《2023山西农村可再生能源发展策略.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023山西农村可再生能源发展策略.docx（93页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、山西省典型地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案研究2023目录1!#$11.1 项目研究背景及目标11.2 研究方法及技术路径21.2.1 文献与实地调研21.2.2 实测与情景模拟研究21.2.3 研究技术路径22 %&O*煤，一./0132.1 中部城市群散煤清零所选用的技术路径32.2 中部城市群散煤清零推进情况43 2345*煤，-678953.1 平遥县典型散煤清零方案53.1.1 平遥县农村地区清洁取暖现状53.1.2 平遥县典型农宅现状63.2 2022年平遥县散煤清零实施进展7321散煤清零计划总体目标73.2.2散煤清零实施情况83.3 散煤清零典型项目评估
2、83.3.1 平遥煤化集团余热集中供热项目83.3.2 平遥双志能源科技股份有限公司空气源热力站供热项目.113.3.3 典型散煤清零技术方案对比124 %&*O*煤，-67:;134.1 农房围护结构节能改造技术遴选134.1.1 农房围护结构热性能改善的重要性134.1.2 农房围护结构节能改造技术144.1.3 农房围护结构节能改造综合方案对比184.2 散煤治理技术遴选214.2.1 农村地区散煤治理技术方案遴选边界确定214.2.2 农房散煤治理评价分项指标224.2.3 农村地区散煤治理技术简介314.3 散煤治理技术综合方案对比结果38431情景分析384.3.1 计算条件394
3、.3.2 实施条件要求与满足方法414.3.3 结果分析424.3.4 小结484.4 中部城市群农村散煤清零可持续发展模式494.4.1 中部城市群散煤清零实施存在的问题494.4.2 分散式替代散煤清零模式514.4.3 可再生能源替代下的散煤治理模式525 ?ABCDEDFG535.1 临汾市社会经济发展现状545.2 临汾市能源生产消费现状555.2.1 临汾市能源生产现状555.2.2 临汾市能源消费现状565.3 临汾市可再生能源开发利用现状565.3.1 可再生能源资源现状575.3.2 可再生能源开发利用现状615.4 临汾市清洁取暖现状635.4.1 临汾市清洁取暖实施现状.
4、Error!Bookmarknotdefined.5.4.2 临汾市清洁取暖改造技术路径建议Error!Bookmarknotdeflned.6 =(CDH3IJKL1MN656.1 临汾市能源转型面临的挑战656.2 临汾市能源转型基础依据666.3 临汾市能源转型的发展路径686.3.1 临汾市能源转型发展对策686.3.2 临汾市能源转型的路径选择706.4 可再生能源对临汾市低碳目标贡献预测776.5 临汾市能源转型重点工程786.5.1 建设智能充电桩网络，实现汽车全面电气化786.5.2 开发城乡屋顶光伏，部分建筑推动“光储直柔”技术806.5.3 全面开发生物质资源，构建一体化可
5、再生能源系统806.5.4 农村住宅光伏电力清洁取暖826.5.5 农机具电气化826.5.6 促进煤焦产业链精细化，推动工业生产的全面电气化.837 OPBQR837.1 总结837.1.1 中部城市群散煤清零837.1.2 临汾市可再生能源发展847.2 建议857.2.1 中部城市群散煤清零857.2.2 临汾市可再生能源发展861项目背景1.1 项目研究背景及目标农村能源革命是中国碳达峰碳中和战略的必要组成部分，也是全面推进乡村振兴战略的必然要求。实施清洁取暖工程、加速散煤淘汰是农村能源生产和消费、农村生产生活方式革命的重要内容，是推进减污降碳提升空气质量的重点突破口。在国家清洁取暖行
