城市供热的一些参考数据2011.03.25
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设计标准
DBJ01-602-97(50%)
新设计标准
1.07.2004(65%)
耗热量指标W/m2
31.7
25.3
20.6
14.7
耗煤指标kg/ m2/年
25.0
17.5
12.4
8.8
热耗热标GJ/ m2
0.7
0.5
0.4
0.4
锅炉效率
55%
60%
68%
68%
管网效率
85%
90%
90%
90%
2.采暖设计热负荷的调研
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
47-53
51
64-73
70
33-44
40
45-61
55
(5)北京市不同供热形式建筑的热指标,见表7
表7不同供热形式建筑热指标
供热形式
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
市政热力
21-47
34
28-65
事故工况下最低供热量保证率t>-1040%,t<-2065%
供热调节
对于有生活热水的供热系统,闭式供水温度不低于70℃,开式不低于60℃。
设计流量
一次水7-12t/万m2.h二次水间供25-30t/万m2.h混水30-35t/万m2.h
水力计量
主干线比摩阻30pa/m-70pa/m
支干线、支线
介质流速≯3.5m/s,支干线比摩阻≯300pa/m
3.4分户热计量
3.5热量表
供热系统的设计和调控
4.1热源和热力站的设计与调控
4.2室外管网的设计和调控
除此之外,《严寒和寒冷地区居住建筑的节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》和《供热计量技术规程》等均有管网的相关条文要求。
供热管网设计中部分主要参考数据
设计热指标:
采暖设计热指标:50w/m2(新建筑综合采暖设计热指标45w/m2)
60
26-30
28
36-41
39
(2)北京市各类节能居住建筑的热指标,见表2
表2居住类一步节能建筑热指标
一步节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
30-32
31
41-44
43
表3居住类二步节能建筑热指标
二步节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
管网主要存在问题:
一次管网效率较好。二次管网的热损失从25%-15%。
管网平均失水率2.8%。热水供热管道每公里平均温降2.9℃(>0.1℃/公里)。
管网主要节能措施:
一次管网,置换为预保温管;循环水泵变频调速。二次管网,控制失水率<1%;水力失调度<10%;提高管网的使用寿命;提高管网监控监测水平。
(2)实时检测:对锅炉房消耗的燃料数量进行检测,对供热量、补水量、耗电量进行检测。锅炉房、热力站的动力用电、水泵用电和照明用电应分别计量。该条文为强制性条文。
主要修订内容为14二次水管网
4.热计量的要求《北京市供热计量应用技术导则》对热计量方式等的规定。
热计量方式
3.2热源和热力站热计量
3.3楼栋热计量
48
燃煤锅炉房
36-65
37
49-90
50
燃气锅炉房
17-40
37
23-56
50
壁挂炉
18-20
19
24-28
28
(6)北京市现状建筑综合采暖设计热指标大约为54w/m2;新建筑建筑综合采暖设计热指标为45w/m2;“十二五”期间北京市建筑综合热指标大约为50w/m2。
(7)考虑了气象参数变化因素对热指标的影响。
连接一个热力站支线比摩阻可大于300pa/m
街区热水管网:
主干线比摩阻60pa/m-100pa/m
支线≯400pa/m
蒸汽最大允许流速:
过热蒸汽50m/s(≤200mm),80m/s(>200mm)
饱和蒸汽35m/s(≤200mm),60m/s(>200mm)
凝结水管设计比摩阻
100pa/m
水泵功率:
(1)北京市居住类节能与非节能建筑的热指标,见表1
表1居住类节能与非节能建筑热指标
非节能居住建筑
节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
