一、引言
北方地區(qū)冬季一般有5-6個月,黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、新疆等省份個別地區(qū)甚至可以長達8個月,每年都有幾次較大降雪過程,給人民生產(chǎn)生活、交通及交通安全都帶來很大影響。道路積雪結冰問題越來越引起各級部門、建設單位及設計的關注和重視。根據(jù)北京氣象資料顯示,北京每年平均降雪量為8.4毫米,2010年1月2日,北京普降大雪,降雪量普遍有4至8毫米,部分地區(qū)出現(xiàn)10至18毫米的暴雪,北京大部地區(qū)積雪深度10至20厘米,昌平和門頭溝積雪深度達33.2厘米,日降雪量均突破了1951年以來的1月份歷史極值。冬季的降雪,經(jīng)行人踩踏、車輛碾壓就會變成堅硬的冰雪路面,積雪融化后還會結冰,對交通安全帶來了很大影響。而建筑物汽車出入的車道,往往是更易發(fā)生交通意外的拐彎、上下坡處,解決車道積雪問題,選用適用、 經(jīng)濟、 高效、 環(huán)保的方法快速、安全除雪化冰,對行車安全具有重要意義。
二、車道融雪化冰方法選擇
某辦公樓車道位于D-G/20-22軸,坡度達10%,要做到及時、有效、安全除雪化冰,主要有以下幾種方法。
1 人工清除法和機械清除法
人工清除法勞動強度大、效率低,這種傳統(tǒng)的除雪方法是雪停后才開始除雪,實際上在降雪過程中路面積雪經(jīng)車輛碾壓已被壓實形成冰雪路面,對車道這種車輛經(jīng)常出入道路不適用。機械清除法的除雪方式主要有擺錘旋轉(zhuǎn)擊打式、往復沖擊振動式、旋轉(zhuǎn)銑削式、楔鏟式等,這種除雪設備制造成本較高,除凈率低,工作效率低,功率消耗非常大,使用效果不理想,而且受制于車道建筑形式,車道一般空間有限、清掃面積小,除雪設備一般無法使用,較人工清除法更加不經(jīng)濟。
2 融化法
2.1 化學融化法
目前廣泛采用的化學融化法,也就是撒鹽或者其他化合物,會造成很多負面作用,如:侵蝕路面、腐蝕管道、銹蝕鋼筋,破壞生態(tài)環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計,每年冬季除雪撒鹽造成道路損壞較不撒鹽上升2倍,北京市 2002 年 12 月 15 日-23 日不到 10 天時間就使用融雪劑七千噸,2003 年上半年,北京城區(qū)51 條道路和綠地 37 萬株綠籬受害枯死, 約占全市綠籬 5%-10%, 草地受害三十多萬平方米,幾萬株灌木和喬木枯死,直接經(jīng)濟損失近千萬元。 長期大量使用化學融化法除雪,除對植物的損害外對水源的影響 也很大,含有大量融雪劑的殘雪最終會通過各種渠道進入江 河或地下,造成水體污染,這種污染的持續(xù)時間更長,影響范圍更廣。因此,化學融化法除雪應嚴格控制,合理使用, 用量越少越好。從未來發(fā)展趨勢看,融雪劑的使用將會受到越來越嚴格的限制,使用量及使用范圍將非常有限。
2.2 熱融化法
熱融化法原理簡單而且不會造成污染,成為車道融雪化冰的主要措施。主要方法有地熱管法、太陽能蓄熱系統(tǒng)、導電混凝土、發(fā)熱電纜敷設等方法。地熱管法受制于熱源,且安裝復雜、影響路面;太陽能蓄熱系統(tǒng)成本過高;導電混凝土工藝復雜、價格昂貴、控制繁瑣,且在電壓控制技術上存在問題;使這幾種融雪技術在實際工程中的應用受到限制。由于發(fā)熱電纜具有安全、耐用、環(huán)保等優(yōu)點,是一種安全可靠的融雪化冰的方法。針對以上綜合分析,本工程車道采用的是低溫輻射發(fā)熱電纜。
三、系統(tǒng)概述
1 低溫輻射發(fā)熱電纜特點