6、动的整体布局下，我国民用散煤治理工作正在快速推进。2017-2021年期间，京津冀大气污染通道重点区域及其他区域共有63个城市经过竞争进入中央财政支持的冬季清洁取暖行动计划。截止2021年底，清洁取暖城市累计完成散煤治理约3500万户左右，理论减少散煤约6200万吨。其中京津冀及周边地区、汾渭平原清洁取暖率达80%以上，北京和天津平原地区基本实现了无煤化。上述工作对京津冀地区大气环境改善起到了明显的效果。ft西省11个地级市全部入选北方地区清洁取暖改造试点城市，经过5年的努力，ft西省为持续改善空气质量提供了有力支撑。ft西省清洁取暖领导小组办公室指出：2022年全省清洁取暖工作的总体思路是“
7、夯实前期工作基础、巩固提升改造成果、优化补齐短板弱项、完成既定目标任务、努力逐步实现平原地区冬季取暖散煤基本清零和可持续稳定运营”。农村地区是清洁取暖改造工程的“短板”和“弱项”。农村清洁取暖技术路径以“煤改气”为主，部分地区采用“煤改电”、“煤改型煤替代方式。农宅建筑节能改造未同步开展，农村丰富的生物质、太阳能等可再生能源的开发利用极少，仅有少量示范项目。2022年4月8日，ft西省生态环境厅发布关于组织申报ft西中部城市群清洁取暖散煤清零项目的通知，在前述工作基础上，重点针对一些尚未推进散煤替代及清洁取暖改造的村庄实现散煤清零，改善区域环境空气质量，助力区域全方位高质量发展。2022年拟在
8、太原、晋中、吕梁3市实施约50万户清洁取暖改造。目前绝大多数城市实施了以集中供热为主的技术方案，该方案与分散式方案相比存在哪些优缺点，急需进行方案对比和论证分析。临汾市是全国重要的老工业基地之一、ft西省能源原材料大省的缩影以及中西部资源型城市的典型代表，能源的生产和消费均是“一煤独大”的局面，造成了严重的环境污染和生态问题。“十三五”期间，临汾市在推动能源改革方面已经取得了一定成果，新能源产业发展正在进入新的阶段，面对国家“碳达峰、碳中和”的战略目标，持续改善能源供给和消费结构、实施能源消费总量和强度“双控行动”是临汾市能源转型的重点和难点。因此亟需探索一条可持续发展的能源转型之路，助力临汾
9、市能源产供用体系转型和产业升级，推动城乡协同发展，逐步满足临汾市人民对美好生活的向往和追求。针对上述背景，本项目的研究目标分为两个方面：一是以“四一”模式为导向，对中部城市群典型技术方案进行对比和科学的论证，给出结果和建议；二是结合临汾市可再生能源的资源现状，探索以可再生能源开发为主体农村低碳清洁能源体系。1.2 研究方法及技术路径1.2.1 文献与实地调研本项目采用文献调研、实地调研、模拟等相结合的方法进行。首先通过对政府部门、企业及行业、媒体、民众等不同主导或参与方的发布相关政策、技术文件、意见建议等进行收集和整理，获取ft西省典型地区和中部城市群散煤治理的政策、能源转型政策、技术方案等。
10、其次通过政府座谈了解中部城市群散煤清零和典型地区能源转型工作总体进展、实施的效果和推进过程中的问题。同时选取典型村落进行入户调研，了解农村建筑特性、用能特性、资源状况、相关技术应用效果与问题等基层现状。1.2.2 实测与情景模拟研究根据调研数据，总结和梳理了临汾市能源生产和消费现状以及可再生能源资源量分布。通过入户调研和文献搜集，提炼了中部城市群典型户型，对不同类型的典型户进行室温、取暖能耗实测和模拟分析；分析不同供热方式下农房围护结构节能技术实际效果、存在的问题等；探索农房围护结构合理的保温方式、清洁供热方式、能源消耗、室内热舒适度、经济性等之间的关系；对未来不同农房维护结构技术推广下的经济
11、、环境、能源等影响进行情景模拟分析；总结出符合典型农村地区的菜单式散煤治理技术综合方案。1.2.3 研究技术路径本课题研究技术路线如图1-1所示。首先，通过广泛深入的调研研究中部城市群农村住宅特性和实际供热需求特征，以农房基本特点和用户使用需求为出发点，结合用户侧能效提升和热源侧清洁供能两方面，对典型散煤治理技术方案进行综合评价分析。在上述基础上，提出不同使用模式下的农房围护结构保温基本原则和清洁供热设备选用原则，形成ft西省中部城市群农村地区“菜单式”散煤治理综合技术方案，并提出建议。其次，梳理目前临汾市经济发展、能源生产消费农村地区清洁取暖现状、可再生能源开发和利用现状，并对相关工作实施效