40-47
44
55-65
5.2.15水力平衡阀、自力式流量控制阀或自力式压差控制阀两端的压差范围,应符合阀门产品标准的要求;阀门的选择应经计算确定;阀权度宜保持在0.5左右,不应小于0.25。
5.2.16在选配供热系统的热力循环泵时,应计算循环水泵的耗电输热比(EHR),并应标注在施工图的说明中。
5.2.17设计一、二次热水管网时,应采用经济合理的敷设方式。对于庭院管网和二次网,宜采用直埋管敷设。对于一次管网,当管经较大且地下水位不高时,或者采取了可靠的地沟防水措施时,可采用地沟敷设。
5.2.11当系统的规模较大时,宜采用间接连接的一、二次水系统;一次水设计供水温度宜取115-130℃,回水温度宜取70-80℃。
5.2.12变流量水系统的一、二次循环水泵,宜设计采用变频调速水泵;水泵台数宜采用2台(一用一备)。系统较大时,可合理增加台数,但必须避免“大流量、小温差”的运行方式。
5.2.13热媒水系统的水质,应符合《热水锅炉水质标准》(GB1576)的规定。
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
学校、办公类建筑
36-41
39
49-57
53
医院、托幼类建筑
40-51
46
55-70
63
旅馆类建筑
45-55
50
61-76
69
商店类建筑
44-51
48
60-70
66
食堂、餐厅类建筑
33-57
45
45-79
62
影剧院、展览馆类建筑
一次水1.1-2kw/万m2(初寒、末寒),2-3kw/万m2(严寒)
二次水3.5-4.5kw/万m2直供4.2-5.2kw/万m2
补水装置流量:
一次水闭式≮循环流量2%,事故≮4%
开式≮生活热水最大设计流量和系统泄漏量之和
二次水当供水温度高于65℃时,为循环流量的4-5%
当供水温度≤65℃时,为循环流量的1-2%
5.2.18采暖供热管道保温厚度应不小于附录H规定的厚度。(管网输送效率达到92%时,要求管道保温效率应达到98%)。
5.2.19锅炉房和热力站,除必须设置和配置必要的保证安全运行的控制环节外,还应设计和配置保证供热质量和实现节能的下列环节:
(1)按需供热:应设置供热量自动控制装置(气候补偿器),通过锅炉系统热特性识别和工况优化程序,根据当前的室外温度和前几天的运行参数等,预测该时段的最佳工况,实现对系统用户侧的运行指导和调节。
33-52
43
45-71
59
大礼堂、体育馆类建筑
27-72
50
37-99
68
(4)北京市非节能、节能类公建的热指标,见表6
表6非节能、节能类公共建筑热指标
非节能公共建筑
节能公共建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
27-30
29
37-42
40
表4居住类三步节能建筑热指标
三步节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
23-28
28
31-39
38
(3)北京市公建类建筑的热指标,见表5
表5公建类建筑热指标
建筑类型
表8气象参数变化因素对热指标的影响
综合热指标
未考虑气象变化因素
考虑气象变化因素
热源规模缩减率
现状建筑综合热指标
(w/m2)
54
51
5.6%
新建建筑综合热指标
(w/m2)
45
43
4.4%
“十二五”时期建筑综合热指标(w/m2)
50
48
4%
注:以上内容摘自北京市煤气热力工程设计院《“十二五”期间供热规划热指标研究》项目编号:JK100006
3.推进城镇用热商品化、供热社会化。
基本要点:停止福利供热,实行用热商品化、货币化。
建筑能耗状况
1.建筑节能的要求
建筑能耗标准的变化对热负荷的影响,见下表。
节能标准
通用设计标准
1980-1981
设计标准
DBJ01-4-88(30%)
补水率
二次水<循环水量0.5%
管道散热损失附加系数
地上敷设0.15-0.20管沟0.15-0.20,直埋0.10-0.15
