1、第 9卷第 3期 工 程 技 术 通 讯2009 年 6 月 Engineering Technology Communication 12009-04-21 10:32:00京原路周转房地采暖工程设计与施工中铁建设集团有限公司第 34 项目 梅斌摘 要： 本文以京原路周 转 房地采暖工程为例，通过负荷计算来进行电缆选型，同时简要阐述电地暖的施工工艺及注意事项。关键词：地采暖；负荷计算；电缆1 前言随着人们物质生活水平的不断提高，人们对室内热环境的要求越来越高，要求从可居性标准提高到舒适标准。而地暖作为一项既古老又崭新的技术，被人类不断传承、创新和发展。现在随着科技时代的到来，地暖系统已从原始
2、的火炕式发展为以现代材料为热媒的地面辐射供暖方式。2 地采暖简介2.1 地面辐射供暖按照供热方式的不同主要分为低温热水地面辐射供暖（俗称水地暖）和发热电缆地面辐射供暖（俗称电地暖） 。2.2 电地暖的工作原理是将发热电缆安装在采暖空间的地面内，以电力为能源、发热电缆为发热体，将电能转化为热能，主要以低温热辐射形式把热量送入采暖房间。系统通过温控器内置的室温探头及铺设于地板结构内的地温探头来感知相应温度，控制发热电缆的工作，从而达到提高并保持室温的目的。3 地采暖的优点3.1 高效节能 根据地暖的温度梯度及传热性能，室内沿高度方向的温度梯度小，最大限度地减少了无效的热损耗。3.2 符合健康理论
3、地暖系统可以根据用户要求调整系统配置，还使室内温度梯度更加合理，符合“温足凉顶” ， “暖人先暖脚”的中医保健理论，制造出真正适合人体的热环境。 3.3 供热稳定 由于整个地面均为热的蓄热层，热容量大，热定度性好，在间歇供热的条件下，温度变化缓慢，不致使房间忽冷忽热。 3.4 调控方便 对于住户而言，每个房间基本上由单个采暖系统供暖，用户可以按需要的室温调节供热量的大小，或者关停单个房间的采暖，做到最大限度的节省能源和降低费用。 3.5 安全可靠，免维修 由于地板采暖电缆全部暗埋在楼板中，所以在采暖运行中如果不是人为破坏，几乎不存在维修的问题，使用寿命在 50 年以上。3.6 与其它供暖方式比
4、较（表 1）表 1采暖方式比较项目 电采暖 散热器 空调供暖效果 温度均匀 可分室调温 升温快 室温不均匀 近热远凉上热下凉 室温不均匀 近热远凉上热下凉第 9卷第 3期 工 程 技 术 通 讯2009 年 6 月 Engineering Technology Communication 22009-04-21 10:32:00舒适性 清洁、温暖舒适 脚暖身舒 舒适度不好 头热脚凉近热远凉 舒适度不好 风感强、较干燥美观性 隐蔽，不碍空间布置 占用空间较大 妨碍空间布置 室内机 占用一定空间安全性 安全可靠 偶有渗漏 需维护、保养调温性 温度可调 不可调 温度可调节能性 可经济运行 局限性强
5、高耗能安装费用 中高 中 高维修费用 较低 更换费用高 高运行费用 适中 较低 较高使用寿命 与建筑物同寿命 815 年 1020 年4 负荷计算及电缆选型4.1 京原路周转房工程位于京原路 1 号，共 5 栋住宅楼，呈倒 L 型排列，总建筑面积 8030m2,套内建筑面积 6160m2,砖混结构，地上 4 层，160 户，外墙内保温,单层 88 型塑钢窗，双层中空玻璃，气囊密封条式防盗门，采用电地暖供热方式。4.2 发热电缆有单导和双导两种类型。单导电缆造价较低，但双导电缆本身自成回路，所有的接线全在同一端，在施工中，只要接线端连接供电电源，不需要接线的尾端，可根据具体情况任意放置，大大减少
