【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(bǔ)償方式等進(jìn)行了介紹與分析。提出了設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，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(bǔ)償方式；設(shè)計(jì)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(yùn)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(jìn)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(hù)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(shí)，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(shí)，在小區(qū)內(nèi)部敷設(shè)架空管道，會對整個(gè)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(jìn)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(jià)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(jì)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(shí)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(shí)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(bǔ)償直埋敷設(shè)和有補(bǔ)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(bǔ)償直埋敷設(shè)進(jìn)行比較。
2.1從管道工程施工和成本看，采暖管網(wǎng)無補(bǔ)償敷設(shè)的安裝速度更快，且成本較低。但從工程造價(jià)方面來看，采暖管網(wǎng)無補(bǔ)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(jì)方法上，無補(bǔ)償敷設(shè)的設(shè)計(jì)方法采用盈利分類法對管道進(jìn)行應(yīng)力分析和計(jì)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(jì)算應(yīng)分別采用彈性分析理論和疲勞分析理論進(jìn)行分析計(jì)算，因此相對于采暖管網(wǎng)有償敷設(shè)方式來說，計(jì)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(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，不需要分別計(jì)算各種應(yīng)力的作用，只需要計(jì)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(bǔ)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(bǔ)償直埋敷設(shè)，顧名思義，即是在管網(wǎng)中有補(bǔ)償器。而形成有補(bǔ)償管段的補(bǔ)償裝置可以是：管道敷設(shè)時(shí)自然形成的彎管，有L形補(bǔ)償器、Z形補(bǔ)償器、方形補(bǔ)償器等形式。在選擇采暖管網(wǎng)的敷設(shè)方式時(shí)，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(jì)供水溫度較高的管網(wǎng)，當(dāng)不設(shè)置補(bǔ)償器或補(bǔ)償彎管時(shí)。整個(gè)采暖管網(wǎng)很難滿足無償敷設(shè)的強(qiáng)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(shí)，又增加了投資成本，且補(bǔ)償器位置處容易泄露，給采暖管網(wǎng)的運(yùn)行和檢修工作帶來很大的不便。因此，根據(jù)項(xiàng)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(bǔ)償敷設(shè)對施工隊(duì)伍的要求較高，且要求具有一定的專業(yè)設(shè)備，但無補(bǔ)償敷設(shè)的管網(wǎng)不用做固定支架，也不用考慮補(bǔ)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(bǔ)償敷設(shè)，則需要在現(xiàn)場刻意制造管道的補(bǔ)償裝置，如刻意制造彎管及增加直埋管道補(bǔ)償器、固定支架等，而在管道做壓力試驗(yàn)的時(shí)候，也要考慮到直埋補(bǔ)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(jì)算問題
采暖管網(wǎng)直埋敷設(shè)在設(shè)計(jì)的過程中，要嚴(yán)格計(jì)算管道應(yīng)力對管道安全和管道壽命的影響。在設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格按照《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)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(jìn)行計(jì)算確定。如有條件，則可以用專門的應(yīng)力計(jì)算軟件，來對整個(gè)采暖管網(wǎng)體系進(jìn)行整體計(jì)算。確保設(shè)計(jì)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(shí)，在支管附近，需要計(jì)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(yùn)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(jìn)行保溫運(yùn)抵現(xiàn)場，也可以在施工現(xiàn)場進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(hù)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(qiáng)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(jì)和施工中其他需要注意的事項(xiàng)
5.1要盡量采取措施吸收管道的熱伸長。在布置管網(wǎng)時(shí)，當(dāng)采用有償直埋敷設(shè)時(shí)，可多采用自然補(bǔ)償，減少使用直埋補(bǔ)償器。增加管網(wǎng)運(yùn)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(shí)在焊接完成后，要對焊口進(jìn)行嚴(yán)格的強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)，特別是在有償敷設(shè)中對補(bǔ)償器和管道的接口進(jìn)行嚴(yán)格的水壓試驗(yàn)。管道試壓完畢后，方可進(jìn)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(jì)中，要對整個(gè)廠區(qū)進(jìn)行良好的規(guī)劃，不允許在管網(wǎng)投入運(yùn)行后重新開口接出支管。這樣會破壞管道的保溫層和保護(hù)層，減少管道的使用壽命。同時(shí)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(shí)。回填土的質(zhì)量對于管線的安全運(yùn)行非常重要，尤其是設(shè)固定墩和一次性補(bǔ)償器的管線更為重要，一定要給予重視。同時(shí)，管頂覆土必須有足夠的厚度，并進(jìn)行夯實(shí)，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(yùn)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(jìn)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(jì)人員的計(jì)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(jì)工作者和施工方也應(yīng)積極研究，不斷創(chuàng)新，力求實(shí)現(xiàn)采暖管網(wǎng)敷設(shè)的新突破。
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