齐淼
中铁十七局集团建筑工程有限公司
摘要：严寒地区屋面排水系统功能的实现一直是建筑行业的一个难题，由于屋面重力流排水措施受制于天气情况，遇冻害及雨雪天气时有无法实现排水功能的可能性，针对这个施工难题进行了研究探讨，力求达到经济、环保、效用三方面均衡的解决措施。最终，通过技术人员与专家组的反复研究与论证，决定采用电伴热技术的应用来解决问题。
关键词：严寒地区、电伴热、保温防冻、电子温控
1.屋面电伴热保温的功能
电伴热技术主要应用于严寒地区平屋面不锈钢天沟的融雪防冻及屋面雨排管的保温。此类电伴热带常见于民用住宅、火车站、商场等。管道电伴热保温技术由电伴热带以各种方式缠绕或平铺于管道外部，一端与供电设备相连接,另一端缠绕于需保温管道末端并固定。当系统通电后，电伴热带开始工作，通过表面热传导原理将温度传递给管道，达到融雪防冻的效果。
2.电伴热保温的施工技术
管道保温防冻的目的就是补充由于管道外壳内外温差引起的热散失。要达到管道防冻保温的目的，只需要提供给管路损失的热量，保持管内流体的热量平衡。
2.1 工艺流程图
电伴热保温施工流程如图一：
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图1 电伴热施工流程图
2.2施工工艺
2.2.1 施工前的准备工作（包括施工材料检验、铺设方案与配电方案的确定）
（1）电缆包装完好，电线绝缘层完整无损，厚度均匀。电缆无压扁、扭曲、铠装不松卷。电缆外护层有明显标识和制造厂标。所有伴热电缆均须进行电路连续性和绝缘性能的测试，不符合规定的不能使用。
（2）电气设备和控制设备要求包装及密封良好，型号、规格符合设计要求，设备无损伤、附件、配件齐全。外观检查合格，设备铭牌清楚，具有合格证、CCC认证标志和备案证，备案证在有效期范围内。
（3）电伴热系统安装前，被伴热管道必须全部施工完毕，并经水压试验验收合格完毕。
（4）安装前，应先按照电伴热系统图，逐一核对管道编号、管道规格、工艺条件、伴热电缆参数、规格型号、电气设备和控制设备规格型号，确认无误后，才能进行安装。
2.2.2 伴热电缆安装表面清理
伴热电缆安装表面在伴热电缆铺设前应做好清理工作，利用大功率吹风机将平面基层灰土清理干净，管道外壁涂油、防腐、面漆必须涂刷完毕，清除油污、水分或其他赃物。在等待伴热电缆铺设的过程中须做好成品保护，保持清洁。
2.2.3 铺设伴热电缆
（1）确定伴热电缆铺设方式：对于天沟融雪施工部位，由于其具有保护面积大、施工表面平整、融雪功率要求高的特点，采用伴热电缆平铺方式进行铺设，见图2；对于雨排管融雪施工部位，由于其具有保护面积较小的特点，采用在雨排管伸入室内五米范围内安装伴热电缆的铺设方式，见图3。
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图3 雨水斗及雨排管处伴热电缆铺设
（2）伴热电缆应紧贴管道表面，以利热传导，安装时，在每隔一定距离应用铝箔胶带将伴热电缆固定，然后将伴热电缆的全长全部被铝箔胶带覆盖，以保证伴热电缆的安全，同时确保管道表面与伴热电缆保持紧密结合。伴热电缆与电源线末端之间的接线盒同样用铝箔胶带固定。
（3）安装电热带附件时，电热带应具有一定富裕量。在线路的第一供电点和尾端各预留1米长，二通或三通配件处各端预留0.5米富裕量，以便下次检修时重复使用。
（4）电热带配电系统应具有过载、短路和漏电保护。
（5）安装一个伴热点，测量一次绝缘，屏蔽层必须接地，绝缘值不能低于50兆欧/100V。
2.2.4 铺设绝热层
（1）绝热层施工应在伴热电缆安装完毕，并经中间验收合格后方可进行。
（2）绝热层材质、厚度和结构应符合设计要求，绝热材料必须干燥。在外径小于100mm的管道上，绝热层内径应加大13mm。绝热层施工应避免损伤伴热电缆施工完毕后应立即对伴热电缆进行绝缘测试。
2.2.5 安装配电系统
（1）电子温控器安装
电子温控器在雨排管电伴热系统中放置在管道顶端温度最低点，在紧贴在被测量的管道的外壁或者天沟防冻表面上，用铝箔胶带固定好并远离电伴热带，同时远离发热体1 m 以上。为避免强弱电间干扰，温度传感器探头测试线、管道测温线分别单独布SC20镀锌钢管，并采用RYJS-1mm2屏蔽铜线。为保证管道电伴热温度精确无误，需对电子温控器进行标定，然后在现场用专用仪器安装。探头应安装于较隐蔽的位置，以免受损。