6、了电缆施工的难度，扩大了电缆地面采暖的适用性，同时，双导电缆中两根发热芯通过的电流方向相反，大小相等，能有效的消除因电流而产生的磁场，不会对人体造成影响。4.3 在本工程中选用了德国柯宁 SSXFJ5 双导发热电缆（技术参数见下表） ，其采暖系统热电转换 99%以上，功率因数为 1；系统正常运行，冬季采暖温度达到 18，地面温度在 22左右。表 2 柯宁 SSXFJ5.双芯加热电缆，规格（/m）电阻(/m) 电压(V) 功率（W/m） 长度(m) 电流 总功率0.395 220 20 78.3 7.1 15660.485 220 20 70.6 6.4 14120.555 220 20 66
7、6.0 13200.685 220 20 59.4 5.4 11880.855 220 20 53.2 4.8 10641.035 220 20 48.4 4.4 9681.335 220 20 42.6 3.9 8521.505 220 20 40.1 3.6 8022.075 220 20 34.2 3.1 684电缆技术参数：电缆直径：6.2mm；工作电压：205250V；测试电压：3000V；最大功率：20W/m；最大工作温度：90；弯曲半径：6 倍外径。4.4 依据发热电缆热指标 q 经验数据表（见下表） ，同时参照前面所提的房屋建筑和结构的具体设计资料，故在工程中选取建筑面积安装功
8、率 86w/m2，每个房间设计总功率为：P=86 *12.83 (每个房间建筑面积)=1103W，故在厨房及卧室选择阻值为 0.855 型号的发热电缆进行铺设，在客厅选择阻值为0.685 型号的发热电缆进行铺设，每户设计总功率：P=1064*2+1108=3236W表 3 发热电缆热指标经验数据表序号 建筑性质 热标准 q w/m2第 9卷第 3期 工 程 技 术 通 讯2009 年 6 月 Engineering Technology Communication 32009-04-21 10:32:001 住宅 701002 办公楼、教室 801003 医院、幼儿园 60804 旅馆 607
9、05 图书馆 70806 食堂、餐厅 701007 商店 80100注：1.围护结构好，采用表中较小数值，反之采用表中较大数值。2.表中平方米指的是建筑安装面积。3.室内温度标准大部分房间为 1825。4.表中所列的建筑物室内高度范围 2.53.0 米。该系统使用范围适合所有工业和民用建筑，在节能建筑中使用最佳。4.5 容量校验Wh=每户设计总功率总户数=3236160=517.76（kW）根据采暖热负荷，确定电负荷。 We=Wh (电热转换率约为 100%) 其中 Wh 为采暖设计总功率，We=为采暖负荷计算总功率。采暖用电设备的需用系数 Kx=0.8，功率因数为 1，其视在功率为 S=51
10、7.760.8=414.21(kVA)室外设置一台额定容量为 500kVA 的厢式变压器，考虑到其它用电负荷，故地采暖电负荷视在功率定为变压器额定容量的 85，为 Sc50085425（kVA）S=414.21kVA，满足供电要求。 5 地采暖的结构及施工工艺5.1 发热电缆地暖结构组成（图 1） 室 内 地 面 标 高建 筑 内 墙 防 水 保 护 层聚 苯 隔 热 层防 水 层结 构 层复 合 铝 箔豆 石 混 凝 土豆 石 混 凝 土支 撑 网找 平 层地 面 装 饰 层 膨 胀 带 发 热 电 缆温 控 器温 度 探 头图 1温控器：感应温度并加以控制调节的自动控制装置温度探头：探测地
