的影响

　　消除室内温度、开窗、四邻入住率因素的影响，考察楼层的影响。筛选样本后，有效样本为28户，由于缺少处于5层的样本，故只列出1～4层与顶层。位于中间层的住户燃气耗量明显低于1层和顶层的住户。计算得到位于1层和顶层的住户平均值为7.27ｍ3/(ｍ2·ａ)，而位于中间层的住户燃气耗量平均值为5.69ｍ3(ｍ2·ａ)，约低22%左右。这一明显差异主要是由于顶、底层相比中间层，有较多的楼板和地面散热引起的。

3.4　四邻入住情况的影响

　　消除室内温度、开窗、楼层因素的影响，考察四邻入住率的影响。筛选样本后，有效样本为37户，横坐标轴括号内为样本的户数。住户四邻情况对单位面积燃气耗量的影响。

　　可以看出，四邻的入住情况明显地影响着住户本身的燃气耗量，这主要是因为内围护结构没有保温引起的。可见在施行分户热计量收费时，建筑设计上应该尽量减少户间传热。