（2）伴热控制配电箱的安装
根据相关规范，结合工程实际情况，摸索制定了电伴热控制配电箱定位原则：① 依据配电室所在位置；②不影响其它电气设备的安装；③安装的墙为实墙，陶粒或空心砖墙要加装支架；④高低位置原则以易观察、易维修为佳。
配电箱要严格按设计要求安装，箱安装垂直度允许偏差1.5‰，相互间接缝不应大于2mm。箱内配线应整齐美观、走向合理、绑扎成束并适当固定。导线与电器的连接头必须符合规范的规定即多股导线压接后应镀锡、单股导线按螺旋方向盘圈。采用螺栓顶按时应双线径插入，线端绝缘边裸露导体长度应不大于3mm。25mm2及以上的截面的导线，不宜采用开口式接线端子。控制电器可动触点端必须是负荷端。各配电支路、控制回路应在专设的铭牌框内标注明确。
2.2.6 防潮层及保护层安装
防潮层选用难燃性加筋双层铝箔，燃烧等级R1，保护层选用铝合金薄板保护层，厚度0.5mm，燃烧等级A。防潮层与保护层的设置和施工要求与非电伴热管道防结露和保温相同。
2.3 系统供电调试及运行
整个系统安装完毕要进行全面系统的调试，确保系统正常安全工作。首先检查所有管道、所有配件均已正确安装，电伴热带外观是否完好无损。其后将全部回路的空气保护开关断开，用摇表检测每个回路并作好记录。通电前，要测量电源线是否接通，电伴热带是否接通，检查电伴热温度传感器是否连接正常，温度调节器是否连接正常等。通过测试检查系统启动是否自如，另外检查电源箱各开关、显示灯工作是否正常。通电试运行，调节电伴热工作温度，3次降低或提高工作温度，检查电伴热带是否正常伴热。观察3个伴热工作周期，记录每个周期时间。做事故报警实验即断路实验、漏电实验、高温低温实验，观察并记录实验过程。在寒冷环境温度下，要观察电伴热工作情况及周期。最后，系统测试完毕后填写调试报告。
3电伴热保温施工质量控制
3.1电伴热带严禁在地面上长距离拖拉，打折，以免磨损电伴热带绝缘，影响其电气性能。
3.2电伴热带弯曲半径不可小于规定值（一般取其厚度的5倍）
3.3电伴热带与附件相连接，为便于检修，应留有一定的富裕量，一般留30cm左右。
3.4应尽可能将电伴热带铺设在管道下方45°处，以利温度均匀。
3.5电伴热带与附件配套使用时，接线应符合GB3836.3—2000中4.1、4.2中的要求，并且在离电源接线盒75mm处用胶把铭牌牢固地固定在电伴热带上，电伴热带必须配用与环境相适应的防爆温控器与附件。接线时，严禁母线短接及电阻丝与母线金属屏蔽层搭接以免发生漏电与短路。
3.6如在系统中应用机械温控器时，应在未通电前调整好温控点，严禁通电调整，温控控头应远离电伴热带，以免测量不准，造成系统不能正常运行。
3.7要确保系统接地良好，其接地电阻不大于4Ω。
3.8全部接线完成后，必须对系统电气绝缘，性能进行检测，（绝缘电阻应大于10MΩ）并对每个回路的功率电阻进行测量，理论值与实际值须相近（一般偏差在±10%之内），如三相带还须检查其三相平衡电阻值，一般偏差在±5%之间。
3.9以上安装检测合格后即可进行试运行，逐段检查发热情况及电气参数是否正常，如在通电四个小时后未发现异常情况即可进行管线保温。
3.10在安装完保温材料后再行检查其电气性能，如完好则通电四小时，以观察运行是否正常，如出现异常情况应立即检查，找出故障点，并进行修改，完好再行通电四个小时后未发现异常情况即可进行防水层的安装。
4.结语
针对气候严寒地区的屋面采用重力流排水方式的建筑在冬季所遭遇的排水难题，对电伴热保温技术在建筑排水功能上的应用进行了较为深入的研究，与采用传统管道保温方式相比，减少了冬季为保证建筑屋面顺畅实现排水功能而用于除雪除冰的大量人力物力，增加了工作效率，同时使用后运行能源全部采用电能，环保无污染，同时由于固定措施得当、保护层防护完善，可有效减轻后期维护费用。电伴热技术应用于改善建筑屋面的排水功能，是一种新型技术在传统建筑上的应用与创新。在后期投入使用后全部使用电能，可有效节约不可再生能源的消耗，另一方面通过电子温控器的安装，可以省去不必要的供暖能源，尽可能的减少能源损耗，符合绿色节能建筑要求。
参考文献
【1】 吴静. 电伴热的发展展望【J】.工业加热，2016.45（5）：71-74；
【2】 朱彤. 电伴热技术及其应用【J】节能与环保，2003，（11）：51-52