11、面温度和电缆温度膨胀带：补偿采暖填充层的热胀冷缩发热电缆：将电能转化为热能的金属线反射层：向上反射热量的铝箔隔热层：用以阻挡热量传递、减少无效热耗的构造层地面装饰层：地板、石材豆石混凝土层：水泥、沙子、豆石按一定比例组成的蓄热构造层5.2 施工工艺（如 2）第 9卷第 3期 工 程 技 术 通 讯2009 年 6 月 Engineering Technology Communication 42009-04-21 10:32:00调 试 运 行 温 控 器 安 装铺 设 保 温 板 铺 设 反 射 层 铝 箔 铺 设 铁 丝 网 铺 设 发 热 电 缆 电 缆 摇 测电 缆 再 次 摇 测铺
12、设 地 面 装 饰 材 料电 缆 三 次 摇 测 填 充 水 泥 砂 浆 填 充 层图 26 实际测量效果和设计的差异及原因分析6.1 本工程选择客厅为测试房间，测试日期：2009 年 3 月 15 日；测试时间：9：0011：00；天气情况：晴；室外温度：8。测试方法：将温控器设定值为 18，至温控器停机保温时，实测房间地面温度 20.5，室温达到 17.3。6.2 造成设计值与实测值差异的主要原因是在工程后期，地面装饰层增加了地砖的铺设，对地面的散热量造成了一定的影响，而与发热电缆连接在地面内埋设的温度探头因为地面热量散发缓慢，造成地面内比室内温度略高，从而在达到温控器设定温度时，温度探头
13、发送信号至温控器，在温控器作用下，地暖系统自动停机处于节能保温状态。7 地采暖施工时的注意事项7.1 地板辐射采暖系统施工应避免与其它工种进行交叉施工作业，导致配合困难或责任不明耽误工期，质量难以保证。7.2 水电改造应在地板采暖系统施工进场前完成。地板采暖系统安装前，应保证施工现场水电管路施工完毕，厨房、卫生间应做完闭水试验并经过验收，施工区域地面平整清洁。7.3 将铁丝网铺设在铝箔上，接头处应用绑扎带捆绑牢固，钢丝网之间应搭接并绑扎固定。7.4 铺设发热电缆必须按设计图纸要求间距铺设在钢丝网上，一般间距在 50300mm 之间，误差10mm，最小弯曲半径为 6 倍电缆直径，发热电缆铺设应美
14、观，平直。不允许摔打发热电缆，铺设好的电缆之间不允许出现交叉与重叠，否则将造成发热电缆产生过热造成损坏。铺设发热电缆前先用万用表和摇表测量发热电缆的电阻及绝缘电阻是否正常。7.5 安装时，发热电缆变硬（由于本工程冬季施工环境温度低） ，首先将盘绕的发热电缆解散，分开，然后通电几分钟升温到可以使用为止。千万不可在发热电缆还处于盘绕成圈状态时就通电加温。用地暖线专用卡子将发热电缆固定在铁丝网上。7.6 填充层厚度宜在 2530mm 之间，浇筑后应用木制工具轻轻夯实，不能大力粗夯；填充层完工后 48 小时内不能上人踩踏，填充层施工完毕后的地面严禁剔凿、重载。7.7 面层的施工，必须在填充层达到要求强
15、度后才能进行。7.8 面层（石材、面砖）在与内外墙、柱等交接处，应留 10mm 宽伸缩缝（最后以踢脚遮挡） ；木地板铺设时，应留14mm 伸缩缝。7.9 对于潮湿房间如卫生间，在填充层上部再做一遍防水。7.10 在工程交工使用前安装温控器，以免破坏；安装时以说明书为准，安装后通电检测。7.11 运行调试必须在混凝土填充层养护期满后才能开始通电调试。首次启动、调试发热电缆供暖系统时，应将系统设定在 510低温范围内运行一段时间，然后逐步调升温度，直至达到采暖舒适温度。温控器的调试应按不同种类温控器安装调试说明书进行。系统调试应按发热电缆低温辐射供暖系统运行调试规定执行。8 结束语总体而言，电热地暖方式是未来采暖系统的发展方向之一。随着消费者对地板取暖方式的了解和认同，加上政府相关部门对地板采暖这一环保节能供暖方式的积极支持，地暖系统的应用将会越来越广泛。
