焦良珍¹  钱建军²  文远高¹

（1－武汉科技大学  2－湖北省建筑科学研究设计院）

摘要：从长江中下游地区冬季气候变化、已建住宅建筑集中锅炉供热的使用情况、各种制冷供热方式的比较等几个方面出发，分析讨论了适宜长江中下游地区住宅建筑的供暖方式。

关键词：气候变暖    空调器    燃气炉    集中供暖

0 引言

武汉、九江、南京、上海等长江中下游城市属典型的夏热冬冷地区，夏季热得象在火上烤，冬季冷得无处可逃。初次接触这些地区冬天的北方学生往往会感概“这里的冬天比北方还冷”，越来越强烈的呼声要求在这些地区进行集中供暖。城市大面积集中供暖一时难以实现时，各种形式的采暖就出现了，有家用壁挂炉采暖、有冬夏两用型空调器采暖；一些房地产公司也顺应市场需求建设小区锅炉房供暖，把小区供暖作为一个卖点。

无论是住户自行安设的采暖还是小区锅炉房供暖，其目的都是希望冬天过上春天的生活。但是，这些项目运行情况怎样，是否达到了经济舒适的目的还有待研究。笔者认为，一个地区正确合理的供暖系统的选择应考虑到当地的气候条件，建筑物的功能及负荷特点，系统投资与运行费用的经济性，当地的能源结构特点以及节能和环保的影响。以下，笔者将主要通过对长江中下游地区气候变化、已建采暖项目的使用情况、几种供暖方式的特点和经济性等方面进行分析，探讨适合长江中下游地区住宅建筑的供暖方式。

1 长江中下游地区冬季气候变化情况

随着全球气候变暖，我国自1987年至2004年，连续18年冬季平均气温高于1961-1990年气候平均值。若按新的1971-2000年气候平均值，则除1995/1996年和1999/2000年两个冬季的全国平均气温略低于新的气候平均值外，近20年内，也有18年冬季平均气温高于新气候平均值，全国冬季平均气温的总体趋势是升温变暖的^[1]。

长江中下游各地区冬季平均气温的变化基本类似于全国总趋势。代表城市如武汉，除2003/2004、2004/2005两个冬季气温较常年偏低0.4℃外，近20年其它各年份冬季平均气温都较常年偏高。如2006年12月气温比较正常，但2007年1月气温偏高近2℃，2月上旬，气温异常偏高，平均为9.5℃，较历史同期偏高5.3℃。虽然2004年的冬天，武汉平均气温较常年偏低，但最高温较常年偏低，而最低温较常年偏高，这仍是气温整体偏暖的表现。再如上海，从1988／1989年度冬季开始，已持续出现17个暖冬，即有17个冬季（上一年的12月1日起算至次年的2月末）的平均气温较常年平均偏高1℃以上。这里仅列举长江中下游地区几个主要城市2006/2007年冬季的气温变化情况^[2]与这几个城市冬季常年主要气象数据^[3]进行对比。

表1是长江中下游地区几个主要城市在近20年内冬季气温的代表，从表1可知，这些地区冬季平均温度在4.3℃～5.5℃之间，接近采暖温度；平均温度小于等于5℃的天数比出现温度小于等于5℃的天数减少近一半，说明温度低于5℃的时段在全天中所占比例不大。从表1中还可见最低温度出现的天数很少，均为1天。

对比表1和表2可知，这些地区日平均温度小于等于5℃的天数较常年大为减少，减少最多的是上海，达45天。今年平均温度小于等于5℃天数内的平均温度均高于常年值，武汉和南京均高出1℃以上，上海高出0.3℃。这些都说明气候变暖使长江中下游地区冬季平均温度增高，采暖天数大幅减少。

全球气候变暖对人类气候造成的影响目前是不可逆的，因为大气中排放的CO₂在大气中的存活时间是200年，即使我们现在由点也不增加CO₂，它对我们的影响还会持续200年。

