【摘要】通過對不同采暖管網(wǎng)敷設(shè)方式的比較,選出適合于民用建筑室外采暖管網(wǎng)的敷設(shè)方式。并對直埋保溫管道的選擇、埋設(shè)方式及管道補償方式等進行了介紹與分析。提出了設(shè)計中的注意事項,以滿足規(guī)范要求,并延長采暖管網(wǎng)的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】采暖管網(wǎng);直埋敷設(shè);補償方式;設(shè)計優(yōu)化
0、前言
在民用建筑室外采暖管網(wǎng)的敷設(shè)工程中,常用的敷設(shè)方式有室外架空敷設(shè)、地溝敷設(shè)、及直埋敷設(shè)三種敷設(shè)方式。由于地溝敷設(shè)使用建筑材料較多,工程量大,工期長,且容易與供水、排水管道、電纜等交叉,會給施工帶來很大難度。而且,地溝敷設(shè)采暖管道常用的保溫材料如巖棉、礦棉等材料防水性能較差。這些保溫材料在地溝內(nèi)經(jīng)水浸泡后,降低了保溫效果,運行維修量大,鋼管處于濕熱環(huán)境中,縮短了管道的使用壽命。因此,現(xiàn)在的敷設(shè)方式多采用室外架空敷設(shè)與直埋敷設(shè)。
1、民用建筑室外采暖管網(wǎng)敷設(shè)方式的選擇
對民用建筑的采暖管網(wǎng)來說,一般是由熱源接至小區(qū)換熱站進行二次換熱。從而達(dá)到供暖要求。室外架空敷設(shè)會給采暖管網(wǎng)的操作、檢修維護帶來方便,與直埋敷設(shè)方式相比,環(huán)境的腐蝕性較弱,因此室外架空管道的使用壽命會長于直埋敷設(shè)的管網(wǎng)。但同樣,采用室外架空敷設(shè)時,由于要做支架等支撐設(shè)施,因此,會導(dǎo)致相應(yīng)的投資成本增加,同時,在小區(qū)內(nèi)部敷設(shè)架空管道,會對整個小區(qū)美觀度產(chǎn)生影響。且由于民用建筑室外人流量較大,而采暖管網(wǎng)屬于高溫管道。對居民的安全來說,存在一定隱患。因此,現(xiàn)在除了一些老居民區(qū)之外,民用建筑室外采暖管網(wǎng)一般均采用直埋敷設(shè)方式進行敷設(shè)。采暖管網(wǎng)直埋敷設(shè)技術(shù)通過近幾十年的發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。采暖管網(wǎng)直埋敷設(shè)相比其他敷設(shè)方式來說,工程造價較低,熱損小。由于是采用預(yù)制直埋保溫管,因此管道使用壽命較長,絕緣性能好,占地少,施工快。綜上所述,在民用建筑室外采暖管網(wǎng)的設(shè)計過程中,采用直埋敷設(shè)技術(shù)是相對來說比較好的一種選擇。既保證了小區(qū)居民的安全,又不影響小區(qū)的美觀度,同時降低了投資成本?傊,民用建筑室外采暖管網(wǎng)使用直埋敷設(shè),和其他敷設(shè)方式相比,有很大的優(yōu)越性,因此,這種技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于工程上,并在實踐中不斷得到完善與發(fā)展。
2、采暖管網(wǎng)直埋敷設(shè)的方法
通過近幾十年技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備的改良,現(xiàn)在直埋管道的敷設(shè)方式主要有無補償直埋敷設(shè)和有補償直埋敷設(shè)。有償敷設(shè)可以用于各種供熱系統(tǒng),而無償敷設(shè)是有一些限制性條件的。下面對采暖管網(wǎng)的有償直埋敷設(shè)和無補償直埋敷設(shè)進行比較。
2.1從管道工程施工和成本看,采暖管網(wǎng)無補償敷設(shè)的安裝速度更快,且成本較低。但從工程造價方面來看,采暖管網(wǎng)無補償敷設(shè)對施工質(zhì)量的要求較高,對現(xiàn)場設(shè)備的要求交多。
2.2在設(shè)計方法上,無補償敷設(shè)的設(shè)計方法采用盈利分類法對管道進行應(yīng)力分析和計算。分析由不同特性的荷載產(chǎn)生的應(yīng)力以及應(yīng)力對管道的影響。此類計算應(yīng)分別采用彈性分析理論和疲勞分析理論進行分析計算,因此相對于采暖管網(wǎng)有償敷設(shè)方式來說,計算更為復(fù)雜。而采暖管網(wǎng)有償敷設(shè)方式則是采用彈性分析理論方法對管道進行應(yīng)力計算,不需要分別計算各種應(yīng)力的作用,只需要計算綜合應(yīng)力對管道的影響即可。
2.3在采暖管網(wǎng)的安裝形式上,采暖管網(wǎng)無補償敷設(shè)方式可分為冷安裝和預(yù)應(yīng)力安裝兩類。采暖管網(wǎng)有補償直埋敷設(shè),顧名思義,即是在管網(wǎng)中有補償器。而形成有補償管段的補償裝置可以是:管道敷設(shè)時自然形成的彎管,有L形補償器、Z形補償器、方形補償器等形式。在選擇采暖管網(wǎng)的敷設(shè)方式時,要根據(jù)供熱介質(zhì)的參數(shù)以及施工現(xiàn)場等情況選擇合適的敷設(shè)方式。如對于設(shè)計供水溫度較高的管網(wǎng),當(dāng)不設(shè)置補償器或補償彎管時。整個采暖管網(wǎng)很難滿足無償敷設(shè)的強度條件和穩(wěn)定性條件。但是,采暖管網(wǎng)采用有償敷設(shè)時,又增加了投資成本,且補償器位置處容易泄露,給采暖管網(wǎng)的運行和檢修工作帶來很大的不便。因此,根據(jù)項目的具體情況,選擇合適的敷設(shè)方式非常重要。
