目前我国环境保护形势严峻,控制大气污染的任务十分紧迫,集中锅炉房正面临着挑战,以燃煤作为供暖能源的格局迫切需要改变。随着能源结构的调整,城市供暖热源日趋多元化,电力、天然气、石油液化气等清洁能源近几年有了飞速发展。发热电缆低温辐射供暖技术以电为能源,因其具有寿命长、投资少、环保节能、舒适卫生、施工简单、管理方便等优势被建筑采暖市场青睐。我单位在自建综合办公楼上采用此项供暖技术,取得了显著的社会经济效益,下面就此项技术及其应用与同行探讨。发热电缆
1 工程概况
山西五建亲贤北街综合办公楼位于太原市亲贤北街以南,东邻寇庄西路,北邻公司高层住宅楼,总建筑面积约为21500m2。地下1层,地上19层,框架一剪力墙结构。地下1层为停车场,地上1层、2层为商业用房,3层以上为办公写字用房。3层以上按小户向职工及社会自然人出售,楼层平面为小单元大空间布局,每户建筑面积为100m2~130m2,采用发热电缆采暖,采暖总面积为16092m2。 http://www.wanjianuan.com
2 发热电缆低温辐射供暖方案的选择
由于工程所在小区锅炉房及锅炉设备运行负荷已达到饱和,无法再承担新建工程的采暖。针对本工程3层以上房屋产权分散这一特点,经分析建成后各户产权所有者无论自行使用还是分别出租,使用功能均会以小公司办公写字为主,使用管理分散,采暖时间主要集中于日间。鉴于此,设计院推荐选用发热电缆低温辐射供暖技术,我单位组织有关人员进行调研咨询,认为该项技术节能环保、耐久性好、便于控制,对类似本工程这种无集中锅炉房采暖条件且产权分散、面积小、以办公写字为主要功能的建筑尤为适用。智能电地暖
3 发热电缆低温辐射供暖系统的工作原理
发热电缆低温辐射供暖技术是以电力为能源,发热电缆为发热体,建筑物地面为散热面。发热电缆通电后,电能将转换为热能,一部分发出热量被覆盖着的地面吸收,以辐射和对流方式加热周围空气介质,使室内温度均匀分布,达到舒适要求;还有一部分热量以远红外辐射的方式直接释放到室内及人体,人体吸收远红外热量后,增强组织和细胞的活性,对人体生理健康极为有利。发热电缆低温辐射供暖系统由发热电缆和温控器两部分组成,发热电缆铺设于地面中,温控器安装于墙上。温控器通过铺设于地板上的地温探头或温控器内的室温探头感应并控制房间温度。当室内环境温度或地面温度低于温控器设定的温度时,温控器自动接通电源,发热电缆通电开始发热升温;当室内温度达到设定值后,温控器自动断开电源,发热电缆停止加热。这样循环往复运行,从而达到加热和保持室内设定温度的目的。
4 发热电缆低温辐射供暖系统的构造作法、作用机理http://www.wanjianuan.com
发热电缆低温辐射供暖技术的构造作法从下至上为:地面混凝土找平层→聚苯板绝热→铝箔热反射层→固定钢丝网→尼龙带绑扎固定发热电缆→混凝土覆盖层→内部装饰→墙面温度控制器(见图1)。
发热电缆为金属发热元件,由单股或多股组成,使用寿命长。绝缘材料为交联聚乙烯,耐高温,耐高压;导线为金属屏蔽,能消除电磁场,对人体健康无任何有害影响;外周用PVC外套,抗强化学腐蚀;使用金属加强护套,抗拉压强度提高,同时可防止水和湿气渗入电缆,可靠性能高。电缆连接方式为冷热导线隐式拼接法,是国际专利技术。聚苯板起向下绝热作用;铝箔热反射层是减少发热电缆产生的热量向下传递,保证大部分热量从底部向上辐射;尼龙带绑扎发热电缆是用以固定软质的发热电缆,防止电缆损坏和连线。
5 施工要点 郑州电地暖
1)基层处理:将地面进行找平,使平整度要求符合相关质量验收规范。
2)铺设聚苯板绝热层:待找平层干燥后铺设聚苯板绝热层,铺设要求平整,接缝严密无错台。保温材料的容重、导热系数等指标应符合设计要求。
3)铺镀铝膜:聚苯板绝热层铺设完毕,即可铺镀铝膜。镀铝膜铺放要平展无皱折,以保证良好的反射效果。
4)固定钢丝网:钢丝网铺放应顺直平整,搭接处绑扎牢固。铺放时要避免将镀铝膜刺破。
5)绑扎发热电缆:钢丝网固定好后,检测发热电缆,填写施工记录,并按设计间距用尼龙绳绑扎发热电缆,同时敷设墙体立面上与温控器相连的竖向线管。