12、果、存在的主要问题进行总结分析，提出临汾市能源转型可持续发展建议。山西地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案研究研究计划研究内8研究方法图1/研究技术路线2中部城市群散煤清零项目实施进展2022年ft西省整合省级生态环境专项资金10亿元，作为散煤问题突出的重点县（市、区）散煤清零项目的启动资金，推动实施ft西中部城市群清洁取暖散煤清零项目，主要聚焦太原、晋中、吕梁三市散煤污染问题突出的重点县（市、区）海拔900米以下区域，并通过竞争性评审方式通过太原市尖草坪区、阳曲县、清徐县，晋中市榆次区、太谷区、祁县、平遥县、介休市、灵石县、寿阳县，吕梁市交城县、文水县、汾阳市、孝义市14区
13、县散煤清零实施方案。2.1 中部城市群散煤清零所选用的技术路径通过前期调研和相关资料的整理，中部城市群散煤清零项目以集中供热为主,分散式供热为辅，如图2-1所示，热电联产、工业余热集中供热、分布式锅炉供热等集中供热改造方式占比约82%,对于集中供热管网覆盖不到的区域，采用分散式“煤改电”形式，占比约18%,技术路径采用分散式热风型热泵、分散式热水型热泵供热形式。生物质、太阳能等可再生能源利用未纳入实施范围。图2-1中部城市群散煤清零技术路径图2-2中部城市群散煤清零工程施工现场图2.2 中部城市群散煤清零推进情况基于前期清洁取暖推行的基础，截止到2022年底，中部城市群行政区域内海拔900米以
14、下总户数约146万户，已经实现清洁取暖户数约118万户，占比约81%。2022年散煤清零工程计划改造约53万户，累计完成改造户数约12万户,完成率仅22.37%。表2-1中部城市群散煤清零实施情况序号地市目标完成情况县（市、区）总投资（万元）改造总户数截至2022年底己完成投资完成投资率截至2022年底已完成户数完成户数率1吕梁市汾阳市195600895527872840.25%972810.86%2吕梁市交城县136370.8450863273824.01%1102624.46%3吕梁市文水县109906.93938900.00%543913.81%4吕梁市孝义市119545.9379642
15、4398.9120.41%688118.13%5晋中市介休市127900500968360065.36%3166263.20%6晋中市灵石县961402654027794.1928.91%988637.25%7晋中市平遥县247717.98752274100.9529.91%1458216.66%8晋中市祁县103461.14060027502.66%1032825.44%9晋中市寿阳县13.238370110.272.04%10642.87%10晋中市太谷区239352.75525959501.2424.86%1173321.23%11晋中市榆次区91000274961840020.22%7
16、69427.98%合计1467009536515402011.5627.40%12002322.37%3中部城市群典型地区散煤清零方案评估中部城市群各区县农村经济差异较大，经济条件对生活方式有很大的影响。本项目调查研究范围关注ft西省农村地区平均经济水平、人口相对集中地区为主。根据上述原则，项目组选取了平遥县4个典型村落进行了详细调研，获取每户的建筑围护结构、用能负荷特性、经济水平、用户用能习惯、建筑空间利用率等信息。3.1 平遥县典型散煤清零方案截止到2021年12月，平遥县清洁取暖率为61.2%,县城区基本全部实现清洁取暖，农村地区清洁取暖率为仅为43.5%O未清洁取暖的建筑面积为1042
17、.70万11户数为87522户，绝大部分在农村地区。本次散煤清零项目主要针对农村地区，因此本节重点分析平遥县农村地区的散煤清零方案。3.1.1 平遥县农村地区清洁取暖现状平遥县农村地区总建筑面积为1820.09万11总户数为149364户。己实施清洁取暖的建筑面积为792.43万m2,户数为63908户，清洁取暖率为43.54%未清洁取暖的建筑面积为1027.65万m2,户数为85456户。清洁取暖改造主要采用集中供热、“煤改电”、“煤改气”的形式，部分采用生物质锅炉、甲醇锅炉的技术方案。其中，采用集中供热的建筑面积为616.85万而，户数为50093户；采用“煤改电”取暖的建筑面积为64.5
