夏熱冬冷地區居住建筑采暖的探討

方徐根 梁利霞 楊敏 蘇翠霞 方堅堅

（1 浙江建科節能環?？萍加邢薰?浙江杭州 310012 2 浙江大學電氣工程學院 浙江杭州 310063）

0 引言

隨著人民生活水平的日益提高，夏熱冬冷地區居民對提高生活舒適性的要求越來越迫切，對冬季采暖的呼聲也越來越高。由于夏熱冬冷地區采暖周期短、采暖負荷小、熱負荷波動大，同時各地資源條件、社會經濟水平、居民歷史生活習慣存在個體差異，因此，夏熱冬冷地區如何進行冬季采暖成為了1 個熱門話題。

1 夏熱冬冷地區采暖現狀

筆者曾于2019 年參與開展了一項以重慶、衡陽、武漢、宣城、合肥、南昌、杭州等為目的地，為期1 個月的夏熱冬冷地區采暖現狀大樣本調研工作。調研主要采用現場填寫問卷的形式開展，具體調研內容包括：居住建筑本身的基本情況、居民冬季的采暖習慣、采暖舒適度感覺、采暖設施情況以及改善愿望和預期共5 個模塊。經過綜合分析，總結出了夏熱冬冷地區的采暖具有以下特點：

（1）采暖方式多樣化，大多采用分散式采暖，且每天采暖時長與時段差異性較大，室內熱環境差異也比較大，總體能耗比較高。調研住戶中采暖方式為房間空調器的占比為39.3%，占比最大，選擇電采暖散熱器的占比26.6%，選擇燃氣爐的占比為7.2%，選擇如電熱毯、熱水袋、燒炭等其他方式的占比26.2%，采用地源熱泵、風能及太陽能等可再生能源為熱源的采暖方式使用比例極低，占比不到2%。

（2）居民采暖開始月份多集中在11、12 月份，在第2 年的2、3 月份結束采暖，基本上同夏熱冬冷地區氣候變化同步。

（3）約1/3 的調研住戶每天采暖時間為6 h 左右，采用間歇運行模式，運行模式基本為有人的時候開啟采暖設施，人離開時關閉采暖設施，導致夏熱冬冷地區居住建筑采暖能耗高、室內環境差。

（4）調研住戶中達到40%的居民傾向于選擇地暖輻射采暖，地暖輻射采暖的熱源是從地面向上傳輸，室內溫度從下往上逐漸遞減，室內空氣的對流較弱，舒適度較高，同時具有高效節能、運行管理方便的優點。

2 中國能源狀況

2.1 能源數據分析

筆者統計分析了國家統計局公布的2015—2019 年國民經濟和社會發展統計公報的統計數據。通過數據分析，發現我國能源消耗總量基本上趨于穩定增長的模式，除了電力和煤炭基本上能實現自給外，天然氣和原油每年的進口量持續增長，而且天然氣和原油對外依存度也在逐步提高。2015—2019年我國能源數據統計如表1 所示。

表1 2015—2019 年我國能源數據統計表

“十三五”時期，我國能源消費增長換檔減速，保供壓力明顯緩解，供需相對寬松，能源發展進入新階段［1］。通過統計數據分析可得，天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占能源消費總量的比例逐年上升。隨著人民對能源與環境的日益關注，發展清潔低碳能源作為調整能源結構的主攻方向，堅持發展非化石能源與清潔高效利用化石能源并舉將成為今后能源發展的主要方向。

2.2 中國電力現狀

“十三五”期間，隨著經濟發展進入新常態，增長速度換擋，結構調整加快，發展動力轉換，節能意識增強，全社會用電增速明顯放緩［2］。隨著我國電力結構不斷優化和電力體制改革的深入推進，風電、光電、核電發展進入了快車道，可再生能源發電的裝機占比不斷提高。根據國家統計局的統計數據，2019年水電、核電、風電和太陽能發電已占全部發電總量的27.7%。