5.2.14室外管网应进行严格的水力平衡计算,各环路计算流量与设计流量之间的差值应该在90%至120%之内。当计算达不到要求时,应在热力站和建筑物热力入口处设置水力平衡阀。建筑物的每个热力入口,应设计安装水过滤器,并根据供暖系统的调节方式,决定是否还要设置自力式流量控制阀或自力式压差控制阀。该条文为部分强制性条文。
3.供热系统节能的要求
《民用建筑节能设计标准》对热源、热力站及热力网提出的节能要求
5.1.7集中采暖必须具备住户分户热量分摊的条件;设计时应设置分户热量分摊装置或预留安装该装置的位置。该条文为强制性条文。
5.2.4锅炉的设计效率不应低于表5.2.4中规定的数值。
5.2.9锅炉房和热力站的一次水总管和二次水总管上,必须设置计量总供热量的热量表;建筑物应该在热力入口设置热量表,作为该建筑物采暖耗热量的依据,并设置过滤器。该条文为强制性条文。
2.供热系统能耗较高,供热节能潜力较大。
表1表示我国不同供热系统的效率
η热源
η管网
η用户
η综合
小型供热系统
50%
75%
75%
28.1%
大中型供热系统
60%
80%
75%
36.0%
采用了部分节能措施
85%
85%
85%
61.4%
优化设计
90%
93%
95%
79.5%
从统计数据看,每万m2供热面积的供热管网长度约434m。
集中供热现状及存在问题
1.集中供热热源建设滞后,供需矛盾日益突出。
2010年集中供热面积32亿m2,约占北方城镇建筑面积79亿m2的40%。
2020年集中供热面积75亿m2,约占北方城镇建筑面积150亿m2的50%。
从2010年至2020年,新增热电联产机组4700万千瓦,北京、天津、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙热电联产约占总建筑面积的30%,河北、山西、山东、甘肃、青海、宁夏、新疆仅占24%,陕西、河南分别为20%和15%。
空调夏季冷负荷:COP=0.7-1.2
生活热水日平均热指标:2-3w/m2(居住区仅公共建筑有热水)
5-15w/m2(居住区全部住宅有沐浴)
供热介质参数
热电厂、大型区域锅炉房:供水温度110-150℃,回水温度≯70℃
水质标准
补给水PH=7.0-11.0
当供热介质中氯离子含量高于25mg/L时,应对不锈钢采取防腐措施
DBJ01-602-97(50%)
新设计标准
1.07.2004(65%)
耗热量指标W/m2
31.7
25.3
20.6
14.7
耗煤指标kg/ m2/年
25.0
17.5
12.4
8.8
热耗热标GJ/ m2
0.7
0.5
0.4
0.4
锅炉效率
55%
60%
68%
68%
管网效率
85%
90%
90%
90%
2.采暖设计热负荷的调研
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
47-53
51
64-73
70
33-44
40
45-61
55
(5)北京市不同供热形式建筑的热指标,见表7
表7不同供热形式建筑热指标
供热形式
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
市政热力
21-47
34
28-65
事故工况下最低供热量保证率t>-1040%,t<-2065%
供热调节
对于有生活热水的供热系统,闭式供水温度不低于70℃,开式不低于60℃。
设计流量
一次水7-12t/万m2.h二次水间供25-30t/万m2.h混水30-35t/万m2.h
水力计量
主干线比摩阻30pa/m-70pa/m
支干线、支线
介质流速≯3.5m/s,支干线比摩阻≯300pa/m
3.4分户热计量
3.5热量表
供热系统的设计和调控
4.1热源和热力站的设计与调控
4.2室外管网的设计和调控
除此之外,《严寒和寒冷地区居住建筑的节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》和《供热计量技术规程》等均有管网的相关条文要求。
供热管网设计中部分主要参考数据
设计热指标:
采暖设计热指标:50w/m2(新建筑综合采暖设计热指标45w/m2)
60
26-30
28
36-41
39
(2)北京市各类节能居住建筑的热指标,见表2
表2居住类一步节能建筑热指标
一步节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
