淺談城市住宅生活熱水供應(yīng)問題

于成東

近年來，很多城市住宅集中供生活熱水問題成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，引發(fā)小區(qū)業(yè)主對(duì)物業(yè)公司或供暖公司不滿，甚至帶來糾紛。在“雙碳”目標(biāo)背景下，如何解決城市住宅生活熱水供應(yīng)問題？本文通過對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)的歸納整理和分析，本著科學(xué)、合理、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原則，提出城市住宅生活熱水供應(yīng)最佳路徑建議。

關(guān)鍵詞：居民生活 綠色低碳 電氣化

20世紀(jì)90年代末期，隨著住宅開發(fā)市場競爭的日趨激烈，一二線城市部分開發(fā)商為迎合部分消費(fèi)者的需求，推出集中供生活熱水配套設(shè)施，并帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。業(yè)主剛?cè)胱〉念^幾年，集中生活熱水供應(yīng)確實(shí)給生活帶來了方便與舒適，但隨著使用年限增加，設(shè)備設(shè)施老化，管網(wǎng)銹蝕，出現(xiàn)很多預(yù)料不到的問題，一些項(xiàng)目正面臨能否持續(xù)運(yùn)行下去的抉擇。

1 集中供生活熱水經(jīng)濟(jì)性分析

本文以投入使用多年的燃?xì)忮仩t集中供生活熱水為例進(jìn)行分析說明，此項(xiàng)目為高層住宅小區(qū)，共5幢25～30層住宅，每幢140～160戶，每幢樓為獨(dú)立集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)。采取燃?xì)鉄崴仩t加容積式水加熱器供應(yīng)熱水，分高、中、低三區(qū)，回水集中回至熱水回水箱。

1.1 管網(wǎng)長度及熱損失分析

對(duì)于住宅集中供生活熱水而言，其管路布置不同于賓館酒店客房衛(wèi)生間的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。住宅生活熱水供應(yīng)的使用特點(diǎn)是用水點(diǎn)多、支管多，并且支管長度較長，部分管道熱水不能進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，造成相當(dāng)部分的熱損失。這與家用分散熱水系統(tǒng)相比，集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)需多敷設(shè)熱水給水干管及回水干管，并需熱水循環(huán)，從而增加相當(dāng)部分的熱損失，增加熱水使用成本。

1.1.1 戶用熱水表前供回水干管的熱損失計(jì)算

此部分熱損失計(jì)算不考慮進(jìn)戶水表后的支管，且熱損失計(jì)算以每戶為單位進(jìn)行計(jì)算。住宅的層間供回水干管的總長度約5m左右（一般層高為3m，加上平均分?jǐn)偟墓┧畽M干管及回水干管長度2m左右）。

按《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2冊(cè)《建筑給水排水》的熱損失公式（公式3-19）計(jì)算：W=πDLK（1-η）（tm-tk）

式中： W—管道的熱損失，kJ/h；D—管段的計(jì)算外徑，m，在此取平均供回水管徑DN50，即D=0.05m；L—計(jì)算管段長度，m，在此即為5m；K—無保溫時(shí)管段傳熱系數(shù)，kJ/（m2·h·℃），若采用紫銅管，取50 kJ/（m2·h·℃）·；η—保溫系數(shù)，在此取0.75（保溫材料為憎水型鋁鎂質(zhì)保溫隔熱材料）；tm—計(jì)算管段的平均水溫，℃，設(shè)供水溫度60℃，回水溫度50℃，在此取平均水溫55℃；tk—計(jì)算管道周圍的空氣溫度，取北京室外空氣溫度逐時(shí)平均值，為12C。

戶用熱水表前供回水干管的熱損失為：W=3.14×0.05×5×50×（1-0.75）×（55-12）=422kJ/h·戶，按24小時(shí)計(jì)算，則該部分管道的熱損失為：W=422×24=10128kJ/d·戶。

1.1.2 每戶增加的熱損失分析如下：

按現(xiàn)行《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015—2003，2009年版），住宅熱水系統(tǒng)的60℃最高日用水量為60～100L/（d·人），若取60L/（d·人），肯定也大于平均日熱水用水量[物管實(shí)測統(tǒng)計(jì)熱水使用量為平均35L/（d·人）左右]。每戶按3.5人計(jì)算，每戶全天耗熱量為：W=3.5人/戶×60L/d·人×（60℃-10℃）×4.187kJ/kg·℃×1.0kg/L=43964kJ/d·戶。如按物管實(shí)測統(tǒng)計(jì)熱水使用量為35L/d·人左右計(jì)算，則每戶全天耗熱量為：W=3.5人/戶×35L/d·人×（60℃-10℃）×4.187kJ/kg·℃×1.0kg/L=25645kJ/d·戶。

綜上兩者相比較，前者為后者的23%，即集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)單熱水給水干管及回水干管的熱損失在到達(dá)用戶水表以前，其熱損耗量約占使用量的23%左右（但實(shí)際比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此值，實(shí)際約為日平均熱水使用量39.5%）。這是一個(gè)相當(dāng)高的比例，顯然會(huì)對(duì)運(yùn)行成本構(gòu)成很大的影響。