低溫輻射發(fā)熱電纜是一種通電后能發(fā)熱的電纜,輻射供暖分為高溫、中溫、低溫。其中加熱時表面溫度不超過70℃的稱為低溫輻射,低溫輻射發(fā)熱電纜工作時表面最高溫度為60-65℃,并且大部分能量以輻射方式傳遞,因此稱為低溫輻射發(fā)熱電纜。發(fā)熱電纜由導熱體(實芯電阻線),XLPE0.7mm的絕緣層,接地導線,鋁屏蔽護網(wǎng),0.8mm藍色PVC外表皮構成,因有絕緣層和PVC外皮的雙層保護,系統(tǒng)還設有漏電保護裝置,所以不會漏電。整根電纜的接地線將電流導入大地,因此使用起來非常安全。低溫輻射發(fā)熱電纜的輻射輻射性能好,節(jié)能省電,發(fā)熱電纜磁場強度最大為0.7μT,為國家標準規(guī)定的0.7%,工頻電場最高為2.4V/m,為國家標準規(guī)定的0.6%。國家標準文件(HJ/T24-1998)中規(guī)定:地面磁場強度為80A/m(100μT),工頻電場為4KV/m,且不含對人體有害射線,嚴格區(qū)別于核輻射、電磁干擾輻射等情況。
低溫輻射發(fā)熱電纜供暖具有使環(huán)境溫度均勻、清潔、舒適的特點,它不只是單純加熱空氣,而是使人體和周圍密實物體首先吸收熱量,溫度升高,從而減少了對人體的冷輻射;而且沒有傳統(tǒng)供暖因空氣對流引起的室內(nèi)浮塵。發(fā)熱電纜在歐美等發(fā)達國家有60-70年的成熟技術,他們的應用事實證明該產(chǎn)品的耐溫、防潮、耐壓及抗老化性能優(yōu)良,能夠做到正常使用50年以上。而且由于地面被作為傳熱的散熱面,因此地面裝飾層的材料難免會對采暖效果產(chǎn)生負面影響:
2 系統(tǒng)簡介
發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)是以電力為能源,用發(fā)熱電纜為發(fā)熱體,將100%的電能轉(zhuǎn)換為熱能,通過地面以低溫熱輻射的形式,把熱量地面。發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)的工作原理是發(fā)熱電纜通電后,其工作溫度為40℃-65℃,通過地面作為散熱面,通過少部分對流換熱加熱周圍空氣的同時,以大部分的方式與四周的圍護結構、物體、人體進行輻射換熱,圍護結構、物體和人體吸收了輻射熱后,其表面的溫度升高,從而達到提高并保持溫度的目的。發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)的輻射換熱量約占總換熱量的60%以上。 通過鋪設于地板上的地溫探頭或溫控器內(nèi)的溫度探頭,由溫控器控制溫度。當溫度達到設定值后,溫控器開始動作,斷開通向發(fā)熱電纜的電源,發(fā)熱電纜停止加熱,當溫度低于溫控器設定值時,溫控器又開始啟動,接通通向發(fā)熱電纜的電源,發(fā)熱電纜開始加熱,這樣重復運轉(zhuǎn)。
3 系統(tǒng)架構
系統(tǒng)由三個主要部件組成:發(fā)熱電纜、溫控裝置、地面。這些部件共同運行,構成一個能夠提供舒適、安全的供暖系統(tǒng)。
溫控裝置為溫控箱集中控制系統(tǒng),用于設定、控制室內(nèi)溫度。根據(jù)實際需要,通過溫控器隨時調(diào)節(jié)溫度,并且保持恒定,是節(jié)約運行費用的主要設備,地溫探測器探測數(shù)據(jù)為主要依據(jù)并輔以室溫探測器探測數(shù)據(jù)來進行系統(tǒng)啟動或停止。用戶可根據(jù)需要在10℃~30℃溫度范圍內(nèi)任意設置需要的溫度。
四、施工工藝
1 施工準備
1.1 施工現(xiàn)場應具備以下條件
?。?)建筑物濕作業(yè)均已完成,并充分干燥;
?。?)電源配電安裝完畢,各回路電源管線預留工程結束;坡道內(nèi)側壁面化雪電源及溫濕度探測器管線預留施工完畢;且其他電氣管線工程施工完畢;
?。?)現(xiàn)場的雜物,特別是地板上的鐵絲,鋼筋頭等金屬雜物已清除;
?。?)地板的平整度符合國家有關施工及驗收規(guī)范的要求。
1.2 工具準備
名稱 型規(guī) 用途
萬用表 數(shù)字式 測量直流電阻
兆歐表 1000V 測量絕緣電阻
卷尺及電工工具 連接電源
1.3材料準備
名稱 型規(guī)及要求
發(fā)熱電纜 TXLP/ /17
溫度控制器 按設計
擠塑保溫板 20mm,容重大于30Kg
金屬絲網(wǎng) Φ2.0
地暖專用反射膜
塑料綁扎帶
膠帶
鋼釘
2 系統(tǒng)安裝
2.1 擠塑板安裝
(1)將擠塑板平鋪在坡道地面上,接口平直且間隙不得大于5毫米,擠塑板用鋼釘固定在地面上;
