隨著我國社會和經濟的生長,足球事業也在發達興起，各種草坪運動場的數目也急劇增添，奧運建設將新增更多的場館。另一方面，國際多數市北京對四季常綠的高等景觀草坪的需求也越來越多。但由于冬季天氣嚴寒，草坪受低溫影響后會失綠枯死。

對草坪生長影響較大的一個因素是土壤溫度。冬季對草坪土壤舉行加熱，使其維持適宜的溫度，可延伸草坪的使用限期。熱量可以由低溫熱水管或發燒電纜提供。與其它使用電能的系統一樣，電纜加熱有許多優點，諸如清潔性、供應的平安性和延續性、易于控制和應用的通用性。足球場的強力照明系統一般在園地使用時才開啟。在不使用時，可將照明系統的電力用于電熱系統。

作者采取數值模擬分解和實驗研究相結合的方式舉行了北京足球場草坪冬季電熱融雪保綠研究。

在北京地區較嚴寒季節，即2021年11月～2021年3月對采取局部電纜加熱系統的草坪土壤溫度場舉行了實驗。整個冬季，草坪保持綠色，局部電纜加熱裝置增溫保綠效果顯著。

對電纜加熱草坪土壤成立了一個二維瞬態傳熱有限單元計算的數學模子，通過實驗研究為數值計算提供了初始條件和界限條件，進而應用ansys軟件對草坪土壤溫度場舉行了數值模擬，模擬值與實測值的對比解釋，兩者吻合得較好，數學模子得到驗證。

較后使用經過驗證的數學模子對不同工況的電纜加熱草坪土壤溫度場舉行數值模擬分解，得到北京地區草坪電纜加熱系統的優化設計參數。

2.實驗研究

2.1實驗草坪

實驗在北京工業大學校園內舉行。該職位于北緯39°48′,東經116°19′,海拔31.3m。冬季室外均勻風速3.0m/s，日均勻溫度≤5℃天數為124天，均勻氣溫-1.3℃，極端較低溫度-27.4℃，較大凍土深度85mm[1]。

在北京工業大學建工學院修建環境與裝備工程實驗室1#實驗樓北側室外辟出一塊2800(l)×1100(w)×500(h)mm草坪，在0.25m深處設置了一個自力的加熱電纜環路和一個熱電偶測溫系統后，敷設了冷季型的草坪草高羊茅。

2.2草坪電纜加熱裝置

加熱電纜由雙導線組成，額定電壓為220v，功率為10w/m。

根據蛇形管的形式，沿長度偏向往返平行敷設電纜。電纜等距敷設，間距0.06m，保證熱量分布均勻。草坪單元面積加熱功率為166w/m2。

為防止電纜發生的熱量從底部和邊壁損失，用5mm厚的聚苯乙烯泡沫板作絕熱質料，在土方的邊壁和加熱電纜的下部設置聚苯乙烯泡沫板。為便于排水，加熱電纜下部的聚苯乙烯泡沫板寬度40mm,相鄰板的邊距為20mm。

在現實工程應用中，電纜加熱系統應控制草坪根部麋集區(地表～地表下10cm)處的溫度，使其處于正常生長所必須的溫度范圍(10℃左右)。但由于本文重要目的是研究加熱電纜對草坪土壤溫度場的影響，因此在整個實驗測試歷程中將電子恒溫器的溫度傳感器緊貼加熱電纜外面放置，即局部電纜加熱裝置的控制(電纜電流的通斷)是根據電纜外面的溫度來完成的。根據室外氣象條件，調整電纜溫度設定值，電纜外面溫度圍繞溫度設定值在一定范圍內上下顛簸。在實驗歷程中，局部電纜加熱裝置全天在需要時舉行加熱，即當溫度低于設定值范圍下限時，電纜通電；當溫度高于設定值范圍上限時，電纜斷電。