高速公路治超辦公室供暖方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

任 衛(wèi) 英

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012)

高速公路治超辦公室供暖方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

任 衛(wèi) 英

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012)

針對(duì)晉中北收費(fèi)站入口治超辦公室冬季供暖效果不佳且費(fèi)用高的原因進(jìn)行分析，找出解決問(wèn)題的辦法，并根據(jù)所處的區(qū)域位置、氣候及環(huán)保要求等實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)調(diào)研、比選、具體項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況的反饋，分析總結(jié)得出適合治超辦公室的供暖方式，該研究成果具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

治超辦公室，供暖方式，節(jié)能環(huán)保，供暖效果

1 問(wèn)題的提出

高速公路各匝道入口均設(shè)置治超檢測(cè)區(qū)，治理公路超限超載工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期而重要的工作，超限超載會(huì)造成公路損壞、環(huán)境污染，對(duì)車(chē)輛人員的安全造成嚴(yán)重的威脅。為了保障治超工作的順利進(jìn)行，全面提升我省高速公路治超工作執(zhí)法形象和管理水平，保證我省高速公路匝道入口治超辦公工作人員的工作環(huán)境顯的尤為重要。

但是，據(jù)調(diào)查山西省多數(shù)治超辦公室冬季供熱效果不佳，尤其我省北部地區(qū)，部分治超站內(nèi)室內(nèi)供暖溫度低于16 ℃,嚴(yán)重偏離GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范3.0.1條嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度應(yīng)在18 ℃～24 ℃的溫度區(qū)間，室內(nèi)溫度過(guò)低，熱舒適度低，嚴(yán)重時(shí)影響工作效率。

晉中北收費(fèi)站入口治超辦公室的供暖方式為單體空調(diào)供暖，不僅能耗大，年運(yùn)行費(fèi)用高，而且冬季室內(nèi)溫度只有16 ℃，極端天氣，室內(nèi)溫度更低，治超工作人員在室內(nèi)還必須裹上厚重嚴(yán)實(shí)的大衣御寒，嚴(yán)重影響治超員的工作，急需解決上述問(wèn)題。

2 方案比較

提出三種新方案對(duì)供暖方式進(jìn)行改造：方案一：從鍋爐房或者供熱管網(wǎng)引入；方案二：蓄能式電熱暖器；方案三：電地暖輻射供暖。

下面通過(guò)表1對(duì)三種方案進(jìn)行綜合性能比較。

電地暖輻射供暖是調(diào)查過(guò)程中使用效果最好，而且熱舒適度最高的一種供熱模式，它集合了熱介質(zhì)為水的地面敷設(shè)供暖形式的優(yōu)點(diǎn)，不占用任何面積，熱效率高，而且溫度可分為自動(dòng)和手動(dòng)控制兩種模式。電地暖具有占用層高較水地暖小、鋪設(shè)方便、可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立溫度控制等優(yōu)點(diǎn)。不僅較蓄能式電暖氣節(jié)能，而且熱舒適度高，能滿(mǎn)足治超房單獨(dú)野外建筑的每平方米供熱量大的需求，經(jīng)過(guò)調(diào)查、分析、比較，得出電地暖輻射供暖是最適合治超房的供暖形式。經(jīng)過(guò)以上評(píng)估分析后，方案三電地暖供暖方式為綜合最佳方案。

3 實(shí)施過(guò)程

晉中北收費(fèi)站入口治超辦公室位于山西晉中市，治超站總建筑面積：29 m2，氣候分區(qū)為寒冷區(qū)，冬季室外計(jì)算溫度為-11.1 ℃，采用電地暖輻射供暖方式。方案實(shí)施過(guò)程中，對(duì)初投資及運(yùn)行費(fèi)用、人員熱舒適度、節(jié)能環(huán)保進(jìn)行了具體控制(見(jiàn)圖1)。

電地暖輻射供暖以電力為能源，發(fā)熱電纜為發(fā)熱體，將99%的電能轉(zhuǎn)換為熱能，并以建筑物內(nèi)部地面作為散熱面，通過(guò)對(duì)流換熱加熱周?chē)諝獾耐瑫r(shí)，還向四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻射換熱(其以遠(yuǎn)紅外輻射方式的熱量大約占總散熱量的50%)，保障建筑物的室溫達(dá)到舒適要求,符合人體工程學(xué)的采暖方式。特點(diǎn)是舒適度較好、分室控制能力強(qiáng)、電熱轉(zhuǎn)化率高、使用壽命長(zhǎng)，可利用低谷電，一次性投資成本適中、運(yùn)行費(fèi)用低，適合新建或有條件的改造住宅、集體單位等采暖，圖2為蓄能式發(fā)熱電纜供暖。

表1 多種供暖方式綜合性能比較

實(shí)施一：電熱線(xiàn)質(zhì)量控制。

電熱線(xiàn)在布置時(shí)，用專(zhuān)用固定件固定在接地網(wǎng)上。電熱線(xiàn)的引線(xiàn)接頭及首、末端絕緣均在工廠中完成，電熱線(xiàn)和引線(xiàn)一體出場(chǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁裁剪。電熱線(xiàn)的金屬編織層、接地導(dǎo)線(xiàn)或金屬護(hù)套應(yīng)接“PE”地線(xiàn)。導(dǎo)線(xiàn)截面及開(kāi)關(guān)應(yīng)滿(mǎn)足過(guò)負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)要求，零線(xiàn)截面不得小于相線(xiàn)截面。發(fā)熱電纜的屏蔽接地線(xiàn)應(yīng)與溫控器的PE線(xiàn)連接，并終結(jié)于電源配電箱的端子上。敷設(shè)發(fā)熱電纜前，必須嚴(yán)格檢查外觀質(zhì)量，禁止使用有外傷或破損的電纜。