1.2 生活熱水循環(huán)耗電量情況分析

本住宅（26層或30層）集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，雖然用水點(diǎn)較集中，但熱水供應(yīng)系統(tǒng)同給水一樣，其豎向要求采用減壓閥分區(qū)，其中區(qū)及低區(qū)勢必增加熱水循環(huán)泵的揚(yáng)程，以便克服減壓閥所減去的壓力，而循環(huán)泵的功率和損耗成正比關(guān)系，則低區(qū)及中區(qū)的循環(huán)水泵功率均較一般循環(huán)水泵大，設(shè)計(jì)低、中、高區(qū)的循環(huán)泵功率分別為5.5kW、4.0kW、1.1kW。由于循環(huán)泵的功率增加，其運(yùn)行費(fèi)用勢必增加，根據(jù)供暖公司將近十年的實(shí)測計(jì)量，每m3熱水的實(shí)際平均耗電量為5.7KWh左右（循環(huán)泵設(shè)有溫控裝置，為間斷運(yùn)行），這從熱水使用經(jīng)濟(jì)上衡量不是個(gè)小數(shù)目，與家用熱水器相比，其增加的成本為每1m3熱水5.7kWh/m3×1.0元/（kWh）=5.7元/m3（電價(jià)為不同時(shí)段的平均用電價(jià)格，供暖公司提供），這也是一個(gè)不小的數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)行成本構(gòu)成很大影響。

1.3 集中生活熱水供應(yīng)成本分析

以北京地區(qū)為例，大多數(shù)集中生活熱水供應(yīng)采用燃?xì)忮仩t作為熱源。熱水直接成本由水、電、氣費(fèi)構(gòu)成，目前自來水水費(fèi)5元/m3，電費(fèi)1.0元/kWh（電價(jià)為不同時(shí)段的平均用電價(jià)格），天然氣2.58元/m3。

1.3.1 每1m3（60℃）熱水所需費(fèi)用計(jì)算

（1）每1m3（60℃）熱水的燃?xì)赓M(fèi)。設(shè)計(jì)參數(shù)：自來水溫平均10℃，鍋爐出水溫度60℃，天然氣熱值8200kcal/m3，鍋爐效率90%，那么理論計(jì)算每m3（60℃）熱水的耗氣費(fèi)用：A=[1m3×（60℃-10℃）×1000kcal/m3 ℃÷8200kcal/m3÷0.9]×2.58元/ m3=17.47元/m3。另外，根據(jù)以上分析，考慮23%的供回水干管熱損耗，則每1m3熱水的理論耗氣費(fèi)為A1=17.47×1.23=21.5元/m3。

（2）每1m3熱水循環(huán)所耗電費(fèi)用A2=5.7kWh/ m3×1.0元/kWh=5.7元/m3

（3）每1m3熱水所需自來水費(fèi)A3=5元/m3

（4）每1m3熱水理論計(jì)算成本通過以上分析計(jì)算，每1m3（60℃）熱水成本為：A=A1+A2+A3=21.5+5.7+5=32.2元/m3。

1.3.2 成本分析

1.3.2.1 集中熱水供應(yīng)成本構(gòu)成

經(jīng)以上計(jì)算，集中生活熱水供應(yīng)的理論成本由燃?xì)赓M(fèi)、電費(fèi)、自來水費(fèi)三部分組成，其所占比例分別為 66.8%、17.7%、15.5%，這還未包括設(shè)備的管理和維修費(fèi)用。

1.4 集中供生活熱水存在計(jì)量偏差較大問題

《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50096—2011）要求水表、熱量表應(yīng)設(shè)置在便于管理的位置，一般設(shè)在小室公共管井內(nèi)。導(dǎo)致生活熱水進(jìn)戶后用水點(diǎn)多、支管較長，這部分熱水不能進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)且很難保溫，當(dāng)用戶使用熱水時(shí)，要放很長時(shí)間的冷水，才能滿足使用，用戶雖然放的是冷水，卻要支付熱水的價(jià)格，并且放出的冷水也白白浪費(fèi)掉了，用戶對(duì)此意見很大。

2 集中供生活熱水存在的主要問題

2.1 集中供生活熱水成本太高

根據(jù)上述成本分析，集中供生活熱水要比分散式燃?xì)鉄崴骷半姛崴鞯某杀疽叩枚唷?/p>

2.2 集中供生活熱水水質(zhì)較差

熱水管道會(huì)出現(xiàn)銹蝕，熱水水質(zhì)發(fā)黃，甚至無法達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，造成住戶使用率低。使用率越低，成本就會(huì)越高，陷入惡性循環(huán)。

2.3 集中供生活熱水檢修次數(shù)多

每年都需要停機(jī)檢修一次，少則兩三天，長則一兩周，這個(gè)期間會(huì)給業(yè)主洗澡和其他方面用水帶來影響。

2.4 集中供生活熱水水溫較低，需要大量放冷水

多數(shù)沒有設(shè)置循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致需要放大量冷水，放的冷水也要按照熱水價(jià)格收費(fèi)。

2.5 集中供生活熱水存在風(fēng)險(xiǎn)

集中供生活熱水，目前對(duì)于熱力公司或物業(yè)公司均處于虧本運(yùn)營狀態(tài)，現(xiàn)有系統(tǒng)存在突然停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

綜合以上分析不難看出，城市住宅集中供生活存在問題較多，運(yùn)行成本較高、安全隱患突出、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、個(gè)性需求難調(diào)，特別是對(duì)那些成本倒掛、矛盾問題突出的項(xiàng)目建議停止使用集中供生活熱水。2021年10月24日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》（中發(fā)〔2021〕36號(hào)）中指出：“加快推動(dòng)建筑用能電氣化和低碳化”“大幅提高建筑采暖、生活熱水、炊事等電氣化普及率”。就此看來，對(duì)于現(xiàn)有城市住宅集中供生活熱水實(shí)施分戶電熱水器更換改造符合未來發(fā)展方向，將是大勢所趨。