讲座笔记：南北供暖这个事儿
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引言：首都科学讲堂是在首都图书馆办的讲座，已经听了一年了，非常棒，很多都是两院院士来讲，基本都是对应领域中国顶尖的学者来讲，水平很高而且面向大众科普的讲，深入浅出，讲座之后问答也很自由都很nice；内容涵盖也很宽泛，包括基础物理数学心理学医学化学的内容，也有针对具体的问题的讲座比如电池、石油、癌症、航天；而且感觉主办者很用心，往往是还会针对实时热点事件确定题目，比如下面这个南北供暖的题目，还有我听过的关于3D打印，核电站等的讲座。听的人一般有100多人，而且很多都是附近社区的退休教师，年轻人不多，感觉身在北京如果只承受了堵车和雾霾，没有享受到这些独有的资源，不划算啊。官方地址:请点击，豆瓣站点:请点击。
这期主讲者是江亿，清华建筑学院副院长，在建筑采暖领域应当是中国首屈一指的学者了。
供暖方式可以按照集中程度分为集中供暖和分散供暖两种。
院士分析了北京的供暖结构，北京主要有三种供暖方式：
- 一是热电联产大供暖网络，共有六个热电联产电厂和三个调峰锅炉房。供给2亿平方米建筑。
- 二是区域供暖，自己独立的小锅炉房，供热厂，小区自己的锅炉房。供给5亿平方米。
- 三是以户和屋为单位的居民分散采暖，比如回龙观和望京居民的燃气壁挂炉。有几千万平米建筑采用。
集中供暖优劣
集中供暖的最大优势和科学性是大型电厂和大锅炉房燃烧煤或燃气的效率高。同样暖量需要的燃料少.
造成的问题很多，院士以供应北京2亿平方米的热电联动的大供暖网络来说明问题:
- 投资大，运营管理复杂：北京的热电联产大网络有六个电厂，三个调峰锅炉房（调峰锅炉房一年只在供暖不足的那个月开启），2000多个热力站（热力站加压循环热水，调度热水流量）。投资几十个亿，有大量的人员开支。
- 管网热损失，热力站循环水泵电力开支：
- 冷热不均：系统固有特性导致部分建筑会过量供热，结果有些用户开窗散热造成更多浪费。
- 巨型热网难以根据天气调节：当天气突冷或突热，一般调整热量供给，水管路径分配要一天，而第二天天气或又变化。进一步造成浪费和居民舒适度降低。
- 难以根据室内真实温度调整：比如人就是热源，人多的屋子自然热；比如太阳照射导致东西两边的屋子每天早晚是不同的，也不能调节；造成浪费和舒适度降低
- 供应北京5亿平方米的区域集中供暖与大供暖网络是一样的问题，只是规模不同。
分散供暖优劣
集中供暖的几个劣势也正好是分散供暖的优势。
分散供暖的问题:
- 一是如果采用煤炉，污染严重，而且燃烧效率很低。
- 二是如果用燃气炉，燃烧效率较高但是也还没集烧煤的锅炉高。另外是天然气在中国很稀缺。比如有使用天然气生产化肥工业生产企业都因为给北京供暖而在冬季停产。
- 三是采用空调和电暖
关于居民实际体验觉得花费很大，燃烧效率很低。很大一部分原因院士认为是由于房屋入住率低和开燃气炉的时间段不一，导致比起集中供暖全天全屋全楼每户都热，分户供暖的楼宇开炉的居民热耗散很严重。打个比方就是其实是开炉子的居民替上下左右前后六家都供暖了，自然消耗大。而集中供暖的楼宇就没这种情况。
院士给的测算数据是，如果按照北京的供暖时长和燃气费用，假设楼宇用户都全天使用，维持18°C以上，100平米的房子采用分户的燃气炉一年只需1700块。
各种供暖方式的热效率，系统能耗，总体费用的表格
| 供暖种类 | 1GJ热量消耗标煤:kg | 典型建筑冬季耗能:kg/㎡ | 费用:￥/㎡ |
|---|---|---|---|
| 大集中热电联供给 | 22 | 10 | 25 |
| 大型煤炉 | 44 | 20 | 20 |
| 大型燃气炉 | 40 | 16 | 30 |
| 水源热泵 | 34 | 13 | 28 |
| 分户空气源空调 | 38 | 9.5 | 20 |
| 分户燃气 | 40 | 10 | 17 |
| 分户直接电热 | 100 | 25 | 40 |
- 备注1：大型集中供暖价格按照北京供暖价格
- 备注2：燃气价格2.1元/m³
- 备注3：电价按照北京分时电价，0.7元/度 基准
- 备注4：分户以全天使用计算
- 备注5：采暖时长和外部气温以北京为标准
- 备注6：室内气温以维持18°为准
院士特别提到了大型气炉通过管道再输送到户远不如分户燃气炉，不论从任何方面。能够在北京存在都是历史原因：
- 因为管线已经铺好了，锅炉已经占地面积了，进行拆除牵涉土地牵涉各方的利益；
- 以前的管线维护工人也都已经存在了需要照顾他们就业；
- 管理机关因为要解决燃煤锅炉造成的环保问题要求使用燃气炉，而居民对分户燃气炉安装和管线改造工程有抵触；
- 居民对新事物不熟悉，已经试点了分户燃气的居民宣传其费钱和不制暖，造成原来将其改造为分户燃气的政策未能顺利实行，最后多方进行了妥协；
这些原因综合导致了产生这样一个怪物。
世界其他国家的采暖方式
院士讲他本人在英国生活过多年，对一些媒体报道国外的情况颇有微词。
- 英国美国：居民住宅全部为到户的分散采暖，包括燃气燃油和地热；公寓楼，学校等有以楼宇为单位的集中采暖，多为模块燃气。
- 法国挪威：居民住宅全为到户的分散采暖，电暖居多。
- 丹麦芬兰瑞典和德国（北部）：集中供热居多，燃料源多样有垃圾燃烧，生物质燃烧，燃煤，热电联产。
- 波兰：波兰是苏联解体后世界银行集中供暖转换到分户分散采暖的试点国家。全为分散采暖。
