供暖：舒适节能环保能否一箭三雕

简菊芳

目前，北方城市进入了供热季，南方部分城市实现区域供热。如何在确保室内温度的同时，节约供热资源、减少环境污染，这已成为人们关注的焦点，也成为供暖节能技术研发的动力之一。从煤炭火力采暖到更为高效、清洁的天然气，从一成不变供热到看天供暖，甚至尝试核能、太阳能供暖，近年来我国多措并举，以努力减少采暖过程中的能源消耗，从而推进环境可持续发展。

“节能温度”：打好天气牌

如何既让群众能在供热季取暖，又可以达到节约能源和环境保护的效果呢？气象部门与供暖部门合作进行了有益的探索，并制定实施了气象行业标准《供暖气象等级》。

2000年左右，北京积极申办夏季奥运会，倡导城市节能环保。然而，当时北京污染较重，尤其采暖季烧煤带来的空气污染和能源消耗十分“扎眼”。加上当时供暖比较“随意”，感觉天冷了多烧点煤，热了少烧点煤，供暖缺乏科学性和舒适度。

针对这两种情况，北京市气象局在市发改委和科学技术委员会立项，开展关于供暖气象指数的科学研究。2003年，北京市气象部门开始发布供暖气象指数，社会公众可以根据供暖气象指数来调节供暖量的大小，真正实现了“看天供暖”。

据《供暖气象等级》主要起草人、北京市专业气象台正研级高工尤焕苓介绍，为了科学供暖，《供暖气象等级》提出了“节能温度”这一概念。

节能温度是气象专家综合考虑气温、辐射、风速等环境因子得出的温度指标。北京气象部门和供暖部门通过实验发现，供热量随室外环境温度变化而相应变化，如果根据室外环境温度变化而调整供热量，就可保证室内热量平衡和舒适度。室外环境温度、风、辐射等外界气象因子对居室产生额外散热或加热效应，如太阳辐射会对向阳的居室围护结构产生明显的加热，而较大的风力会使居室围护结构热量散失加剧或通过门窗渗透带走热量。于是，综合气温、城市热岛强度、风和辐射等影响因子可得到一个修正温度，这就称为节能温度。

《供暖气象等级》从2015年5月1日开始实施。在实施过程中，气象部门发现，此标准存在节能温度的获取难度较大、缺少量化指标等问题。从2017年起，气象部门对此标准进行修订，不久将印发。

此次修订将调整供暖气象等级划分方法。根据《供暖气象条件等级》在气象服务中的应用反馈，此标准中供暖等级分级指标——节能温度的获取难度较大，不利于推广应用。因此，气象部门与供暖部门合作研究，直接给出节能温度计算的修正值。根据节能温度所处的阈值范围，原标准将供暖气象等级由低到高分为1级～6级，修订后的标准将供暖气象等级分为4级。

另外，此次修订对供暖服务用语进行了量化调整，还对实际供暖工作指导缺少具体量化指标的不足进行了弥补，利用供暖负荷设计反推不同供暖等级阈值，具有可靠的量化指导意义。

此外，各地气象部门密切监测天气变化，积极研发智能化供暖气象服务平台等，为供暖部门及供暖企业等开展精准靶向的精细化气象服务，助力提升科学供暖、高效供暖、绿色供暖能力，为政府保障民生需求、提升供暖效能、实现节能降耗等提供气象服务支撑。供暖企业可以按照供暖气象等级组织生产，及时跟上天气变化，有效地为企业节约成本，实现科学供暖。

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核能供暖，有待于进一步科学试验

2017年11月，泳池式低温供热堆项目发布，媒体报道称：中国研发成功“不冒烟的锅炉”，未来，北方将有望用核能来供暖，实现供暖和环境的双友好。

泳池式低温供热堆项目数据显示，一座400兆瓦的供热堆，能给20万户三居室供暖。这个项目在中国原子能科学研究院供热演示成功——泳池式轻水反应堆（49-2堆）实现安全供热长达168小时，具备为原子能院（总体供热面积约1万平方米）部分办公楼供热的能力。

核能是如何转化成高效、安全的热能的？

据介绍，其原理是将反应堆堆芯放置在一个常压水池的深处，利用水层的静压力提高堆芯出口水温以满足供热要求。

也就是说，反应堆堆芯是供热的核心部分，安装在压力壳内，堆芯内有核燃料棒。核燃料棒周围是控制棒，控制棒内装有碳化硼，可以有效吸收中子，这样可以控制核裂变，进而控制核反应堆的功率。压力壳内充满去离子水，反应堆核裂变产生的能量以压力壳中的水为媒介，通过热交换器带出去，然后通过中间回路、热网/蒸汽回路等将热能送往千家万户。

利用核能为区域供热，不失为缓解国家日趋紧张的能源供应和大城市污染的一个选择。核裂变能是一种经济、清洁和安全的能源，在《国际核安全公约》的约束下，核能国家核安全需要达到很高水平。另据测算，全世界的核电站同燃煤电厂相比，每年可为地球大气层减少1.5亿吨二氧化碳、190万吨氮氧化物和300万吨硫化物。

实际上，德国、法国、瑞士、加拿大等国都进行过核供热堆的研究与开发。20世纪60年代，世界上第一个实现民用核能供热的核电站——瑞典原型核动力反应堆Agesta实现连续供热十年。

尽管国际上使用核能并不鲜见，但核能使用的安全性还是大家关注的焦点。有核物理领域研究人员认为，核能用于供暖不切实际，首先是内陆地区核电发展因为缺少冷却水而运行困难、前景黯淡；其次，核反应堆多建在周围一定范围内没有人烟的区域，建设如此长的导热设施和热量在传导过程中的耗损有多大，目前还没有确切的研究结论。

一些国家曾经建设了很多内陆核电站，跨国科学家团队耗时10年对这些内陆核电的运行情况进行跟踪调查，并于2012年6月发表了研究报告《核电、火电面临气候变化的风险研究》。该报告指出，在气候变暖趋势下，缺少冷却水正成为欧美在运核电站的严重约束。2003-2009年夏季，欧美多个内陆核电厂出现了因为缺少冷却水而被迫停运的状况。该报告同时预测，“因为冷却水的缺乏，2030-2060年，核电和火力发电能力将在美国下降4%～16%、在欧洲下降6%～19%”，并特别强调“严重的水资源约束使内陆核电难以持续发展，建设新的核电厂时，选址放在海边是应对气候变暖有效的、重要的策略”。

尽管核裂变产生的能量要远远大于其他目前常见能源，但是，热能是核能的副产物，目前人类只能通过热转换的方法提取能量，其能量并不是直接成为供暖的动力，核能主要用于发电，而供热只是发电过程中的部分产物，有多大的转换量目前科学界并没有一致的定论。

核能供暖能否大面积推广，这有待于更多科学实践来检验。

链接：供暖知识点补充

“供暖气象指数”：主要针对供暖公司等专业用户，通过提供天气现象、气温、风向、风力等预报信息的专业服务，为供热公司提供何时供热、做好供电负荷的错峰提供科学的预报指导意见。

供暖室内温度：根据国家标准GB50019—2003《供暖通风与空气调节设计规范》中规定，集中供暖的标准室内温度为18℃±2℃。通常以室温18～24℃、湿度50%～60%为宜，这时人体感觉最为舒适。我国冬季集中供暖的室内温度标准就是根据这一人体生理需求而定的。