根據國家能源局公布的數據，2016—2019 年，我國每年完成替代電量分別為1 079 億kWh、1 286 億kWh、1 558 億kWh、2 066 億kWh，預計2020 年電能占終端能源消費比重達到27%左右。根據中電聯電力發展研究院發布的《中國電氣化發展報告2019》 預測，2035 年我國電能占終端能源消費比重將達到36%～38%。

2.3 中國天然氣現狀

近年來，隨著我國天然氣進口量的逐年增長，我國天然氣市場的對外依存度也在逐年提高，2015 年我國天然氣的對外依存度為30.3%，2019 年我國天然氣的對外依存度已達到了43.6%，較2015 年提高了13 個百分點。根據我國二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和的莊嚴承諾，我國天然氣的消費量將繼續增長，天然氣的對外依存度將繼續增大。2015—2019 年我國天然氣數據統計如圖1 所示。

圖1 2015—2019 年我國天然氣統計（數據來源：國家統計局）

3 采暖的能源選擇

夏熱冬冷地區基本上處于能源資源相對匱乏的地域，同時又是我國經濟發達集中的地域，是我國能源消費較集中的地域。隨著我國電力輸送網絡發展的日益成熟，特別是我國高壓、特高壓電力輸送技術的快速發展和投入應用，電力輸送具有的輸送容量大、輸送距離遠、經濟高效、節約土地資源的優勢進一步彰顯。電力的安全高效輸送大大推動了清潔能源的規?；?、集約化開發利用。電力輸送能夠將我國西南地區的水電、東部沿海地區的核電、西北地區的太陽能發電、北部地區的風電遠距離輸送至夏熱冬冷地區。從國家能源安全和環境排放的影響考慮，充分考慮提升能源利用效率，提高能源清潔替代水平，大幅降低二氧化碳排放強度和污染物排放水平，夏熱冬冷地區居住建筑采暖應優先選用電力能源。

4 采暖技術路線

中國工程院院士江億針對南方是否需要采暖的采訪時表示：“大家討論的核心問題不該是南方是否該供暖，而是有哪些辦法供暖，是否要集中供熱?！保?］

傳統的北方集中供暖系統存在以下缺陷：運行能耗高，但健康舒適度不高；無法滿足采暖需求的多樣性，運行管理缺乏人性化；供暖計費成本高，收費難公平合理［4］；熱力管網投資大，管網水力失調，熱源損失嚴重。鑒于夏熱冬冷地區采暖需求的適用性和經濟性，筆者認為夏熱冬冷地區采暖不應提倡建設大規模集中供暖熱源和市政熱力管網設施集中供暖，應根據該區域的氣象條件、能源狀況、節能環保政策、居民生活習慣以及經濟承擔能力等因素，因地制宜采用分散、局部的分散自采暖方式。

分散自采暖包括小范圍區域集中采暖、局部采暖和單戶式采暖。分散自采暖獨立可調，符合夏熱冬冷地區冬季采暖期短、采暖負荷小且波動大等特點。分散自采暖具有建設規模小、周期短，運行、管理靈活方便，便于計量等特點，最大限度地兼顧了夏熱冬冷地區冬季采暖法的適用性、節能性和經濟性。具體來說，房間空調器、燃氣壁掛爐、地暖輻射采暖等分戶獨立采暖方式以及地源熱泵、水源熱泵、太陽能輔助等局部采暖方式都是夏熱冬冷地區冬季采暖的理想選擇。

5 結語

（1）因地制宜地采用可調節、分散、局部的采暖方式是夏熱冬冷地區冬季采暖的有效路徑。

（2）夏熱冬冷地區應根據該區域的氣象條件、能源狀況、節能環保政策、居民生活習慣以及經濟承擔能力等因素，因地制宜選擇合適的采暖方式。

（3）評估夏熱冬冷地區冬季采暖對于國家能源安全和環境排放的影響，充分考慮能源利用效率，提高能源清潔替代水平，大幅降低二氧化碳排放強度和污染物排放水平，夏熱冬冷地區居住建筑采暖應優先選用電力能源。

（4）加大可再生能源的開發和利用，因地制宜充分利用太陽能、風能等可再生能源進行居住建筑采暖，優化能源生產布局和結構。