6)检测调试:发热电缆绑扎成型、混凝土地面填充层浇筑前,再次检测电缆的导电性和绝缘性,填写施工记录。
7)浇筑混凝土填充层:混凝土填充层浇筑应从里向外,浇筑工人应穿软底鞋小心操作,防止将电缆绝缘层损坏。
8)安装温控器:混凝土填充层凝结硬化后,安装温控器,并进行测试(见图2)。
6 经济效益和技术效益分析比较 万家暖智能电地暖
6.1 经济效益分析比较
经济效益分析比较见表1。
6.2 技术效益分析比较
技术效益分析比较见表2。
7 综合效益分析
7.1 环境效益和社会效益显著
1)实现绿色环保:发热电缆低温辐射供暖系统是以清沽环保的电力为能源,完全避免了传统供暖系统的有害气体排放、锅炉噪声和粉尘污染。2)节约能源:与其他传统供暖系统相比,该系统的温度调节装置具有独特的优势,当建筑物夜间或白天无人活动时,可关闭某一房间;在10:00~16:00阳光充足的时段,可适当降低温度,以达到节能的目的。3)节约水源:采用发热电缆低温辐射供暖系统,节水量相当可观。4)节省土地:因为不需锅炉房、集中供热厂、换热站以及室外管网地沟等设施,因此可节省大量宝贵的土地,采用本系统可以节省3%~5%的规划用地,按容积率计算可增加10%左右的建筑面积。5)充分利用电力资源:如实行“峰谷电价”政策,发热电缆低温辐射供暖系统50%的电耗在“谷”价运行,30%的电耗在“平”价运行,20%的电耗在“峰”价运行,可均衡利用电力资源。河南电地暖
7.2 降低工程成本,延长使用寿命,简化物业管理
1)建筑安装成本低:传统供暖系统建安成本包括室内终端设备费、热源设备费、内外管道网费、热力增容费、锅炉房建设费、占用土地费、安装材料费、设备折旧更新费、维护运行人工费等等,这些费用加在一起比发热电缆低温辐射供暖系统要高15%以上。2)施工周期缩短:本系统只需在楼宇土建快要完成时,与地面同步施工即可。本工程16092m2的采暖面积,30d就完成安装工作。3)维护费用低:本系统在安装完毕后完全封闭,维护费用极低,彻底解决了水系统的跑、冒、滴、漏及暖气片冻裂等令人头痛的老大难问题。4)安全寿命长:本系统一次建成终生受益,发热电缆使用年限与建筑物同寿命,只要不人为造成损坏,即可保证正常运行50年以上。5)解决了物业收费难的问题:用户以购电方式交纳取暖费,不存在传统供暖的取暖费收缴难问题,使物业管理的工作量大大降低。电地暖
7.3 住户使用舒适,操作简便 http://www.wanjianuan.com
1)具有卫生保健功能:按照中医所提倡的“温足而顶凉”,发热电缆低温地板辐射供暖系统正好满足这一要求,使人体血流畅通,对心血管疾病有抑制作用;对关节炎、老寒腿的病人更有防治功效。2)增加使用面积,节约装修成本:采用发热电缆低温辐射供暖系统,不仅可以增大房间使用面积,而且省去了暖气罩部分的装修费用,可使室内布置更合理,装修更自如。由于有温暖的地面温度,用户选择地面装饰材料更加灵活多样。3)操作简单,控制方便:发热电缆低温辐射供暖系统实现分户、分室控制,住户可根据需要温度手动或自动调节,使室内温度在控制之中,克服了传统供热方式不易控制的弊病。 地暖
8 发热电缆低温辐射供暖技术存在的问题
发热电缆虽然在我国不少工程上使用,也获得较好的技术经济效果,但目前仍存在不少问题需加以改进。智能电地暖
1)因国
2)许多工程建筑节能措施还不到位,建筑物的采暖能耗较高,以致电缆地热采暖的电耗亦高。
3)大部分城市用电还未实行分时电价制度,享受不到低谷用电优惠的政策。
4)以电费替代采暖费的管理手续办理复杂。
以上几方面的原因最终导致住户用电缆地热采暖电费较高,但随着我国各项建设事业的发展和进步,如国家和政府完善相关政策,实施建筑节能措施,改革采暖费缴纳制度,居民享受分时电价制度等,发热电缆低温辐射供暖技术必将会有广阔的应用前景。
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