18、9万m2,户数为4299户；采用“煤改气”取暖的建筑面积为93.22万11户数为8370户；采用生物质锅炉取暖的建筑面积为5.5万m2,户数为1812户；采用甲醇锅炉取暖的建筑面积为12.27万m2,户数为1128户。平遥县农村地区清洁取暖改造技术方案分布堡中供映簿4气立0族曲P-图3-1平遥县农村地区清洁取暖改造技术方案3.1.2平遥县典型农宅现状项目组选取了工业余热和空气源热泵集中供热为主的平遥县北羌村、落邑村、马壁村、西达蒲村4个典型村落进行了详细调研。总结了这4个村农房特点、采暖习惯等。平遥县农房主要以砖混结构的平顶平房为主，大部分房屋为2018年以后翻新或新建，极个别上世纪老房子，房
19、屋建筑面积80-240平方米，38间房。房屋结构绝大部分均为砖混结构，如图3-2所示。90%以上墙体材料为37Cm实心砖，少量为50cm土坯墙。65%以上门、窗户为断桥铝或铝合金单玻，不到2%的房屋设有阳光房，层高较高在353.8m之间，部分做了吊顶，农房外墙无保温，保温性能差。平遥县房屋结构分布1分木珞图药畔加图3-2平遥县房屋结构分布冬季常住人口较多为34人，约70%的农房采暖房间数为13间，采暖面积3011f60肝，如图3.3所示。未改造前均以传统燃煤炉取暖，采暖季煤耗约34吨，采暖成本较高。平遥县农房采眠房何数分布图3-3平遥县农房采暖房间数比例分布3.2 2022年平遥县散煤清零实施
20、进展3.2.1 散煤清零计划总体目标2022年采暖季前完成清洁取暖改造，实现行政区域内散煤全部清零。2022年拟完成清洁取暖改造总户数87522户，拟完成取暖总面积1042.70万m20其中，集中供热改造户数35209户，取暖面积399.99万11“煤改电”改造户数52313户，取暖面积642.71万11图3-42022年平遥县散煤清零实施路径分布3.2.2 散煤清零实施情况平遥县2022年散煤清零技术基本为集中供热，主要有三种热源：平遥煤化集团工业余热、区域燃煤锅炉房、空气源热泵机组。改造共完成14582户、167.49万m2,其中工业余热集中供热完成户5110户，共计55.5万11区域锅炉
21、房集中供热7664户，83.3万11集中型空气源热力站完成1808户，28.67万n?。完成目标任务的约16%0平遥县散煤清零技术方案分布中供於XtCtt硒B中俱於空UMM图3-5平遥县散煤清零实施方案分布3.3 散煤清零典型项目评估3.3.1 平遥县余热集中供热项目3.3J.1项目基本情况该项目总投资6700万元，政府补贴3479万元，户均初投资3.5万元，供周边14个村，20万?采暖面积，热源距离村镇的距离如图36所示。建设初期对农户收取初装费每户40005000元（农户承担二网建设费50元n）。供暖期初寒末期热源为炼焦副产品一一焦炉煤气锅炉43MW,抽凝机组，发电余热。严寒期投入使用10
22、0t循环流化床燃煤锅炉。施工过程图如图3-7所示。图3-6热源离村落的距离图3-7煤化集团部分施工图项目2022年-2023年采暖期收费率85%,供暖成本36元11供暖期5个月，收取农户21元11实行先缴费后供暖的收费制度。3.3.1.2项目效果评估（1）典型村落基本情况项目选取了平遥县北羌村进行了入户调研。北羌村位于晋中市平遥县段村镇，总人口数1030人，总户数343户，常住人口862人，常住户287户。居住建筑较为集中，与周边村落距离均在12公里。常住人口以老人和小孩为主，户均常住人口34人，经济收入以养殖、劳务收入为主。全村有耕地962亩，采暖期5个月。（2）典型村落农宅基本情况北羌村农
23、房主要以二层楼房为主，户均建筑面积约80-230m2,60%以上农房为2018年后翻建，室内环境整洁。农房结构形式主要为砖混和砖木结构。墙体大部分为实心砖墙，厚度约37cm,石头墙、土坯墙等其他材料的墙体很少，房屋的墙体无保温措施。85%以上的窗户为单层断桥铝窗，窗墙比较大，如图3-8（b）所示）。窗户形式以推拉窗为主，密闭性较差。冬季常用卧室间数平均为23I11J,其他房间作为储藏室或者客人偶尔居住，实际采暖面积约80n?。（a）农房全景（b）断桥铝门窗图3-8北羌村典型农房（3）实施效果1）农户反馈：采暖费相较于烧煤降低，户均采暖费2000元左右（本地煤价1600元/吨,未改造前，户均煤耗