2.4從施工方面看。采暖管網(wǎng)無補償敷設(shè)對施工隊伍的要求較高,且要求具有一定的專業(yè)設(shè)備,但無補償敷設(shè)的管網(wǎng)不用做固定支架,也不用考慮補償器的敷設(shè)工作,因此施工安裝簡單方便,可以有效縮短施工周期。而采暖管網(wǎng)有補償敷設(shè),則需要在現(xiàn)場刻意制造管道的補償裝置,如刻意制造彎管及增加直埋管道補償器、固定支架等,而在管道做壓力試驗的時候,也要考慮到直埋補償器的影響,因此有償敷設(shè)增加了施工方的工作量,但有償敷設(shè)對施工方的設(shè)備要求不高。
3、室外采暖管網(wǎng)采用直埋敷設(shè)的計算問題
采暖管網(wǎng)直埋敷設(shè)在設(shè)計的過程中,要嚴(yán)格計算管道應(yīng)力對管道安全和管道壽命的影響。在設(shè)計過程中,要嚴(yán)格按照《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》(CJJ34-2010)和
《城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T81-2013)進行計算確定。如有條件,則可以用專門的應(yīng)力計算軟件,來對整個采暖管網(wǎng)體系進行整體計算。確保設(shè)計的準(zhǔn)確性。也能保證管網(wǎng)以后的正常使用,并延長采暖管網(wǎng)的使用壽命。同時,在支管附近,需要計算支管對于主管的應(yīng)力,如有必要,需要在主管上靠近支管位置增設(shè)固定支架。以保證管道運行安全。
4、民用建筑室外采暖管道材料的選擇
直埋供熱管道既可以在工廠進行保溫運抵現(xiàn)場,也可以在施工現(xiàn)場進行保溫。但使用工廠預(yù)制的直埋保溫管道,可以確保直埋保溫管道的保溫層質(zhì)量。而在施工現(xiàn)場只需進行管道接頭的焊接,以及接頭處的保溫工作即可。可以提高施工速度,縮短建設(shè)周期。直埋保溫管道敷設(shè)技術(shù)經(jīng)過多年的不斷改進與完善,直埋保溫管道的使用也已經(jīng)比較成熟,現(xiàn)在使用較多的是高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管。其中,保溫層的吸水性不到10%,且抗壓強度≥0.3MPa,導(dǎo)熱系數(shù)≤0.033W/(mk)提高了管道的使用穩(wěn)定性。
5、采暖管網(wǎng)設(shè)計和施工中其他需要注意的事項
5.1要盡量采取措施吸收管道的熱伸長。在布置管網(wǎng)時,當(dāng)采用有償直埋敷設(shè)時,可多采用自然補償,減少使用直埋補償器。增加管網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。
5.2要選用具有較高施工技術(shù)和有相應(yīng)資質(zhì)的施工單位。焊工必須具備相應(yīng)的資格證,同時在焊接完成后,要對焊口進行嚴(yán)格的強度和嚴(yán)密性試驗,特別是在有償敷設(shè)中對補償器和管道的接口進行嚴(yán)格的水壓試驗。管道試壓完畢后,方可進行接口發(fā)泡處理,要注意保證鋼管及高密度聚乙烯外套管表面潔凈及干燥
5.3設(shè)計中,要對整個廠區(qū)進行良好的規(guī)劃,不允許在管網(wǎng)投入運行后重新開口接出支管。這樣會破壞管道的保溫層和保護層,減少管道的使用壽命。同時在施工程序安排上,盡量放到其他專業(yè)管道后施工,以保證管道施工的連續(xù)性和完整性。
5.4回填土要分層夯實;靥钔恋馁|(zhì)量對于管線的安全運行非常重要,尤其是設(shè)固定墩和一次性補償器的管線更為重要,一定要給予重視。同時,管頂覆土必須有足夠的厚度,并進行夯實,否則管道受熱后容易向上拱起從而造成變形。
6、結(jié)論
綜合上述,民用建筑室外管網(wǎng)的敷設(shè)方案,從管網(wǎng)施工、運行、檢修、投資、工期等方面綜合考慮,采暖管網(wǎng)直埋敷設(shè)是較為合理的布置方案。隨著直埋敷設(shè)技術(shù)的不斷改進和施工設(shè)備的不斷改良,對于民用建筑室外采暖管網(wǎng)的敷設(shè),一定會不斷地有新技術(shù)和新方法出現(xiàn)。但是,不可否認(rèn)的是,現(xiàn)在的敷設(shè)方法對設(shè)計人員的計算要求和施工人員的施工技術(shù)的要求比較高,因此,相關(guān)設(shè)計工作者和施工方也應(yīng)積極研究,不斷創(chuàng)新,力求實現(xiàn)采暖管網(wǎng)敷設(shè)的新突破。
參考文獻:
[1]張連軍.有關(guān)采暖管道外網(wǎng)直埋敷設(shè)問題的思考[J].科技向?qū)В?012.
[2]陳曉.淺談設(shè)計工作對工程項目的影響[J].山西建筑,2010.