文献[5]以全国458个气象台站逐日平均气温为基础，对我国冬季气候条件的影响进行了分析，结果发现与1980年以前时段相比,1985-2004年以及1995-2004年间,我国集中采暖区和过渡采暖区的界线明显北移，北方大部地区采暖期长度缩短5～15d，长江及其以南地区缩短最大达30d以上；长江中下游地区冬季采暖耗能降低了30%以上.。若按《武汉市居住建筑节能设计技术规定》，取采暖室外平均温度2.9℃，同时采用节能建筑维护结构，则武汉地区冬季热负荷可降低近50％，供暖时段进一步减少。因而在长江中下游地区对住宅建筑，如果设置集中供暖，则机组的利用率较低，会导致设备的浪费和闲置；宜根据住宅建筑的负荷小、用户的使用率低的特点，选择调节灵活、启停方便的供暖方式。

表1  2006～2007年几个城市的冬季气温度数据

表2  几个典型城市冬季历年主要气象参数

2 已建住宅集中供暖的使用状况

武汉地区最早开发的B花园集中锅炉房供暖，一个采暖期不到就供不起（运行费高，用户交费不到位）而关闭了；武汉某建筑公司的采暖系统，几经启停，最后还是被迫停用；还有S局的职工供暖，因运行费用过高而被迫停止。当然，也有些供暖项目一直在使用，武汉地区最大的如省直供暖中心，承担该片区2.5km²的供暖；某厅锅炉房，承担该厅办公及住宅的采暖。这两个项目供暖效果较好，没有出现停炉或交费的问题，但是，这种和平的状态主要是依靠政府或单位补贴支撑的。大量调查和用户的反馈可知，房产商开发的集中锅炉房供暖普遍瘫痪，极少数仍在苦苦支撑。这种现象在南京上海同样存在。社会使用情况说明，如果没有有效的方法解决集中供暖的投资和运行费用，那么集中锅炉供暖在住宅建筑中推广的意义不大。

3 各种采暖型式

长江中下游地区夏季炎热，因而冬季采暖方式通常要结合夏季降温方式来考虑。这些地区住宅建筑可采用的采暖方式有以下几种：冬夏两用型空调器，户式家用空调系统，燃气炉采暖或电热膜/电缆采暖，集中供热。

3.1 各种采暖型式的特点

3.1.1 家用空调器

两用型空调器包括窗式空调器和分体式家用空调器，分体式空调器的内机有壁挂式和柜式。两用型空调器不需另设热源及其辅助设备，有其独特的优越性。它既可以制冷又可以制热，一机两用；施工安装简单，只要建筑专业留有必要的建筑构件，可由住户或产品公司负责安装即可；占地面积小，启停方便。缺点是室外机多，凝结水排放无序，但这都是可以解决的。只要统一预留建筑构建和凝结水排放系统，建筑上一致的室外机和凝结水排管也不失为城市的一道风景。

3.1.2 家用中央空调

家用中央空调就是介于家用空调器和中央空调之间的一种空调模式，制冷量一般在7-80KW范围内。目前，常用的有以下四种基本方式：1、分体多联机空调系统；2、水源热泵空调系统；3、风冷热泵冷热水机组加风机盘管空调系统；4、分体式风管机空调系统。这种型式带集中冷热源便于集中管理且末端调节灵活。

相对家用空调器，第一种基本型式室外机大大减少，但室内冷媒管道的敷设要复杂些。第二种基本型式不设室外机，制冷/制热能力强，但需设置冷却水系统，适用于大中型住宅小区，高层公寓和大型别墅；第三种基本型式制冷介质不通过房间，末端调节灵活；风机盘管要求的水温较散热器的低，只需30-40℃，降低了加热温差，提高了热工效率，节省了能源，是目前住宅中央空调系统中用得较多的一种型式。第四种基本型式使室外机数大大减少，且设置风管送风，室内气流组织更合理，温度分布均匀，一般有过滤处理，房间舒适性洁净性均得到较大程度提高，在房间空间高度允许的情况下可以采用。

