寒冷地区既有住宅暖通系统节能改造与室内热舒适度分析

引言

我国北方寒冷地区冬季采暖时间长，建筑能耗主要集中在供暖环节，尤其是大量建于 20 世纪末期的既有住宅，其暖通系统普遍存在设计标准低、设备老化与能效偏低等问题，难以满足现代节能环保与居民生活舒适度的双重要求。近年来，随着国家“双碳”战略与建筑节能政策持续推进，既有住宅暖通系统节能改造成为各地方政府与行业关注的重点。传统供暖方式如集中热水供暖在寒冷地区仍占据主导地位，但存在能源浪费、室温波动大及调控能力差等不足。此外，居民生活水平提升带来的舒适性需求与老旧系统运行性能不匹配，导致供暖投诉频发。本文旨在通过对寒冷地区既有住宅暖通系统运行现状分析，结合节能改造技术手段与室内热舒适度评价方法，提出科学合理的改造方案，并对其实际效果进行验证与分析，从而为相关领域提供参考。

一、寒冷地区既有住宅暖通系统现状与问题分析

寒冷地区既有住宅暖通系统主要以传统水暖系统为主，常见形式包括集中供热与区域锅炉房供热两类。调研发现，多数老旧小区采用的一次管网与散热末端设备老化严重，供热效率低。部分系统采用定流量控制模式，缺乏分户调温与热量计量手段，导致能源浪费普遍存在。同时，热力公司通常按建筑面积统一收费，缺乏用户自主调节能力，既影响了用户体验，也不利于推动节能意识。设备层面，多数建筑仍使用上世纪 90 年代标准生产的换热站设备，自动化水平低，依赖人工操作与粗放管理，运行过程中难以根据室外温度变化灵活调整供热参数。管网系统方面，保温层材料老化、接口密封不严导致热损失严重。根据相关测试数据，部分住宅单元入口供热温度与末端散热器温度相差超过 15°C ，不仅降低了能源利用率，也影响了室内温度均匀性。此外，散热器布置方式不合理，窗下安装比例不足，导致冷空气下沉效应未能有效缓解，室内温度场不均，影响热舒适体验。综上所述，寒冷地区既有住宅暖通系统亟需通过系统性节能改造提高运行效率与舒适度水平。

二、暖通系统节能改造技术路径探讨

针对寒冷地区既有住宅暖通系统普遍存在的问题，本文结合行业经验与相关技术规范，提出以下节能改造技术路径。首先，热源设备升级是改造首要环节。考虑到集中供热体制，建议采用高效板式换热器替代传统换热设备，同时引入变频泵及节能控制阀门，提高系统调节灵活性。其次，管网系统优化至关重要。包括更换保温材料、修复或更换老化管线、优化管道布局等措施，最大限度减少热损失。此外，通过安装室温控制装置与热量表，推行按热量收费机制，提高用户主动节能意识。第三，引入智能化控制系统尤为必要。利用楼宇自动化管理平台实现对供热系统的实时监控与参数调整，结合外部气象数据与内部负荷变化，动态优化供热参数，提升能源利用效率。上述措施不仅能够有效降低能源消耗，还能改善室内温度分布与波动性，有利于提高居民舒适感与满意度。

三、节能改造对室内热舒适度的影响分析

为全面评价节能改造对室内热舒适度的影响，本文选取某典型寒冷地区既有住宅项目作为案例，采用改造前后对比分析与热环境模拟相结合的方法进行研究。改造前测量数据显示，室内温度存在明显区域性差异，南北向房间温差达到 3-5℃，尤其是清晨与夜间温度波动剧烈。通过实施管网改造、换热设备升级与智能控制系统引入后，重新监测结果显示，室内温度场明显改善，波动范围减小至 1-2℃，符合《居住建筑节能设计标准》中规定的舒适性指标。具体分析发现，热舒适度改善主要体现在两个方面：一是温度均匀性增强，通过合理布置散热器与优化水力平衡，避免了供热盲区的产生；二是温度可控性提升，居民可根据自身需求调节室温，极大提高了舒适性体验。进一步结合热舒适度评价指标如 PMV（预测平均温热感）与 PPD（预测不满意百分比）分析，改造后 PMV 值保持在 -0.5 至 +0.5 之间，PPD 小于 10% ，符合国际舒适性标准。此外，居民问卷调查结果表明，超过 80% 的住户认为改造后室内温度适中、空气流动性良好、噪音与振动降低，综合满意度显著上升。这表明暖通系统节能改造不仅在能源利用效率方面取得明显效果，也有效提升了室内环境品质。

四、改造实施关键环节与注意事项

为了保证暖通系统节能改造的实际效果，必须重视以下几个关键环节。首先，前期调研与负荷计算必须精细化。通过对建筑围护结构、窗户类型、住户行为模式等因素进行全面调研，准确掌握实际热负荷水平，避免设计偏差。其次，改造施工阶段需严格把控工艺质量，特别是在管网保温层安装与接口密封处理方面，任何疏漏都可能导致后期热损失增加。第三，系统调试与运行维护工作同样关键。改造完成后应进行全面系统调试，确保各设备参数与设计要求一致，并建立完善的维护保养制度，防止因设备老化或操作不当导致能效下降。此外，用户教育与培训不可忽视。通过宣传引导提高居民对智能控制系统的认知与使用能力，促使其积极参与温度调控与能源管理，实现节能与舒适度双赢。最后，应建立持续性监测评估机制，通过数据采集与分析，动态优化系统运行策略，确保改造效果长期稳定。

五、结论

通过对寒冷地区既有住宅暖通系统节能改造与室内热舒适度分析研究，可以明确指出，系统性节能改造在提高能源利用效率与改善室内环境品质方面具有显著成效。通过升级热源设备、优化管网布局、引入智能控制系统与完善用户调控机制等措施，不仅有效降低了系统运行能耗，还显著提升了室内温度均匀性与可控性，增强了居民居住体验。研究同时表明，节能改造不仅是一项技术工程，更是一项系统性社会工程，需兼顾技术、管理与用户行为三方面因素。未来，建议在政策层面进一步完善支持机制，加大财政补贴与技术指导力度，同时推动标准规范体系建设，促进节能改造工作的全面推广。技术方面，随着物联网、大数据分析与人工智能技术的发展，应进一步探索智慧供热系统在既有住宅改造中的应用潜力，实现更高水平的能源管理与舒适度控制。综上所述，寒冷地区既有住宅暖通系统节能改造与室内热舒适度提升已成为推动建筑节能与改善民生的重要方向，值得持续深入研究与实践推广。

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