24、23吨）；室内温度高：室内平均温度2226C;室内环境得到了较大的改造，室内无异味，且舒适度高。2）实施企业：初投资较高，政府建设补贴拖欠严重；供热成本高，收费率无法得到保证，政府运行补贴拖欠，完全无法回收成本。3.3.2 平遥县空气源热力站供热项目3.3.2.1 项目基本情况该项目总投资21000万元，政府补贴6845万元，户均初投资4万元，供周边10个村，8090万ri?采暖面积，两村或一村建设一个热力站，为避免噪音和辐射问题，热泵机组位置建设靠近学校或村委会等公建。每个基站配备多台热泵机组+小型变电站，如图39所示。建设初期对农户收取初装费每户4000-5000元（农户承担二网建设费50
25、元/n?）。图3-9热力站项目2022年2023年采暖期收费率65%,供暖成本65元11供暖期5个月，收取农户21元11实行先缴费后供暖的收费制度。3.3.2.2 项目效果评估（1）典型村落基本情况项目选取了平遥县西达蒲村进行了入户调研。西达蒲村位于晋中市平遥县中都乡，总人口数1562人，总户数513户，常住人口948人,常住户312户。居住建筑较为集中，与周边村落距离均在1-2公里，距离平遥古镇约3公里。户均常住人口34人，经济收入以种植、劳务收入为主。全村有耕地2876亩，采暖期5个月。（2）典型村落农宅基本情况西达蒲村农房主要以一层平房为主，户均建筑面积约60-150m2o农房结构形式主
26、要为砖混和砖木结构。墙体大部分为实心砖墙，厚度约37cm,石头墙、土坯墙等其他材料的墙体很少，房屋的墙体无保温措施。65%以上的窗户为单层铝合金窗，窗墙比较大，如图3-10所示。窗户形式以推拉窗为主，密闭性较差。冬季常用卧室间数平均为23间，其他房间作为储藏室或者客人偶尔居住,实际采暖面积约408011f图3-10西达蒲村典型农房（3）实施效果1）农户反馈：采暖费相较于烧煤降低，户均采暖费2000元左右（本地煤价1600元/吨,未改造前，户均煤耗23吨）；室内温度较低：室内平均温度1618；室内环境得到了较大的改造，室内无异味。2）实施企业：初投资较高，政府建设补贴拖欠严重；供热成本高，收费率
27、较低，政府运行补贴拖欠，完全无法回收成本。3.3.3 典型散煤清零技术方案对比以前述北羌村典型户型为基础，基于项目组前期对平遥县清洁取暖改造效果调研，同时结合平遥县散煤清零典型项目，对比了平遥县典型集中供热技术和分散式热泵技术，如表3-1所示。表3-1平遥县典型技术路径分析焦化厂工业余热集中空气源热站分散式空气源热泵热风机分散式空气源热泵热水机户均初投资（万元）3.541.8-2.81.5-2.5农户承担初投资（万元）0.50.51.82.81.52.5年运行费（元/户）3600650040004500条件要求热源直线距离不超过12km,且热源价格较低有热力站建设场地电网容量改造至5kW以上电
28、网容量改造至5kW以上由表可见，在热源距离较近的情况下，集中供热降低取暖费，提高舒适度、室内温度、室内环境质量，集中供热有利于农户：但是对于企业来说，集中供热投资高，若无政府补贴，无回收期，不利于企业。4中部城市群散煤清零方案遴选农村在历史传统、土地资源、生产方式、生活方式、自然条件等诸多方面都与城镇住宅有显著差异。而农村的建筑形式、人口构成，以及固有的生活模式、人员活动类型、资源特性、人员经济行为决定了农村人口与集中的城市人口不同的建筑使用模式、行为模式和室内热环境需求。因此农村建筑节能策略的制定和散煤清零技术的开发不能沿袭“城镇路线”，需要另辟蹊径，走出一条符合中部城市群农村特点实际的可持