30-32
31
41-44
43
表3居住类二步节能建筑热指标
二步节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
管网主要存在问题:
一次管网效率较好。二次管网的热损失从25%-15%。
管网平均失水率2.8%。热水供热管道每公里平均温降2.9℃(>0.1℃/公里)。
管网主要节能措施:
一次管网,置换为预保温管;循环水泵变频调速。二次管网,控制失水率<1%;水力失调度<10%;提高管网的使用寿命;提高管网监控监测水平。
(2)实时检测:对锅炉房消耗的燃料数量进行检测,对供热量、补水量、耗电量进行检测。锅炉房、热力站的动力用电、水泵用电和照明用电应分别计量。该条文为强制性条文。
主要修订内容为14二次水管网
4.热计量的要求《北京市供热计量应用技术导则》对热计量方式等的规定。
热计量方式
3.2热源和热力站热计量
3.3楼栋热计量
48
燃煤锅炉房
36-65
37
49-90
50
燃气锅炉房
17-40
37
23-56
50
壁挂炉
18-20
19
24-28
28
(6)北京市现状建筑综合采暖设计热指标大约为54w/m2;新建筑建筑综合采暖设计热指标为45w/m2;“十二五”期间北京市建筑综合热指标大约为50w/m2。
(7)考虑了气象参数变化因素对热指标的影响。
连接一个热力站支线比摩阻可大于300pa/m
街区热水管网:
主干线比摩阻60pa/m-100pa/m
支线≯400pa/m
蒸汽最大允许流速:
过热蒸汽50m/s(≤200mm),80m/s(>200mm)
饱和蒸汽35m/s(≤200mm),60m/s(>200mm)
凝结水管设计比摩阻
100pa/m
水泵功率:
(1)北京市居住类节能与非节能建筑的热指标,见表1
表1居住类节能与非节能建筑热指标
非节能居住建筑
节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
40-47
44
55-65
5.2.15水力平衡阀、自力式流量控制阀或自力式压差控制阀两端的压差范围,应符合阀门产品标准的要求;阀门的选择应经计算确定;阀权度宜保持在0.5左右,不应小于0.25。
5.2.16在选配供热系统的热力循环泵时,应计算循环水泵的耗电输热比(EHR),并应标注在施工图的说明中。
5.2.17设计一、二次热水管网时,应采用经济合理的敷设方式。对于庭院管网和二次网,宜采用直埋管敷设。对于一次管网,当管经较大且地下水位不高时,或者采取了可靠的地沟防水措施时,可采用地沟敷设。
5.2.11当系统的规模较大时,宜采用间接连接的一、二次水系统;一次水设计供水温度宜取115-130℃,回水温度宜取70-80℃。
5.2.12变流量水系统的一、二次循环水泵,宜设计采用变频调速水泵;水泵台数宜采用2台(一用一备)。系统较大时,可合理增加台数,但必须避免“大流量、小温差”的运行方式。
5.2.13热媒水系统的水质,应符合《热水锅炉水质标准》(GB1576)的规定。
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
学校、办公类建筑
36-41
39
49-57
53
医院、托幼类建筑
40-51
46
55-70
63
旅馆类建筑
45-55
50
61-76
69
商店类建筑
44-51
48
60-70
66
食堂、餐厅类建筑
33-57
45
45-79
62
影剧院、展览馆类建筑
一次水1.1-2kw/万m2(初寒、末寒),2-3kw/万m2(严寒)
二次水3.5-4.5kw/万m2直供4.2-5.2kw/万m2
补水装置流量:
一次水闭式≮循环流量2%,事故≮4%
开式≮生活热水最大设计流量和系统泄漏量之和
二次水当供水温度高于65℃时,为循环流量的4-5%
当供水温度≤65℃时,为循环流量的1-2%
5.2.18采暖供热管道保温厚度应不小于附录H规定的厚度。(管网输送效率达到92%时,要求管道保温效率应达到98%)。
5.2.19锅炉房和热力站,除必须设置和配置必要的保证安全运行的控制环节外,还应设计和配置保证供热质量和实现节能的下列环节:
(1)按需供热:应设置供热量自动控制装置(气候补偿器),通过锅炉系统热特性识别和工况优化程序,根据当前的室外温度和前几天的运行参数等,预测该时段的最佳工况,实现对系统用户侧的运行指导和调节。
33-52
43
45-71
59
大礼堂、体育馆类建筑
27-72
50
37-99
68
(4)北京市非节能、节能类公建的热指标,见表6
表6非节能、节能类公共建筑热指标
非节能公共建筑
节能公共建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
27-30
29
37-42
40
表4居住类三步节能建筑热指标
三步节能居住建筑
采暖建筑物耗热量指标(w/m2)
采暖设计热指标(w/m2)
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
23-28
28
31-39
38
(3)北京市公建类建筑的热指标,见表5
表5公建类建筑热指标
建筑类型
表8气象参数变化因素对热指标的影响
综合热指标
未考虑气象变化因素
考虑气象变化因素
热源规模缩减率
现状建筑综合热指标
(w/m2)
54
51
5.6%
新建建筑综合热指标
(w/m2)
45
43
4.4%
“十二五”时期建筑综合热指标(w/m2)
50
48
4%
注:以上内容摘自北京市煤气热力工程设计院《“十二五”期间供热规划热指标研究》项目编号:JK100006
3.推进城镇用热商品化、供热社会化。
基本要点:停止福利供热,实行用热商品化、货币化。
建筑能耗状况
1.建筑节能的要求
建筑能耗标准的变化对热负荷的影响,见下表。
节能标准
通用设计标准
1980-1981
设计标准
DBJ01-4-88(30%)
补水率
二次水<循环水量0.5%
管道散热损失附加系数
地上敷设0.15-0.20管沟0.15-0.20,直埋0.10-0.15
5.2.14室外管网应进行严格的水力平衡计算,各环路计算流量与设计流量之间的差值应该在90%至120%之内。当计算达不到要求时,应在热力站和建筑物热力入口处设置水力平衡阀。建筑物的每个热力入口,应设计安装水过滤器,并根据供暖系统的调节方式,决定是否还要设置自力式流量控制阀或自力式压差控制阀。该条文为部分强制性条文。
3.供热系统节能的要求
《民用建筑节能设计标准》对热源、热力站及热力网提出的节能要求
5.1.7集中采暖必须具备住户分户热量分摊的条件;设计时应设置分户热量分摊装置或预留安装该装置的位置。该条文为强制性条文。
5.2.4锅炉的设计效率不应低于表5.2.4中规定的数值。
5.2.9锅炉房和热力站的一次水总管和二次水总管上,必须设置计量总供热量的热量表;建筑物应该在热力入口设置热量表,作为该建筑物采暖耗热量的依据,并设置过滤器。该条文为强制性条文。
2.供热系统能耗较高,供热节能潜力较大。
表1表示我国不同供热系统的效率
η热源
η管网
η用户
η综合
小型供热系统
50%
75%
75%
28.1%
大中型供热系统
60%
80%
75%
36.0%
采用了部分节能措施
85%
85%
85%
61.4%
优化设计
90%
93%
95%
79.5%
从统计数据看,每万m2供热面积的供热管网长度约434m。
集中供热现状及存在问题
1.集中供热热源建设滞后,供需矛盾日益突出。
2010年集中供热面积32亿m2,约占北方城镇建筑面积79亿m2的40%。
2020年集中供热面积75亿m2,约占北方城镇建筑面积150亿m2的50%。
从2010年至2020年,新增热电联产机组4700万千瓦,北京、天津、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙热电联产约占总建筑面积的30%,河北、山西、山东、甘肃、青海、宁夏、新疆仅占24%,陕西、河南分别为20%和15%。
空调夏季冷负荷:COP=0.7-1.2
生活热水日平均热指标:2-3w/m2(居住区仅公共建筑有热水)
5-15w/m2(居住区全部住宅有沐浴)
供热介质参数
热电厂、大型区域锅炉房:供水温度110-150℃,回水温度≯70℃
水质标准
补给水PH=7.0-11.0
当供热介质中氯离子含量高于25mg/L时,应对不锈钢采取防腐措施