长江流域冬季室内环境调研及热需求分析 报 告 人：同济大学 张旭 博士 教授 研究团队： 同济大学 周翔 张淇淇 张静思 杨德润 清华大学 罗茂辉 曹彬 朱颖心 3/31/2013 主要内容 长江流域采暖的热点话题 上海地区住宅采暖能耗调查 上海地区居民采暖行为调查 上海地区住宅室内热环境调查 行业机遇与新型产业链 结论和探讨 集中采暖集中采暖 VSVS 分散采暖分散采暖 过渡地区典型城市 累年日平均温度低 于或等于5 的日 数 邻近过渡地区的集 中采暖地区城市 累年日平均温度低 于或等于5 的日 数 重庆 48 济南 106 成都 32 郑州 102 武汉 67 徐州 97 长沙 45 亳州 95 南京 83 洛阳 95 上海 62 连云港 105 杭州 61 西安 101 合肥 75 兖州 103 南昌 38 潍坊 118 计划经济时代造成是否应设置集中供暖的结果 目前我国北方集中采暖以时间段为启停依据的做法并不科学，应逐步改进到 以室内温度为依据的个性化调节系统 采暖是人类的基本需求 Maslows Hierarchy of Needs Theory John Shaw Billings (1838-1913) was instrumental in the establishment of the first comprehensive national medical library and provided much of the ideas and innovations that made the medical school of Johns Hopkins University the foremost learning center of its kind. Billings, noted Frank B. Rogers in a memorial essay that appeared in John Shaw Billings Centennial, did “more to advance American medical education than any other individual of his generation.“ Max von Pettenkofer , 1818-1901, German chemist and hygienist. He studied medicine at Munich. Pettenkofer is considered a founder of epidemiology and is known for his researches in the ventilation of dwellings, sewage disposal, and the spread of cholera. He developed a reaction for the detection of bile acids and a method for the quantitative determination of carbon dioxide. 长江流域冬季供暖热点话题 长江流域冬季供暖主要指的什么类型建筑（住宅） 住宅是否应该供暖的依据？（政策、标准、金融） 冬季供暖配套建筑节能技术体系（墙体保温、窗、气密性） 热源集中或分散（基础设施） 用电、燃气或煤油那个更合理 合理的末端形式（对流、辐射） 如何构建针对该气候区供暖产业链 长江流域采暖能耗调查 清华大学、上海建科院、重庆大学等机构在长江 流域的调研结果表明，长江流域城镇住宅采暖年 平均单位面积年耗电量约为56kWh/m2；而在气候 相近的法国中南部地区，其年采暖耗电量达到 2060kWh/m2 数据来源：清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能2008年度发展研究报告 0102030405060708090100HeatingCoolingKWh/KWh/.a.a North ChinaYangzi River Basin South FranceElectricity consumption 05101520251 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101 105 109 113 117 121 125 129 133 137 141 145 149 153 157 161 165 169 173 177 181 185 189 193 197 201 205 209 213 217 221单位面积采暖电耗单位面积采暖电耗kwh/mkwh/m2 2 住户住户 （I）上海地区住宅采暖能耗调查 2011-2012冬采暖电耗(上海住宅生活用电为31kwh/ year） 调查266户，扣除使用电热水器用户，剩余224户 均值4kwh/ year 12、1、2、3月为采暖季， 4、5、10、11为过渡季 （II）上海地区居民采暖行为调查 2009年冬，785 户居民 超过90%居民使用空气源热泵供暖，使用燃气壁挂 炉用户1% No AC, 8% 1 AC, 45% 2 AC, 24% 3 AC, 14% 4 AC, 7% 5 AC, 2% 燃气壁挂炉, 1% *数据来源：清华大学、同济大学、上海大学 城镇居民生活方式与节能状况调查 （II）上海地区居民采暖行为调查 较多居民采用电加热辐射器、电暖风机、电热毯 作为辅助取暖设备 26% 19% 46% 0%10%20%30%40%50%电加热辐射器 电暖风机 电热毯 百分比百分比 （II）上海地区居民行为调查 居民即使在冬季也非常喜爱开窗通风，日均通风时间 9.4 h 