29、续发展之路。4.1 农房围护结构节能改造技术遴选ft西省中部城市群农房绝大多数采用自建的方式，建房时大多沿袭传统的粗放型模式，农房的围护结构保温手段欠缺，门窗多采用单玻铝合金、单玻塑钢推拉窗，少数用了单玻断桥铝门窗，围护结构保温隔热性能很差，室内温度不高，供热效果不佳。要做好农房的清洁供热工作，应先做好农房围护结构节能改造。4.1.1 农房围护结构热性能改善的重要性在ft西农村地区，冬季供热能耗过大是农房面临的最主要问题，而农房围护结构热性能以及布局直接影响农村住宅热环境及能耗。农房围护结构的散热途径主要包括墙体、屋顶、地面、门窗的传热损失，以及通过门窗的冷风渗透造成的热量损失。对于单体农房建
30、筑来说，外墙的面积一般是最大的，而一般无保温的农房外墙采用37Cm或24Cm砖墙，传热系数大。通过测试发现，寒冷地区某典型农房各围护结构的冬季散热量，东、西、南、北外墙的总散热量达到围护结构总散热量的1/3左右，其中由于北墙背向阳光，是墙体散热的主要部分，约占墙体散热总量的l2o屋顶也是一个薄弱环节，一方面是因为它的面积大，另一方面，在冬季，室内热气上浮，屋顶处温差比其他地方大，导致散热量较大。门窗由于厚度比墙体和屋顶薄很多，传热系数更大，所以散热更强，而且当门窗的缝隙较大时，渗透风量也会很大，造成室内热量的浪费。但南向、东向、西向窗户还能透射进阳光，白天会补偿部分散失的热量。此外，热量还会从
31、地面与墙壁相交处传到室外，尤其对于农村来说，人们通常只注重地面的装饰性，忽视了地面也是冬季散热的一个很重要的环节。从这些方面可以看出，要做好房子的节能，就要把墙、屋顶、门窗、地面的传热损失和渗透风带来的负荷降下来。具体来说，就是做好墙面、屋顶的保温，提高门窗的热工性能和密闭性，减少地面传热，切断地角传热的途径。4.1.2 农房围护结构节能改造技术农村地区不同农户的供热需求在时间和空间分布上具有多样性，对于不同供热特征和经济状况的农户，应制定不同的围护结构保温改造方案。目前主要的农房保温改造方案如下。4.1.2.1 整体保温改造方案对于新建建筑且供热房间多、有连续供热需求的农户，适合采用围护结构
32、整体保温改造方案，即对整个墙体、门窗和屋顶进行保温改造。这种整体改造方案节能效果最好，多采用对外墙敷设保温苯板，更换铝合金或塑钢门窗等形式，但改造成本最高，以北京市为例，一户总投资约20000元。整体保温改造的具体技术简介如下。（1）外墙外保温改造对外墙主要采取外保温的形式。外墙外保温是指在墙体外侧增加保温层，如图41所示。外墙外保温所用材料主要有膨胀聚苯板（EPS）和挤塑聚苯板（XPS）,厚度根据所在地区的气候特点，以经济性和节能效果为目标进行优化。其技术的优点：无须设置隔气层，不易形成冷桥，保温效果稳定。提高墙体的防水和气密性，降低含湿量。保护住宅主体结构，增强结构的耐久性，延长使用寿命。
33、适用范围广。缺点：施工时间受到限制。对材料和施工的质量要求较为严格。造价相对较高。1.墙体；2-粘接砂浆；3-聚苯板；4-抗裂砂涅；5-网格布；6-装饰面层图4-1聚苯板外墙外保温(2)门窗保温改造方案门窗型材特性和断面形式是影响门窗保温性能的重要因素之一。框是门窗的支撑体系，可由金属型材、非金属型材或复合型材加工而成。金属与非金属的热工特性差别很大，表4.1给出了五种窗框材料的导热系数，木、塑材料的导热系数远低于金属材料，保温隔热性能优良。塑料具有良好的保温、隔热、隔声、耐腐蚀、美观等综合性能，PVC塑料型材有推广价值。表4-1几种材料的导热系数材料木材塑料玻璃钢钢材铝合金导热系数(W(mk
34、)0.14-0.290.10-0.250.4-0.558.2203.5整体保温改造主要采用的门窗技术方案为双层或三层中空塑钢窗、断桥铝窗、铝合金窗，一般情况铝合金造价较低，而断桥铝合金造价最高。(3)屋顶保温改造方案坡屋顶、平屋顶是北方农房常见的屋顶形式。针对平屋顶，常见的屋顶保温方式铺设保温板或建房时在房顶添加珍珠岩与混凝土混合即保温砂浆。针对坡屋顶，在屋顶最上层梁上的短柱上架设中等粗细的椽子，在槐间架设更细的椽子，然后在椽子上依次铺设保温板。目前屋顶保温最多的是轻钢保温顶板。内置2根轻钢龙骨，增加顶板强度，如(1)保温板条(2)轻质保温屋顶图4-2所示。（1）保温板条（2）轻质保温屋顶图4
