对直埋式保温管在室外供热管网中的探讨

对直埋式保温管在室外供热管网中的探讨

杨风理

杨风理

西宁城达供热有限责任公司810000

摘要：在厂区或建设小区室外供热管道的敷设中，最常见的是地沟内架设管道如补偿器方式a伍我厂近几年来由于工艺要求采用直埋式保温管施工方式，在实际应用过程中在节能效果、经济效益、保养维修、工期等方面收到了良好的效果。

关键词：管道热膨胀；直埋保温管；回填土

传统的供热管道敷设方式，是将管道敷设在专用的地沟里。这种方式耗用太量的建筑材料、工程量大、工期长、与其它专业交叉作业多，尤其在有限的竖向空间上需占很大的位置，给室外管网的综合工作带来许多棘手的问题，并且每年都要投人大量的人力、物力和财力进行保养维修。因此，供热管道的有沟敷设在经济、耗能及保证工期等方面，都存在着很大的弊端。而直埋式保温管刚好弥补了有沟敷设的诸多缺陷．它刚一问世便被广泛应用到工程上，并在实践中不断得到改进和完善，显示出了生命力。

前言

目前建筑小区的供暖工程大都采用了低温热水（95qc一70℃）作热媒，这种低温热水系统在连续侠热的条件下，温差变化小且变化速度平缓．工作压力低。管道产生的温度应力小，这为直埋式保温管的普及应用及进行无补偿撤设，提供了极为有利的条件。众所周知，管道热胀冷缩是正常的物理现象。敷设在地沟里时．它可以向自由端伸缩．用补偿器进行调节，可是直接埋在土壤里，情况就大不相同，管道四周被土壤嵌同着。怎样才能解决这个问题昵?通过实践有以下两点体会：

1、管道遇热要伸长、移位

管道遇热不让它伸长、移位，如何做到这一点。联想刊在制做钢结构构件时，为使零散的型钢部件在短时间内焊成一个钢构架整体．采用固定胎具将各参焊的零部件固定、卡死，不使其有变形的余地。这固定、卡紧的胎具对钢构架整体所施加的压力，一定要大于钢构架自身因热胀冷缩所产生的温度应力，强迫钢构架服从胎具的管制，待冷却、定型后再卸压。于是。可将该原理用到对保温管的直埋敷设上来，管道好比钢构架，庞大的大地好比那胎具。管道直埋时，它的上下左右都被土“挤”住，管壁（壳）接触土壤产生摩擦，当摩擦力大于或等于热伸长的轴向应力时。可达到平衡，特别是由于夸管和分支管道的存在，使这种力平衡更加稳定。留存在管壁内的轴向应力只要不超过管极的屈服极限，就不会破坏管道的正常工作，从而使管道的元补偿直埋敷设成为可能。对此，需要做些切实的工作：

（1）加强管道连接部位焊口焊接强度，接口的清理、加工、对口、焊接等各道工序，都要严格符合焊接技术规范；焊工应具备焊接压力容器的资格证；焊完之后要对焊口进行严格的强度试验和气密性试验，试验标准根据使用要求确定。建筑小区采暖管道的强度试验压力建议不小于1．6h呐，恒压半小时以上。

（2）管顶覆土必须有足够的厚度，并进行夯实。回填土的厚度和密实度要有保证，否则管道受热后就要向上隆起变形。圊填土的最小厚度，与保温管壳的外径及土壤的容重等因索有关，需要通过计算确定。实践表明。管道Dg《帅时，其管顶最小覆土厚度应取为1．om；当100≤Dg≤0呻，其最小覆土厚度应取1．2m。

（3）关于“回填土”应根据实际情况选择填法。但大多数人都主张白管底下150一至管顶以上200啪的范围内都回填细砂。其原因在于：一是，砂子可以保护管壳不受尖硬物的冲击破坏；二是．砂于松散度好，容易使管壳与土壤接触并保持密实，增大它们之间的摩擦力。

管道热胀冷缩后，在土壤里必然要做往复运动，从而在管壳外围形成空隙，管道与土壤问的摩擦力就要降低。通过实验，回填土采用不同方式时，摩擦力的大小是不同的。填砂子，它们的摩擦力变化幅度不大，管道往复运动几次摩擦力下降不多。这是因为砂子容易挤跑，也容易复原，但是管子初次移动时产生的摩擦力较小。而回填垒密实土，随填随夯，管子移动几次后，土质的塑性作用使缝隙增大，摩擦力降低较多。但有个特殊情况值得注意：那就是在全密实土壤中管子初次移动时的摩擦力很高，大约相当于填砂的一倍半。