69%居民选择先增加衣服，而不是开启采暖设备，采暖设备的实际使 用频率不高 采暖设备使用频率 基本上总是开 着, 43.8 只要室外天气 好就开窗通 风, 25.2 有固定的开窗 通风时间（如 早晨起床时, 26 觉得室内空气 不好时才开 窗, 3.8 基本上不开 窗, 1.3 30 天, 27% 居民日常开窗通风频律 Part time & Part space 部分时间&部分空间 95% 5% 0% Feel coldAt homeAlways开启相关问题开启相关问题 88% 11% 0% Sleeping or unoccupiedNot at homeNever关闭相关问题关闭相关问题 采暖低能耗的重要原因 （II）上海地区居民行为调查 采暖设备开启方式 84% 16% 1% One roomOccupied roomEvery room空间相关问题空间相关问题 有人的房 间都开 家人在一个 房间里才开 所有房间都开 觉得冷才开 进房间就开 不在房间也开 睡前关或睡 前定时关 开着空调/ 壁挂炉睡觉 从不关 （III）上海地区住宅室内热环境调查 Date: 2011.12 - 2013.3 10户住宅 测量数据 逐时房间的温湿度 空调器电耗 热感觉、热舒适问卷（一周一次） 使用热泵型空调器采暖住宅 服装热阻和房间温度的关系 （III）上海地区住宅室内热环境调查 2.5 外套+羽绒背心+毛衣+冬装长裤+长袖内 衣裤+毛线裤/棉裤 1.5 羽绒服+毛衣+冬装长裤+长袖内衣裤 1.2 外套+毛衣+冬装长裤+长袖内衣裤 1.0 外套+长裤+长袖衬衣 0.6 长裤+长袖衬衣 y = -0.0129x + 1.70120.511.522.538111417202326服服 装装 热热 阻阻温度温度 服装热阻线性 (服装热阻)居民经常在不同温度环境 穿行，服装热阻变化较少 （III）上海地区住宅室内热环境调查 室内环境参数 2011年12月到2012年3月& 2012年12月到2013年3月 每隔1小时取一个数据（III）上海地区住宅室内热环境调查 对流供暖方式，室内温度梯度偏大，舒适 度较低 889092949698100102020040060080010001200140016001800电耗（电耗（kWhkWh） 功率（功率（W W） 功率 电耗 （III）上海地区住宅室内热环境调查 典型住户卧室热环境及空调开启情况 010203040506070809002468101214161820湿度（湿度（% %） 温度（温度（） 温度 湿度 卧室空调开 启时刻19:30 左右， 持续时间25 小时 卧室温度为 （未开空调 时）810， 开启空调后 为1618 住户开空调时温度的累积百分比 房间温度低于9时，83%住户选择开启空调 （III）上海地区住宅室内热环境调查 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%67891011121314151617181920 房间温度房间温度 -5-4-3-2-10128101214161820222426PMV/TSV温度（温度（）PMVTSV线性 (PMV)线性 (TSV)-4-3-2-101238101214161820222426PMV/TSV温度（温度（）PMVTSV线性 (PMV)线性 (TSV)PMV、TSV 住户未开空调时，热感觉较低，可接受下限温度17 开空调行为和热舒适间的权衡 开启空调的行为改善了住户热感觉 （III）上海地区住宅室内热环境调查 开启空调 未开空调 开空调的时间分布 不同的住宅空间开启空调规律不同 （III）上海地区住宅室内热环境调查 0%2%4%6%8%10%12%14%7911131517192123 时间（时间（h h） 书房书房 0%2%4%6%8%10%12%14%16%1357911131517192123 时间（时间（h h） 卧室卧室 开空调的持续时间 （III）上海地区住宅室内热环境调查 0%5%10%15%20%25%012345678910 时间（时间（h h） 书房书房 0%10%20%30%40%50%012345678910 时间（时间（h h） 卧室卧室 （III）上海地区住宅室内热环境调查 Date: 2012.12 - 2013.3 10户住宅 测量数据 逐时房间的温度 热感觉、热舒适问卷（一周一次） 全年燃气费用 使用壁挂炉+地暖住宅 （III）上海地区住宅室内热环境调查 服装热阻和房间温度的关系 y = -0.1217x + 3.6082 00.511.522.5316171819202122服装热阻服装热阻温度温度 地板采暖地板采暖服装热阻线性 (服装热阻)地板采暖各房间温度比较均一，房间温度高后，服装热阻调节明显 y = -0.0129x + 1.70120.511.522.538111417202326服服 装装 热热 阻阻温度温度 服装热阻线性 (服装热阻)空调采暖 （III）上海地区住宅室内热环境调查 PMV, TSV 空气温度 PMV/TSVPMV/TSV -4-3-2-10121516171819202122PMVTSV线性 (PMV) 线性 (TSV) 14.94 13.07 13.48 8.47 16.31 19.38 8.50 28.75 0510152025303512345678（III）上海地区住宅室内热环境调查 燃气用量 单 位 面 积 年 燃 气 费 用平均：15.36 元/( y) （III）上海地区住宅室内热环境调查 按2011年上海住宅面积5.5亿平方米计，上海居民若采用壁挂炉分散 采暖仅采暖用天然气，将需要增加5-35亿立方米,若采用空气源热 泵，电力将增加20-90亿kw