35、-2采用不同屋面材料的坡屋顶4.1.2.2 经济型保温改造方案由于北方农村地区很大一部分农户的活动空间集中在一到两个房间，因此这些常用房间有供热需求。相比于整体保温改造方案，仅对常用房间进行围护结构节能改造，能大幅度降低改造成本，兼顾保温效果和经济性。北墙、门窗和屋顶是围护结构的薄弱环节，加强这些部分保温性能可在节约成本的同时达到较好的保温效果。（1）吊顶保温技术农房主要以坡屋顶为主，层高较高，因此可以通过增加吊顶，降低层高，减少上部无效热量损失。对于己有龙骨吊顶的农房，可以充分利用农户原有吊顶龙骨，裁剪与原有吊顶板相同尺寸的保温材料，拆卸原有吊顶进行更换（图4-3）。对已有吊顶，也可使用保温
36、隔热包保温，其具体做法与上述整体保温改造方案中相同。图4-3已有吊顶更换保温材料流程剪裁拆卸替换对于没有吊顶的农房，需要新增吊顶。在屋顶内侧直接新增吊顶，可采用木龙骨支撑，覆盖合适尺寸的保温板，并采用铝合金条固定（图44）。保温板可采用带饰面3cm厚的高分子树脂保温板或2cm厚带反射膜的橡塑保温层。高分子树脂保温板的导热系数约为0.03W(mK),防火性能Bl级。材料价格约35元m2,改造费用低。图4-4新增自保温吊顶施工流程(2)外墙内保温技术由于经济型保温方案是针对某个常用房间进行围护结构保温改造，因此外墙改造适合采用内保温方式。外墙内保温是在外墙内壁面粘贴保温材料，保温房间的选择和施工比
37、较灵活。由于北墙背向阳光，且面积最大，是墙体散热的主要部分，约占墙体散热量的二分之一。因此，在实施墙体内保温技术时，北外墙最为优先，东西向外墙兼顾。内保温可采用高分子树脂保温板和壁纸自保温贴。采用高分子树脂保温板时，墙体内侧可用木龙骨做支撑，覆盖高分子树脂保温板，做法与采用高分子树脂板进行吊顶保温类似(图4-5)。采用壁纸自保温贴时，对于不掉粉墙面，表面清理浮尘油污即可直接粘贴；对于掉粉墙面，应先清理墙面，然后刷底漆或腻子，晾至大于12h后可粘贴。内保温施工简单，改造面积小，费用较低，约45元/n?。图4-5外墙内保温技术施工(3)门窗保温帘除了整体保温改造方案中更换门窗材料的改造技术外，通过
38、在门窗内侧设置保温帘也可达到一定的保温效果。外窗内保温帘是在外窗内侧增加一层带有边框的EVA透光材质的内保温帘，边框固定在窗洞内表面的四周（图4-6）,可通过上部卷轴做伸缩调整。保温帘与边框紧密连接，可显著增加外窗密闭性，降低冷风渗透热损失，同时保温帘与原有窗户之间形成约310cm的空气层，有效减少夜间长波辐射和温差传热损失，可提高10%左右的节能率。该技术施工简单，成本约60元/m3远低于双层塑钢窗或铝合金窗改造技术，且用户可以根据个人喜好选用不同颜色。*枢清& T 上春膜极园定一边根用定 膜*拉调整图4-6外窗内保温帘施工流程外门保温帘采用磁性PVC自吸门帘（或布制棉帘等），将其悬挂在外门
39、内侧或外侧（图4-7）,人员进出及时闭合与门窗缝隙覆盖，可以极大降低冷风入侵与渗透，减少外门频繁敞开的热量损失，提高室内热舒适。图4-7外门保温帘以上各项经济型保温技术可根据供热房间实际情况、供热需求和经济情况进行组合，达到“大用大保，小用小保，不用不保”的针对性高效保温效果。4.1.3 农房围护结构节能改造综合方案对比4.1.3.1 建筑模型以平遥县某典型农宅为例进行方案的对比分析。农宅外观图和平面图如图4-8所示。该农宅为一层半砖木结构，其中一层住人，多出的半层用于储物；外墙为370mm厚无保温实心砖墙，外窗为单层塑钢窗，建筑信息如所示。农户的原始取暖方式为燃煤炉+火炕，取暖房间为卧室和客
40、厅共三个房间，取暖面积68m2,一个采暖季耗煤量在3吨左右，费用为40005000元。图4-8典型农宅表4-2典型农宅基本信息项目材料及结构参数外墙370mm实心豉墙1.54W(m2K)126j内墙24Omm实心破墙2.04W(m2K)1271外窗单层玻璃塑钢窗5.7W(m2K)f281小二层屋顶水泥瓦+木楝条承重+50mm稻草板1.02W(m2K)129301一层屋顶钢筋混凝土楼板3.1W(m2K)地板水泥地面-换气次数(三)0.5采暖面积68m2采暖季11月1日-次年3月31日采暖模式部分空间连续采暖采暖季室内设计温度18采暖季煤耗3t通过DeST软件对上述典型农宅的正房部分进行模拟，得该