3.1.3 燃气炉采暖或电热膜/电缆采暖

燃气壁挂炉是近年引入国内的一种采暖方式。相对空调器和家用中央空调，需增加一套热源设备。壁挂炉内有换热器，能提供生活热水，可节省热水器的投资；但燃烧产物CO₂、NO_x、CO等对环境有污染。而关于燃气炉爆炸或燃气中毒等担心不应是燃气炉采暖的问题，因为不采暖也需使用燃气。

电热膜也是近几年年进入国内的一种低温辐射采暖方式，即将电热膜敷设于房间顶棚或墙壁上，主要通过敷设向房间供暖。

这两种采暖方式调节灵活，便于用户根据实际需要调节室温；若采用辐射采暖，则室内管道或电热膜均要占用约50-70mm的建筑空间。

3.1.4 家用空调器＋集中供热：

集中供暖是一种传统的供暖方式，技术比较成熟，可设分户计量装置，分室调节室温。集中热水供暖较热风采暖没有噪音和吹风感，舒适程度高。但燃烧产物对环境污染较大，与小区所营造的宁静、高雅的气氛不协调。同时集中供暖室外管网每年维修量大，维修时开路挖沟，要投入一定的人力、财力，从而给小区的居民生活带来不便。另外住宅采暖户内的阻力损失较小，外网的阻力损失较大，系统调节起来极为困难，引起水力失调，造成各户冷暖不均。对集中供暖而言，不管室内是否有人，都会供暖，即使某一时段根据负荷调节锅炉燃料量,那也只是减少供热而非完全不供，其造成的能源浪费仍然很严重。

3.2 各采暖方式的经济性比较

以20000m²的住宅建筑为例，比较这几种采暖方式的经济性，见表3。

表3  各采暖方式的初投资和运行费用比较表

注：1. 初投资考虑了夏季空调设备和冬季供暖设备；

2. 家用中央空调没有考虑水源热泵的型式，水源热泵的初投资要高于分体多联机型式的；燃气采暖/电热膜采暖和集中供暖按夏季采用家用空调器降温计算初投资，这里扣除了热水器的费用

3. 家用空调器和家用中央空调供暖由于可部分负荷使用及设备保养等原因，其运行费用较低。

从表3可知，家用空调器无论从投资还是运行费上看都是最经济的，其次是家用中央空调和燃气炉采暖，集中供热和电热膜采暖费用最高。经济的节省也反映出生产设备的原料的节省和设备运行时燃料的节省。在倡导节约型社会和节能系统的今天，采用家用空调器或家用中央空调采暖既节约了资源又节省了能耗，不能不说这是长江中下游地区较适宜的采暖方式。燃气炉采暖的设备费和运行费居中，热舒适度高，使用中没有噪音，也是这些地区住宅供暖不错的选择。

4 结论

1、长江中下游地区住宅建筑不宜大面积推广使用集中供热。这些地区的气候总趋势是变暖，采暖天数普遍减少，同时住宅建筑使用时段率和负荷分布不集中，这些都会降低供暖系统的利用率，同时造成系统能源的浪费。

2、长江中下游地区住宅建筑宜采用调节灵活、启停方便的空调器、家用中央空调或燃气炉采暖。这三种供暖方式适合住宅建筑负荷特点的需要，投资少，运行费用低，既节约资源又节省能源，可根据住宅和用户的其它需求进行选择。

3、热电冷植联供被认为是最较理想和经济的解决夏季降温冬季供冷的方式，当然这需要进行详细的研究，它不在本文讨论的集中供暖之列。

参考文献

[1] 周自江，我国冬季气温变化与采暖分析[J]，应用气象学报，2006，11（2）：251－252

[2] 中国气象科学数据服务网[DB/OL]

[3] 建筑工程常用数据系列手册编写组，实用暖通空调数据手册（第二版）[M]，建筑工业出版社，2002，2

[4] 张家诚，高素华，潘亚茹，我国温度变化与冬季采暖气候条件的探讨[J]，应用气象学报，1992，3（1）

[5] 陈莉，过去20年气候变暖对我国冬季采暖气候条件与能源需求的影响[J]，自然资源学报，2006，21（4）