高速公路治超辦公室供暖方式的優(yōu)化設計

任 衛(wèi) 英

(山西省交通規(guī)劃勘察設計院，山西 太原 030012)

高速公路治超辦公室供暖方式的優(yōu)化設計

任 衛(wèi) 英

(山西省交通規(guī)劃勘察設計院，山西 太原 030012)

針對晉中北收費站入口治超辦公室冬季供暖效果不佳且費用高的原因進行分析，找出解決問題的辦法，并根據(jù)所處的區(qū)域位置、氣候及環(huán)保要求等實際情況，經(jīng)過調(diào)研、比選、具體項目實際運行情況的反饋，分析總結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用價值。

治超辦公室，供暖方式，節(jié)能環(huán)保，供暖效果

1 問題的提出

高速公路各匝道入口均設置治超檢測區(qū)，治理公路超限超載工作是一項長期而重要的工作，超限超載會造成公路損壞、環(huán)境污染，對車輛人員的安全造成嚴重的威脅。為了保障治超工作的順利進行，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 ℃,嚴重偏離GB 50736—2012民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范3.0.1條嚴寒和寒冷地區(qū)供暖室內(nèi)設計溫度應在18 ℃～24 ℃的溫度區(qū)間，室內(nèi)溫度過低，熱舒適度低，嚴重時影響工作效率。

晉中北收費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，年運行費用高，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)還必須裹上厚重嚴實的大衣御寒，嚴重影響治超員的工作，急需解決上述問題。

2 方案比較

提出三種新方案對供暖方式進行改造：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。

下面通過表1對三種方案進行綜合性能比較。

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

3 實施過程

晉中北收費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)，冬季室外計算溫度為-11.1 ℃，采用電地暖輻射供暖方式。方案實施過程中，對初投資及運行費用、人員熱舒適度、節(jié)能環(huán)保進行了具體控制(見圖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，通過對流換熱加熱周圍空氣的同時，還向四周的圍護結構進行輻射換熱(其以遠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到舒適要求,符合人體工程學的采暖方式。特點是舒適度較好、分室控制能力強、電熱轉(zhuǎn)化率高、使用壽命長，可利用低谷電，一次性投資成本適中、運行費用低，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

實施一：電熱線質(zhì)量控制。

電熱線在布置時，用專用固定件固定在接地網(wǎng)上。電熱線的引線接頭及首、末端絕緣均在工廠中完成，電熱線和引線一體出場，施工現(xiàn)場嚴禁裁剪。電熱線的金屬編織層、接地導線或金屬護套應接“PE”地線。導線截面及開關應滿足過負荷保護和短路保護要求，零線截面不得小于相線截面。發(fā)熱電纜的屏蔽接地線應與溫控器的PE線連接，并終結于電源配電箱的端子上。敷設發(fā)熱電纜前，必須嚴格檢查外觀質(zhì)量，禁止使用有外傷或破損的電纜。

實施二：供暖熱負荷確定。

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)圍護結構耗熱量公式：

Q=αFK(tn-twn)。

計算得出圍護結構基本耗熱量，同時考慮附加耗熱量(朝向修正、風力修正5%)，計算得出治超辦公室的熱負荷為3.48 kW。

實施三：電熱線敷設。

電熱線供暖系統(tǒng)屬于地面輻射供暖系統(tǒng),電熱線間距宜為120 mm，距外墻間距200 mm，且不應布置在地面的固定設備及衛(wèi)生潔具下面。電熱線的布置采用平行型，彎曲半徑不應小于30 mm。每個房間需單獨設置一個供電回路，兩個不共用一個供電回路,應在供電回路上設置漏電保護裝置。每個溫控器最大可提供熱負荷為3 000 W。

圖3為地面層電熱線供暖地面構造圖。

實施四：溫控器的安裝。

電地暖溫控器基本功能：控制發(fā)熱電纜運行或停止、常開或常關、定時開關、溫度校準功能、防凍功能、高級編程，最高限溫、最低限溫、是否預加熱、測溫精度校正。智能判斷用電峰谷時間，達到舒適度最大化，同時最經(jīng)濟化。

發(fā)熱電纜供暖系統(tǒng)，應設置接觸器與溫控器結合的方式進行溫度自動調(diào)節(jié)。溫控器宜各室單獨設置，溫控器不應安裝在外墻上，應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埋的接線盒上，掛墻或嵌墻明裝，高度與室內(nèi)其他開關面板一致。溫控器應安裝在非陽光直射和非冷墻上，應避免溫度過高的空氣流過，并方便操作。溫控器應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、社會效益顯著，具有較大的推廣應用價值。下面分別從經(jīng)濟效益和社會效益兩方面來說明。

4.1 經(jīng)濟效益

通過對晉中北收費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，年運行費用分別為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，一個采暖季單體空調(diào)供暖比電地暖供暖年運行費用多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，從初投資運行費用，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%。達到了對項目經(jīng)濟效益產(chǎn)生至少30%的改善。

4.2 社會效益

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

5 結語

本文針對晉中北收費站入口治超辦公室供熱效果不佳的原因進行分析，找出解決問題的辦法。根據(jù)所處的區(qū)域位置、氣候及環(huán)保要求等實際具體情況，經(jīng)過調(diào)研、比選、具體項目實際運行情況的反饋，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的電地暖供暖方式運行很穩(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、高回報新型的供熱方式技術在山西高速公路治超辦公室中大力推廣，仍需我們進一步深入研究原理及適用性。

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[3] 全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調(diào)·動力[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