41、农宅在原始工况下的采暖季总能耗为8573kWh,育傩指标为126.1kWh/m2；当煤炉效率取40%,散煤热值取24.88GJ/t时，计算得采暖季耗煤量为3.1吨，与实际耗煤量的误差是3.4%,可以认为该能耗模型较为准确。4.1.3.2 菜单式方案优选方法菜单式建筑节能改造方法是基于“经济型靶向”保温改造的理念提出来的一种新型保温改造方案优选方法。其过程如图4-9所示。首先根据农房建筑的基本信息及用户习惯建立建筑模型进行改造前的基础能耗计算；然后在农户的经济承担能力范围内，通过数据库对围护结构的不同节能改造方案进行寻优计算，得到不同预算下的“推荐菜品”；如果推荐方案在实际情况下由于材料短缺、用
42、户偏好等其他原因无法实施，可由用户自由选择方案，得到“自选菜品”。存在问题最优方案外端经济型“靶向“保温屋顶外门窗f 方案 组合普通方案普通方案菜单式数”经济承受力内隔墙推荐方案。r自选方案图4-9菜单式围护结构节能改造流程图利用菜单式方法之前，首先对农宅进行节能诊断。可知该农宅设置了阳光间，其对南向外墙和外窗具有一定的保温和蓄热作用，而一层半的结构形式使得采暖房间的上部与外界环境之间多了隔热层，所以该农宅的改造空间只在于北向和东西向外墙。因该户型北向正房与东西厢房为一体式连接，东西外墙保温若只做北向房间，会影响整体的美观性；若整体都做，则必要性低且造价高。因此，方案只考虑北外墙的内外保温和东
43、西外墙的内保温。考虑防雨要求，外墙在增加外保温层后不宜超过屋檐深度，因此外保温层厚度限制在3cm；内保温考虑不过多占用室内空间，保温层厚度限制在5cm。经菜单式优化计算，确定节能率在1050%之间的5种经济性较高的保温改造方案，如表4-3所不。表4-3典型农宅节能改造方案寿命周期内年保温措施节配率初投资能耗指标均成本(%)(元)(kWhZm2)(元/年)方案一不保温00126.10方案二东外墙聚氨酯板内保温5cm9.61448114.072.4方案三东西外墙酚醛内保温5cm18.02478103.4123.9方案四北外墙岩棉板内保温3cm25.3281794.293.9方案五北外墙酚醛内保温4
44、cm36.8360079.7180.0北外墙酚醛内保温5cm+东方案六外墙41.8488873.4296.6保温壁纸5mm注：相关材料价格来源于市场调研，施工费来源于当地实际工程调研；聚氨酯板、酚醛树脂板寿命20年，岩棉板寿命30年，保温壁纸5年。4.2 散煤治理技术遴选自2017年实施北方清洁取暖改造以来，北方农村地区因地制宜的推进了各项散煤治理技术，各类技术能源种类多样，能源多样性导致系统评价条件多样性，因此需要确定遴选的统一评价边界，并构建科学的综合评价体系，为合理的选择散煤治理技术提供科学依据。4.2.1 农村地区散煤治理技术方案遴选边界确定农村地区常用供热系统的多样性导致了能源种类的
45、多样性，如各种类型的煤炭（散煤、清洁煤、蜂窝煤等）、天然气、生物质、电等。能源种类多样性又导致评价边界的多变性，使得这些供热系统的性能很难进行统一比较。现有SO12655标准中对整个能源利用链进行分析，确定了四种边界，对于供热系统来说，分别为传递到房间的热量（Eb）、传递到建筑侧供热设备的能量（Et）、输入到集中供热系统的能量（Ed）和建筑侧可再生能源产生的能量（ER）（图4-10）。图4-10ISO12655对于能源利用边界的确定对于燃气壁挂炉和生物质供热炉这类燃烧型供热系统，现有研究和评价主要将其能源利用边界确定为Eto对于空气源热泵系统，有的研究将评价的边界设定在用户侧，也就是Et,用于评价供热设备在用户侧的耗电量或设备效率，有的研究却将边界设定在电厂侧，接近于Ed,用于评价供热系统的一次能源消耗量。若按照标准中边界的划分方法为多种农村供热系统确定一个统一的边界，如Et,则对于已经基本淘汰的电直热型供热设备来说，其效率可以接近100%,大幅度高于多数燃煤供热炉和生物质供热炉（一般情况下热效率V90%）。火电厂发电效率在40%左右，然而考虑发电成本问题，电直热供热设备因其过高的电