(2)每40平米安裝膨脹縫;
?。?) 坡道周邊垂直方向做50mm預留。
2.2放射膜安裝
(1)將地暖專用反射膜平鋪在擠塑板之上,用膠帶粘接;
?。?) 反射膜的鋪設應平整,連續(xù)。
2.3金屬絲網(wǎng)安裝
?。?) 將金屬絲網(wǎng)平鋪在擠塑板之上,用綁扎帶固定;
?。?) 金屬絲網(wǎng)的鋪設應平整,連續(xù)。
2.4 發(fā)熱電纜的安裝
?。?)測試發(fā)熱電纜的絕緣電阻,絕緣電阻應符合產(chǎn)品說明的電阻值,發(fā)熱電纜按圖紙要求鋪設在金屬絲網(wǎng)上,用塑料綁扎帶固定在絲網(wǎng)上;
(2)保持電纜平直,距離均勻,最小距離不得小于35毫米,彎曲半徑不得小于電纜直徑的6倍;
(3)發(fā)熱電纜不得重疊安裝及壓入保溫材料中;
?。?)測試發(fā)熱電纜的直流電阻應滿足相關生產(chǎn)標準;測試電纜絕緣電阻應與產(chǎn)品型號電阻上下浮動不超過10%;
?。?) 發(fā)熱電纜與墻面距離至少有15厘米間距,圖紙有距離要求按照圖紙施工;
?。?)發(fā)熱電纜鋪設分成4個區(qū)鋪設,每個區(qū)域的發(fā)熱電纜冷引線引入坡道側壁預留的電源接線盒內(nèi);
?。?) 電纜鋪裝完畢,澆鑄砂漿前后均做絕緣測試,絕緣電阻應應與產(chǎn)品型號電阻上下浮動不超過10%。
系統(tǒng)安裝結構示意圖
2.5 溫控箱的安裝
?。?)溫控箱安置在坡道入口的車庫工具間內(nèi),按照說明書安裝溫控器;
?。?)坡道化雪專用溫濕度傳感器的傳感線應穿管,探頭放置在地面,應與坡道地面持平。
溫濕度探測器必須裸露于地面,直接探測環(huán)境溫濕度,才能為系統(tǒng)的自動啟動停止提供依據(jù);探頭的安裝需與地面層施工同時進行。
2.6 通電測試
?。?)系統(tǒng)安裝測試完畢后方可進行通電測試;
?。?) 調(diào)節(jié)溫度控制器,檢查系統(tǒng)運行情況;
?。?)如發(fā)現(xiàn)漏電現(xiàn)象,仔細檢查是配電原因或電纜原因。
3 建立工程檔案
3.1 記錄每根發(fā)熱電纜的直流電阻及絕緣電阻的測試情況,包括安裝前,安裝后,澆鑄砂漿前,澆鑄砂漿后及通電測試前;
3.2 填寫工程檢查記錄;
3.3 填寫工程檔案表格;
3.4 整理各種工程驗收材料及器材的產(chǎn)品合格證;
3.5 做好質(zhì)量驗收交接工作,填寫交接記錄。
六、驗收標準
1 系統(tǒng)施工應按照設計圖紙進行,當修改設計時,應經(jīng)原設計部門同意后,方可進行;
2 采用的器材及其運輸,保管方式應符合國家現(xiàn)行標準的有關規(guī)定,當對產(chǎn)品有特殊要求時,應符合產(chǎn)品技術文件的規(guī)定;
3 當器材到達現(xiàn)場后,應按下列要求進行檢查:
3.1技術文件應齊全;
3.2型號,規(guī)格及外觀質(zhì)量應符合設計要求和本規(guī)范的規(guī)定;
3.3系統(tǒng)安裝工程施工中的安全技術措施應符合本規(guī)范及國家現(xiàn)行標準及產(chǎn)品技術文件的規(guī)定;
4 系統(tǒng)安裝時應滿足下列尺寸要求
4.1 電纜之間最小間距不得小于35mm;
4.2 電纜的彎曲半徑不得小于電纜直徑的5倍;
4.3 電纜與墻面的距離至少保持150mm;
5 每40平方米應預留膨脹縫;
6 系統(tǒng)所用主,輔材料應符合相關生產(chǎn)技術標準及施工要求的規(guī)定;
7 溫濕度探測器安裝在地面上,探測器上口不應有填充物,端正并找平地面;
8 電纜平直間距均勻,不得有重疊;
9 工程交接驗收時應檢查的項目:
9.1電纜的鋪設外觀平直,距離均勻,無交叉;
9.2各種規(guī)定的間距;
9.3電纜固定是否牢固,布局與設計是否相符;
9.4檢查部分回路的直流電阻及絕緣電阻;
9.5系統(tǒng)的漏電保護裝置及接地;
10 工程交接驗收時,應提交下列技術資料和文件:
10.1系統(tǒng)的竣工圖;
10.2設計變更的證明文件;
10.3安裝測試記錄;
10.4各種試驗記錄;
10.5各種材料,設備等的合格證.
