杨 毅 军

(大秦铁路股份有限公司太原铁路房建段，山西 太原 030001)

结合太原南站融雪排水谈融雪系统的管理

杨 毅 军

(大秦铁路股份有限公司太原铁路房建段，山西 太原 030001)

简述了发热电缆融雪法的含义，介绍了发热电缆融雪工作流程，结合太原南站房建管理实际，对电伴热融雪系统进行了详细研究，指出发热电缆用于屋面融雪的优势及其存在的问题。

融雪法，发热电缆，屋面，敷设方式

0 引言

太原地区冬季气候严寒多雪，最低温度在-19 ℃，冬季平均降雪45 mm。一般建筑屋面积雪多依靠人工清除。但大型及超大型公共建筑物屋面积雪，由于建筑造型或结构等种种原因，无法进行人工清除积雪，屋面积雪基本存留至春季，依靠自然气温上升融雪。春融时节，北方地区昼夜温差较大，日间雪融水在夜间重新冻结成冰。人工清雪除冰危险性较高且效率低下，根本无法做到及时清雪除冰，故屋面檐口处常形成巨大冰柱。随着气温继续升高，冰柱会自行脱落。这一期间，雪水可能会造成屋面面层剥落，增加屋面维护工作量；另一方面，对于铁路运输房建设备来说，无法及时清除的冰柱脱落并可能对铁路运输、车辆、旅客人身安全造成极大的威胁。如何能及时消除屋面积雪，是摆在大型及超大型公共建筑物维修人员面前的一个重大问题。目前广泛采用的除雪方法基本为化学融雪法和热力学法。化学融雪法：即通过撒融雪剂或者其他化合物，加速积雪的融化，其不足之处是腐蚀性较强易对建筑物造成腐蚀破坏，破坏土壤生态环境，融雪完毕后一片狼藉，遇到突发状况时很难处理到位；传统热力学融雪法是通过与锅炉房联通的热力管道发热加速融雪，但是受到热源形式(锅炉房、地热、太阳能蓄热等)限制较大。上述几种融雪技术在实际工程应用中由于自身特点及屋面结构形式的限制，或不适用于屋面融雪除冰；或虽可用于屋面融雪除冰，但成本高昂，难于推广实施。而发热电缆融雪法相比较于上述融雪方式，更具有可操作性和适用性。本文结合太原南站运营维护实际，对发热电缆融雪法进行探究。

1 概述

发热电缆融雪法是通过敷设发热电缆促进屋面积雪的消融，发热电缆，是以电力为能源，利用制成电缆结构的合金电阻丝进行通电发热，来达到采暖或者保温的效果，通常有单导和双导之分。发热电缆具有安全、寿命长、发热量可控、环保等优点。发热电缆法作为彻底去除冰雪方法的一种，能源供应充沛，特别是冰雪时间长，强度大的北方地区，还是具有很大的适用性。发热电缆的优点避免了化学融雪及传统热力融雪的缺陷，具备较好的应用于屋面融雪除冰的技术条件。

2 发热电缆融雪法初步研究

发热电缆融雪工作流程如图1所示。1)配电及控制。配电系统采用智能型电子温控器及传感器确保了以最小的耗电量取得最理想的效果。该系统传感器和温控器的配合使用能精确自动测量天气状况从而在最适当的时间开启及关闭电源。2)发热电缆布置。发热电缆线功率一般10 W/m～20 W/m，融雪时单位面积耗热量建议选择200 W/m2～250 W/m2。冰雪融解系统的耗热量计算应考虑以下因素：安装地点、安装方式及面积。根据电热缆铺设地区及融解速度，研究表明单位实际安装面积耗热量范围可取175 W/m2～250 W/m2。可选两种冰雪融解电热缆：额定功率20 W/m单导线电热缆；额定功率17 W/m双导线电热缆。3)敷设方式。发热电缆用于采暖时与低温水地板辐射采暖敷设方式相同，有回折型，平行型，双平行等；用于管道伴热时多采用波浪式，直线式及螺旋式。由于发热电缆用于融雪时单位面积热功率较大，且所敷设区域多为狭长带状，故多根据敷设区域长度采用一根或多根发热电缆平行型敷设，如图2所示(主体部分——屋面天沟)。目前，火车站风雨棚形式多为大跨度轻钢结构的(站台)无柱风雨棚。若风雨棚屋面设有天沟(有组织排水)，则除天沟内设发热电缆外，檐口至区域天沟仍需设发热电缆，如图3所示；若风雨棚屋面采用散排方式排水，则仅在风雨棚檐口敷设发热电缆即可达到除冰目的，如图4所示。

3 实例研究

1)工程概况。太原南站站房总建筑面积为203 032 m2，雨棚面积为119 284 m2、站房屋面面积为75 598 m2。车站平面布置分为东站房、西站房、高架候车厅、南雨棚、北雨棚五大区域。

2)设计目标。为降低雪融水对轻钢屋面腐蚀作用及避免风雨棚檐口挂冰伤人，设计考虑在主体结构屋面天沟及风雨棚檐口敷设发热电缆实施融雪除冰。降雪时启动伴热系统使在天沟的雪融化，并使融化的雪水顺利通过雨水管排入轨间排水沟，不在雨水管内结冰，防止造成雨水管堵塞。

3)环境及现场条件。最低环境温度：-25 ℃。雨水管管道材料：HDPE管及不锈钢管,保温材料：30 mm橡塑保温。

4)设计方案。雨水管道伴热系统：伴热电缆敷设于雨水管外壁，冬天结冰季节时，开启伴热系统，通过雨水管道将雪水排出，具体方法：用加强导热铝箔将伴热电缆固定于清理干净的雨水管外壁，在伴热电缆外部粘贴橡塑保温板，厚度30 mm，需要时在橡塑外部用白色压岩膜做最后的防护。