对于供热管线很长，热媒不是低温水而是高压蒸汽或高温水的场合．由于温变较大，温度应力变化频繁，采用回填细砂是完全必要的。但回填密实土、管子初次移动时摩擦力很大这一特征，可能对一些地区的低温热水采暖系统有着特殊的意义。在哈市光宇蓄电池有限公司厂区低温水供热管网施工时，对施工现场的土质进行了化验，发现其属亚粘土，带有砂性，易成粉末。因而我们在施工中投有采用回填细砂的做法，而是直接回填当地原土，边回填边夯实，第一次回填500mm深，以后每次回填300Ⅱ朋，回填一次用蛙式电夯夯打三遗。直至沟顶，使其密实度达到95％以上，有效地提高了管予初次移动时的摩擦力．使土壤全力抑制热伸长位移。此外，所以这样徽还因为该地区的供热特点是：每年秋后开始供热，中间不中断，一直到第二年春季才停热。较大的温度改变一年只发生一次，即使偶尔中途停热也是局部的、短暂的，兼之有保温壳，短暂停热不可能使温度立即降下来，因此管道不会因温度变化、往复移动几次而使摩擦力下降，等到第二年供热停止后．土壤与管壳之问产生了缝隙，这不要紧，可以借助自然条件消除它。每年夏秋季至少会下两场透雨，一下透雨土壤的密实度就会恢复，也就是说，摩擦力又可以恢复到一个高值。该小区供热管网两年运行的实践证明，采取直接回填亚粘土是可行的。

2、减少管道热伸长。并采取措摊攫冲它伸长的力量

（1）在布置营网时，结合实际情况尽量缩短直线管段的长度，多布置一些自然弯管，使温度应力分散。

（2）在施工过程中，对瞥网的干线做预热处理（应在水压试验合格后进行）。加热方式可根据条件选择。一般热媒采用热水较好。利用循环水泵逐渐升温，当加热至中点温度50±5℃（取安装温度5℃与热媒的供水温度95℃的温变中点）时要保持恒温，此时应观察预热管段的端部膨胀伸长情况，当其位移值达到设计计算值时，立刻组织人力对管槽进行全面回填；与此同时，把阀门两侧及其它位置的固定支架．全部固定、焊死．待土填至管顶以上500IIⅡn开始打夯，此时，可停止预热及恒温工作。但回填土直至填满前不能中断。恒温时问一般需2—4小时。通过以上预热处理，将管道固定在已预伸长1，2膨胀量的状态，这样可使以后发生意外变形的位移值控制在另外1，2膨胀量的范围内，有利于管网的安全工作，减少管网遭受破坏的潜在因素。

（3）所有的弯管，均应接设计要求进行预制，必须采用煨制弯或冲压弯头，禁用焊接弯头。

（4）在Dg≥50的阀门两侧（不包括进户管的阀门）应设置有固定支架的小室，将阀门保护起来。支架的材料用槽钢，以抵挡轴向推力。

（5）在长度超过6Dm的直线管段上，如有分支管接出来时，应在三通附近设置固定支架．固定支架应设在未分支前的干管一侧，其它部位一般不设支架。

（6）直埋式保温管敷设到人户小室处为止，在井内将保温管端封严．入户小室另一侧距建筑物很近，按常规暖沟施工，与室内地沟衔接。

直埋式保温管敷设技术近几年在我厂的采暖管网施工中得到很好的应用，它的优点主要表现在：施工工期短，节约修建室外地沟的费用，节约波纹管补偿器或其它补偿方式的资金，降低能量损耗，且在实际运行管理中运行安全可靠，减少维修量和保养量。就拿2002年我厂外网施工为例，把外网施工直埋保温管与室外地沟内管道安装作一下经济比较{管网热水温度95qc，管径DN200，管线长2‰，砖砌扣盖板地沟，经工程决算，两种施工方法工程投资费用相差16，3万元。可见在有条件的情况下，我们如果采用直埋式保温管技术来代替室外地沟管件安装，在收到同样运行效果的弼时还能获得良好的经济效果。

结束语

对外保温复台墙体。无论采用哪种计算单元，最终的结果都不会相差根大；但在阳台悬挑扳处，热桥附加热效应还是很大的，考虑阳台板影响的外墙平均传热系数与其主断面传热系数相比．相差20％一30％。对内保温复合墙体，带山墙单元外墙平均传热系数变化不大（主要是由于山墙的存在），且其值与相应主断面传热系数相差约为0．20W，（m2?K）；中间不带山墙单元墙体平均传热系数与相应主断面传热系数相差0．04W，（m2?K）．其热桥附加热效应也是很大的。

参考文献：

[1]赵立华．建筑热桥分折[D】．哈尔演：哈尔摈建筑大学，19％

[2]扬瞢勤．民用建筑节能设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版牡。1盼7