實(shí)施二：供暖熱負(fù)荷確定。

根據(jù)外墻的傳熱系數(shù)0.43 W/(m2·K),外窗的傳熱系數(shù)2.2 W/(m2·K)，屋面的傳熱系數(shù)0.37 W/(m2·K)，地面的傳熱系數(shù)0.35 W/(m2·K)，根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量公式：

Q=αFK(tn-twn)。

計(jì)算得出圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量，同時(shí)考慮附加耗熱量(朝向修正、風(fēng)力修正5%)，計(jì)算得出治超辦公室的熱負(fù)荷為3.48 kW。

實(shí)施三：電熱線(xiàn)敷設(shè)。

電熱線(xiàn)供暖系統(tǒng)屬于地面輻射供暖系統(tǒng),電熱線(xiàn)間距宜為120 mm，距外墻間距200 mm，且不應(yīng)布置在地面的固定設(shè)備及衛(wèi)生潔具下面。電熱線(xiàn)的布置采用平行型，彎曲半徑不應(yīng)小于30 mm。每個(gè)房間需單獨(dú)設(shè)置一個(gè)供電回路，兩個(gè)不共用一個(gè)供電回路,應(yīng)在供電回路上設(shè)置漏電保護(hù)裝置。每個(gè)溫控器最大可提供熱負(fù)荷為3 000 W。

圖3為地面層電熱線(xiàn)供暖地面構(gòu)造圖。

實(shí)施四：溫控器的安裝。

電地暖溫控器基本功能：控制發(fā)熱電纜運(yùn)行或停止、常開(kāi)或常關(guān)、定時(shí)開(kāi)關(guān)、溫度校準(zhǔn)功能、防凍功能、高級(jí)編程，最高限溫、最低限溫、是否預(yù)加熱、測(cè)溫精度校正。智能判斷用電峰谷時(shí)間，達(dá)到舒適度最大化，同時(shí)最經(jīng)濟(jì)化。

發(fā)熱電纜供暖系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置接觸器與溫控器結(jié)合的方式進(jìn)行溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。溫控器宜各室單獨(dú)設(shè)置，溫控器不應(yīng)安裝在外墻上，應(yīng)選擇安裝在能正確反映室內(nèi)溫度的位置處。溫控器安裝在施工預(yù)埋的接線(xiàn)盒上，掛墻或嵌墻明裝，高度與室內(nèi)其他開(kāi)關(guān)面板一致。溫控器應(yīng)安裝在非陽(yáng)光直射和非冷墻上，應(yīng)避免溫度過(guò)高的空氣流過(guò)，并方便操作。溫控器應(yīng)在工程竣工后再安裝。

4 效果檢查

本研究成果節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。下面分別從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩方面來(lái)說(shuō)明。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)對(duì)晉中北收費(fèi)站入口治超辦公室供暖方式采用現(xiàn)有和改造后兩種供暖方式進(jìn)行效益分析得知，新增電地暖供暖系統(tǒng)初投資為3 200元，單體空調(diào)初投資為8 000元，年運(yùn)行費(fèi)用分別為2 300元和3 700元，初投資單體空調(diào)供暖比電地暖供暖多4 800元，一個(gè)采暖季單體空調(diào)供暖比電地暖供暖年運(yùn)行費(fèi)用多1 400元，電地暖的使用年限為20年，而單體空調(diào)的使用年限為15年左右。所以，從初投資運(yùn)行費(fèi)用，包括使用年限，電地暖供暖系統(tǒng)的效益更優(yōu)，綜上所述，電地暖供暖節(jié)約率為37.8%。達(dá)到了對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生至少30%的改善。

4.2 社會(huì)效益

電地暖供暖系統(tǒng)的能量來(lái)源于電能，它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，被認(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境友好和有效的供熱、供冷系統(tǒng)，在國(guó)家響應(yīng)“節(jié)能減排”“綠色環(huán)保”的今天，電地暖采暖完全符合國(guó)家政策的號(hào)召。而且人員熱舒適度較佳，節(jié)能環(huán)保，實(shí)施效果良好。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)晉中北收費(fèi)站入口治超辦公室供熱效果不佳的原因進(jìn)行分析，找出解決問(wèn)題的辦法。根據(jù)所處的區(qū)域位置、氣候及環(huán)保要求等實(shí)際具體情況，經(jīng)過(guò)調(diào)研、比選、具體項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況的反饋，得出適合治超辦公室的供暖方式——電地暖。并且在本省投入試驗(yàn)的電地暖供暖方式運(yùn)行很穩(wěn)定，熱舒適度高，初投資少，節(jié)能環(huán)保。為這種節(jié)能、環(huán)保、低投入、高回報(bào)新型的供熱方式技術(shù)在山西高速公路治超辦公室中大力推廣，仍需我們進(jìn)一步深入研究原理及適用性。

[1] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] 賀 平,孫 剛,王 飛.暖通空調(diào)[M].第4版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[3] 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-暖通空調(diào)·動(dòng)力[Z].2009.

Optimaldesignofhighwayoverloadingenforcementofficeheatingmethods

RenWeiying

(ShanxiTrafficPlanningSurveyDesignInstitute,Taiyuan030012,China)

The paper analyzes poor overloading enforcement office heating effect and high cost causes of northern Jinzhong toll-station, and finds out solving methods. According to local regional location, climate and environment protection demands and other actual conditions, through investigation, comparison and specific project operation conditions feedback, it analyzes and concludes suitable overloading enforcement office heating methods. The above-mentioned research achievement will have wide application and promotion value.

overloading enforcement office, heating method, energy saving and environment protection, heating effect

TU832

：A

1009-6825(2017)24-0121-02

2017-06-14

任衛(wèi)英(1984- )，女，碩士，工程師