七、使用方法
1 首次運行:本系統(tǒng)尤其是每個采暖季的頭幾天,將消耗較多的電能,這并不意味著系統(tǒng)運行費用將會非常高。請等待系統(tǒng)達到平衡時再估算運行費用。對新竣工項目,為保證混凝土的使用壽命,需等待地面自然干燥(一般需28天)后再使用,并先用較低的溫度預熱。
2 系統(tǒng)初次使用時,按照溫控器使用說明書將溫控器開關打開,將溫度值設置在較低溫度處,使發(fā)熱電纜供暖系統(tǒng)開始運行,然后逐步通過調(diào)整溫度數(shù)值達到設計溫度(一般為18℃-20℃〕。尤其需要注意的是:不要在初次開啟系統(tǒng)時就將溫度設置在高溫處。
3 日常操作:操作簡便是融雪化冰系統(tǒng)眾多優(yōu)點之一。當您需要采暖時,只需將溫控器的開關打開,系統(tǒng)就會自動按照您的設定開始自動運行。當您離開或不需要采暖時,可以將溫空器溫度調(diào)整到10—15℃之間。
4 使用注意事項:
4.1發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)的設計安裝依據(jù)是計算熱負荷,因此與圍護結構、地面裝飾材料等均密切相關。因此當方案與設計確定后,請不要隨意改動房屋的原定圍護結構、地面裝修等做法。
4.2將溫控器設在非常高的溫度上并不會使地面很快地溫暖起來,設定在您所需要的溫度即可。
4.3溫控器安裝在門上,周圍不要有熱源體。
4.4不要用家具遮擋溫空器。
4.5不要隨意晃動溫空器,以免對溫空器接線處造成破壞。
4.6如果長時間沒人不使用,可將溫控器調(diào)到5-10℃,以更加省電。如長時間關閉系統(tǒng)再次啟動,升溫時間會較長。
八、常見問題及解決辦法
1 溫控器控制溫度不精確
故障原因:檢查溫控器是否被遮擋或周圍有無冷熱源。
2 溫控器不工作或指示燈不亮
故障原因:檢查接線端子接觸是否良好。開關電源是否打開。
3 發(fā)熱電纜不工作故障原因:發(fā)生短路,斷路或電纜被打斷。
如遇到以上故障或原因不明,用戶不可自行維修,請及時與安裝公司取得聯(lián)系,由安裝公司派專業(yè)人員進行維修。
融雪化冰系統(tǒng)一般無需維護,但需要避免以下人為損壞,以保證系統(tǒng)正常運行:
3.1禁止在鋪設了發(fā)熱電纜的地板上亂釘釘子、鉆孔,以免打破電纜,造成漏電。
3.2禁止私自拆改發(fā)熱電纜和相關配電系統(tǒng)。
3.3在安裝提腳板或其他墻面裝飾物時,不許在溫控器垂直至地面這一段及其附近打木楔、釘釘子或剔鑿,以免打斷冷引線。
九、結論
在寒冷的冬季,發(fā)熱電纜技術的應用,不僅安全、快捷地解決了冰雪對車道道面帶來的各種問題,而且此辦法對車道路面結構及周邊環(huán)境基本上沒有破壞作用、消除了其他方法帶來的負面影響,保證了了冬季車道行車安全,同時還滿足了綠化環(huán)保的要求。