根据不同部位选择伴热电缆型号：主站房雨水管道采用RDWK25-PF型；雨棚雨水管道柱外部分采用ZRDWK25-PF型；雨棚雨水管道柱内采用SRL/8/10-2CT。

5)具体方案。太原南站需伴的雨水管道分布于主站房和雨棚，共计设置184个伴热电缆子系统，使用伴热电缆26 038 m，用电量650 kW,保温材料1 191.66 m3。

主站房雨水管道：主站房雨水管道材质为PE管，按上述伴热电缆辐射比例顺管道方向将伴热电缆敷设于雨水管外壁；主站房雨水管道部分共计设计64个伴热电缆回路，预计使用伴热电缆11 526 m,预计使用保温材料705.04 m3。

雨棚雨水管道：雨棚雨水管道材质为PE管和不锈钢管，按所述伴热电缆辐射比例顺管道方向将伴热电缆敷设于雨水管外壁，供电点位于每套排水管道的顶部，设置电源接线盒，伴热电缆由电源接线盒内与供电电缆连接，顺管道方向向管道两侧敷设，于管道结尾处做伴热电缆尾端处理。外部做30 mm橡塑保温，需要时最后在外部做压岩膜防护，预计使用伴热电缆14 512 m，雨棚雨水管道部分共计设计120个伴热电缆子系统,保温材料为486.62 m3，其中有不锈钢雨水排水管48根需要单独施工，需使用SRL10-2CT伴热电缆1 750 m，伴热电缆SRL10-2CR 1 150 m，雨水管柱脚2.9 m设计浇筑混凝土，在浇筑混凝土之前先做伴热及保温，施工时将柱脚部分的伴热电缆穿于穿线管之内，伴热电缆的尾端迂回至混凝土结构之上，即需要施工双倍的伴热电缆，穿于两根穿线管之内，在高于混凝土浇筑的位置(约管道高于地面以上4 m的位置)预留伴热电缆，与20 m铁丝连接，在雨水管立管吊装施工时一并将伴热电缆吊至屋顶(立管外部隔板需开一个孔将伴热电缆从柱脚穿至屋顶)，高于柱脚部分的管道在焊接之前须将伴热和保温做好，并将伴热电缆接电源线位置留有余量，在管道焊接施工完毕之后，将柱脚和立管的伴热电缆在顶部与顶部雨水管道伴热并入同一系统。

管柱焊接位置应有避免烫坏电伴热的保护措施(设置隔离或穿蛇皮管等)，另立管部分伴热电缆也需做好防护，敷设于管道上。此部分伴热电缆施工于柱内，不方便维修且需在柱角部分灌

注水泥，采用进口氟塑料电缆，可防水、耐高温、抗腐蚀强，型号为SRL8-2CT和SRL10-2CT。

4 使用效果分析

经实际投入运营后分析发热电缆用于屋面融雪的优点和存在的问题。

1)发热电缆用于屋面融雪除冰的优点。

a.发热电缆加热法冰雪融解系统应用范围广，可应用于任何要求无冰雪的地区。b.发热电缆加热法冰雪融解系统融雪及时迅速，效果明显；可以有效地保障工作地区安全，保障行人地区安全，节省清雪时间及精力，保护环境。c.发热电缆加热法冰雪融解系统控制简单，响应迅速。系统传感器和温控器的配合使用能精确自动测量天气状况从而在最适当的时间开启及关闭电源，能够确保以最小的耗电量取得最理想的融雪除冰效果。d.发热电缆用于屋面融雪时，敷设深度浅，安装简便快捷。发热电缆热量可很快传递，能源利用效率较高。e.发热电缆出现故障时，定位修复过程简单迅速。发热电缆受破坏后，可用探伤仪器立刻确认故障位置，随即该区域上的覆盖、保护层除去，剪取受损部分线缆，再将线缆联接起来并用特殊的修补材料绝缘，修复过程简单，迅速。

2)存在的问题。

a.发热电缆加热法冰雪融解系统虽然有诸多节能措施，但长期运行耗能仍相对较大，运营费用相对较高。b.系统的初期投资相对较大。c.由于发热电缆长期工作于自然环境中，系统对电缆防水性、耐候性及强度要求较高。

5 结语

现有多种除冰雪方法，针对不同地区、不同情况，应选择采用不同除冰雪方法。发热电缆加热法融雪作为彻底去除屋面冰雪的一种方法，可能不是最经济的选择，但是它自动化程度高，适用范围广、融雪及时迅速、效果明显；可以有效地保障工作环境安全，保障行人安全，可以节省人员清雪时间及精力，随着电力资源的开发和系统完善，以及蓄热技术的成熟，发热电缆加热法融雪将有更好的发展前景，在合适的地区值得尝试和推广。

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Discussion on snow melting system management combining with the snow melting drainage of Taiyuan Southern Station

Yang Yijun

(TaiyuanRailwayHousingSection,Datong-QinhuangdaoRailwayLimitedCompanybyShare,Taiyuan030001,China)

This paper briefly described the meaning of heating cable snow melting method, introduced the snow melting working process of heating cable, combining with the housing construction management actual of Taiyuan Southern Station, researched in detail the heating cable snow melting system, pointed out that the advantages and existing problems of heating cable applied in roof snow melting.

snow melting method, heating cable, roofing, laying mode

2015-03-03

杨毅军(1965- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)14-0128-02

TU992

A