高校自習(xí)室采用自發(fā)熱地板供暖成效分析

金茂章，史俊燕，苗文波

（西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)校園規(guī)劃建設(shè)處）

高校自習(xí)室采用自發(fā)熱地板供暖成效分析

金茂章，史俊燕，苗文波

（西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)校園規(guī)劃建設(shè)處）

我國南方地區(qū)高校冬季供暖已成為困擾高校師生的難題，論文通過實際測定和文獻引用，對自發(fā)熱地板的供暖運行成本及其優(yōu)勢進行了分析。自發(fā)熱地板造價高，但基本不產(chǎn)生維護管理費用，且具有安全、環(huán)保、保健等優(yōu)勢。

高校；自發(fā)熱地板；能耗

1 引言

我國南方地區(qū)冬季普遍未配備供暖設(shè)施。近年來，隨著極端氣候的頻繁出現(xiàn)和人們生活水平的不斷提高，冬季陰冷潮濕成為困擾師生學(xué)習(xí)和生活的難題。大部分高校在教室和學(xué)生宿舍安裝了大量空調(diào)[1]，但后續(xù)的高額電費使得空調(diào)使用成本很高[2]。空調(diào)在高校各類能耗（照明、計算機、實驗設(shè)備、計算機、飲水機等）中所占比重最大[3]。為了節(jié)約成本、降低能耗、方便管理，經(jīng)過多方市場考察調(diào)研后，我校引入自發(fā)熱地板供暖，并對其成效進行了分析。

自發(fā)熱地板將“地板”與“地暖”合二為一，在地板中加入發(fā)熱芯層，由地板表面（實木表皮裝飾層）、納米碳墨發(fā)熱層、遠(yuǎn)紅外反射膜和背面裝飾層4部分組成。該技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)供暖，在歐洲、日韓已有幾十年的歷史，在我國自發(fā)熱地板技術(shù)逐漸成熟，逐漸被消費者認(rèn)可，成為我國繼集中供暖、小鍋爐供暖、發(fā)熱電纜供暖、碳素晶體發(fā)熱片供暖之后的第五代取暖方式。

2 自發(fā)熱地板加熱原理

自發(fā)熱地板采用納米碳墨遠(yuǎn)紅外線輻射發(fā)熱技術(shù)，通過紅外線輻射直接加熱取暖目的物體，而不是加熱采暖空間中的空氣。同時由于冷空氣下降，熱空氣上升原理，空調(diào)取暖熱空氣從上部流出，不利于室內(nèi)空氣對流；地板發(fā)熱取暖熱量從地面散出，符合空氣對流原理，房間下部溫度較高，上部溫度較低，熱量利用率高，也更符合人們對溫度的需求。

3 自發(fā)熱地板安裝造價

自發(fā)熱地板相對空調(diào)系統(tǒng)安裝造價較高，空調(diào)系統(tǒng)安裝包括空調(diào)配電設(shè)備和線路改造、空調(diào)設(shè)備的采購安裝。劉通祥[4]分析空調(diào)造價在200～240元/ m2，范俊麟[6]分析空調(diào)造價為166.28元/ m2。自發(fā)熱地板安裝簡便，不需要預(yù)埋管道電纜，地板之間通過智能鎖扣連接，無需導(dǎo)線；地板及配件采購安裝造價為480元/ m2。

4 自發(fā)熱地板運行費用

供熱系統(tǒng)的運行費用應(yīng)包括折舊費、維護費、管理人員費、能耗費等。自發(fā)熱地板安裝有智能溫度控制器，將地板表面溫度控制在35～41℃，室溫控制在18～25℃。因此，管理過程中不需要增加專業(yè)人員進行控制，地板的安全性能也得到了保障；自發(fā)熱地板輔助配件少，故障率低，不產(chǎn)生特殊的維護費用。目前，自發(fā)熱地板運行費用主要是運行所產(chǎn)生的能耗費用和折舊費用。

因南方地區(qū)供暖時間主要集中在冬季12月份～1月份，該時期氣候最為陰冷潮濕，學(xué)生面臨考研和期末考試壓力，自習(xí)人數(shù)多且相對集中。能耗費用測定選在該時期，每天測定時間8:00～22:00（平均每天13小時），年供暖時間按60天、共計供暖780小時計算；隨機選擇3間教室（教室面積39.68 m2），分別于2014年12月中旬和2015年1月上旬連續(xù)測定一周，取其平均值作為每間教室耗電量，經(jīng)測定并計算每間教室每小時耗電3.58kW·h，每平方米每小時耗電0.09kW·h；該地區(qū)電費為0.52元/（kW·h），每年每平方米電費為36.50元。折舊費用按自發(fā)熱地板使用壽命15年計算，每年每平方米折舊費用為32元（見表1）。

曹鳳蘭[5]（2013）分析地?zé)崴嵯到y(tǒng)的經(jīng)濟性，地?zé)崴嵯到y(tǒng)年運行成本267.1×104元，總建筑面積為15.46×104m2，由此可以推出地?zé)崴嵯到y(tǒng)年運行費用為17.27 元 / m2。

范俊麟[6]（2014年）對高校學(xué)生宿舍安裝空調(diào)盈虧情況進行分析，空調(diào)設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施改造費用4461.26萬元，按空調(diào)使用壽命10年折算每年折舊費為446.13萬元，空調(diào)維護費用每年113.95萬元，管理人員費用20萬元，以上年運行費用共計580.08萬元。建筑面積26.83×104 m2，空調(diào)不包括運行電費（因?qū)W生宿舍電費由學(xué)生支付）21.62元/（ m2·年）。耗電量按20m2房間1.5匹制熱功率1.8kW/h，年運行時間同自發(fā)熱地板為780小時，空調(diào)耗電費用為36.50元/（ m2·年）。空調(diào)年運行費用（包括電費）為21.62+36.50=58.12元。

通過以上分析可見，地?zé)峁嵯到y(tǒng)的年運行成本最低，但系統(tǒng)需要專人維護管理；空調(diào)的運行折舊費用低于自發(fā)熱地板，但其維護管理成本高，自發(fā)熱地板基本不產(chǎn)生維護費用；通過實際測定，自發(fā)熱地板夜間無人時耗電接近額定的耗電量 0.057 （kW·h）/（m2·h），說明自發(fā)熱地板的耗電量與室內(nèi)環(huán)境有關(guān)，室內(nèi)人多時耗電量大；因無實際測定空調(diào)的耗電量，利用空調(diào)與自發(fā)熱地板的額定功率進行對比，由表1可見空調(diào)的能耗高于自發(fā)熱地板能耗。

5 自發(fā)熱地板其他優(yōu)勢

5.1 舒適環(huán)保

自發(fā)熱地板熱量從地面散出，符合中醫(yī)“足溫頭涼”的養(yǎng)生理論；不產(chǎn)生噪音，不會積累灰塵、霉菌等，不會對室內(nèi)空氣造成污染。

5.2 安全保健

目前，自發(fā)熱地板電源系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、甲醛釋放量、防水等級、抗壓性、發(fā)熱組件等均符合國家家用地板、電器、供暖產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，安全性能得到了保障。同時，自發(fā)熱地板采用遠(yuǎn)紅外輻射取暖具有保健理療功能，能夠促進人體新陳代謝。

5.3 安裝簡便

自發(fā)熱地板不需要配套的設(shè)備和設(shè)施，發(fā)熱芯層與地板合二為一，無需單獨布線，安裝簡便。

5.4 使用壽命長

納米碳墨發(fā)熱芯材使用壽命長達50年，平均使用壽命15年，基本不產(chǎn)生維護費用。

表1 自發(fā)熱地板運行費用統(tǒng)計表

6 結(jié)束語

自發(fā)熱地板安裝后，師生反饋供熱效果好、空氣質(zhì)量好、身體舒適，在使用的過程中，自發(fā)熱地板體現(xiàn)出以下特點：

1）自發(fā)熱地板的造價較高，但維護管理簡單，不需要專門的管理人員，基本不產(chǎn)生維護管理費用；

2）自發(fā)熱地板的能耗與室內(nèi)的人數(shù)有關(guān)，室內(nèi)人數(shù)多時，耗電量高；

3）自發(fā)熱地板按照額定的功率計算，其能耗低于空調(diào)能耗；

4）自發(fā)熱地板安裝簡便、舒適環(huán)保、安全保健、使用壽命長。

今后會對自發(fā)熱地板持續(xù)進行測定，以為后續(xù)管理及其他高校安裝使用提供依據(jù)。

【1】王澤劍，王思慧，梁瑜萌.高校寢室空調(diào)節(jié)能管理探索—校園寢室階梯電價[J].制冷與空調(diào)，2014，6（28）：631-634.【2】胡仲邦，樊 冰，崔麗麗.高校教室空調(diào)集中控制管理方案設(shè)計[J].實驗室研究與探索，2013，32（6）：371-374.

【3】楊毅，苗升伍.從高校能源管理看空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造[J].智能建筑與城市信息，2011，8：61-63.

【4】劉通祥.關(guān)于高校中央空調(diào)的節(jié)能探討[J].鐵道建筑技術(shù)，2012，2：76-78.

【5】曹鳳蘭.高校地?zé)崴嵯到y(tǒng)的技術(shù)與經(jīng)濟性分析[J].煤氣與熱力，2013，3（33）：21-22.

【6】范俊麟，武慧娟.從盈虧平衡分析看高校學(xué)生宿舍加裝空調(diào)——以廣東 G 高校為例[J].技術(shù)與市場，2014，12（21）：365-366.

Analysis on Self Heating Floor Effect in University Classroom

JIN Mao-zhang，SHI Jun-yan，MIAO Wen-bo
（Southwest Jiaotong University Planning ＆ Construction Department）

The heating is becoming the problem in South Region University, through measured and literature cited. The paper analysied on self heating floor effect, it has a higher cost, but no maintenance and management cost, the advantage of safety environmental protection healthcare is obviously.

university; self heating floor effect; energy consumption

10.13655/j.cnki.ibci.2015.07.014