北方地区建筑给排水设施寒冷季节保温防冻措施探讨.pdf

北方地区建筑给排水设施寒冷季节保温防冻措施探讨吴相杰连捷李祥峰（青岛腾远设计事务所有限公司，青岛２６６０７１）摘要建筑给排水设施在寒冷季节保温防冻意义重大。计算分析得出仅通过增加保温层厚度无法满足管道设备防冻问题，必要时需设置电伴热保温防冻，并从工程实际出发，列举了几个系统局部保温防冻的典型案例，如给水系统、消防系统、排水系统、特殊部位等，进而提出了管道设备保温应注意的问题。关键词冻裂爆管保温防冻防冻栓自限温电伴热保温材料干式消火栓预作用系统近年来接连出现罕见的低温雨雪天气给我国Ｚ———保持不结冻的时间，ｈ；寒冷地区的生活带来了诸多不便，室内给排水管Ｇ１———单位长度内水的质量，ｋｇ／ｍ；道设备冻裂爆管现象时有发生，给人民群众的生Ｃ１———水的比热容，按４．１８６ｋＪ／（ｋｇ·℃）计；活造成不必要的经济损失与麻烦，建筑给排水专Ｇ２———单位长度管道的质量，ｋｇ／ｍ；业的管道设备保温防冻成了一项重要工作。极端Ｃ２———管道材料的比热容，钢材、铸铁按０．４８０恶劣的寒冷天气是导致给排水管道设施冻结冻裂ｋＪ／（ｋｇ·℃）计；的罪魁祸首，这就需要我们在工程安装过程中采ｔ１———管内水温，℃；取预防和保护措施，以最大可能降低管道设备冻ｔ０———周围环境温度，℃；裂爆管现象的发生。ｔ４———水的终温，按０℃计；———管道保温层外表面到周围空气的放热阻１管道设备冻裂爆管原因分析Ｒ１力，·／，见表。文献［１］第３．５．２５条：敷设在有可能结冻的ｍ℃Ｗ１表１管道保温层外表面到周围空气的放热阻力房间、地下室及管井、管沟等处的给水管道应有防公称直径／冻措施。文献［２］第１．２３条关于给水管道遗漏防ｍｍ５０６５８０１００１２５１５０２００放热阻力Ｒ１／ｍ·℃／Ｗ０．２００．１８０．１６０．１５０．１３０．１００．０９冻措施提出了两条改进措施：①一般采用电伴热笔者以青岛为例，参照当地的最冷月平均气象参保温防冻；②只有在短时有结冻可能（或供水保持数（无人居住且无供暖设施的室内环境温度取，常流），且管径较大的给水管可采用防冻保温做－５℃管内水温在内由降至），采用超细玻法，绝热层厚度应由计算确定。１２ｈ４℃０℃璃棉保温（λ＝０．０４１），不同管径镀锌钢管所需保温为了防止环境温度低于０℃的时段管内结冻，文层厚度计算见表２。献［３］给出了金属管道保温层厚度的计算公式：表２不同管径镀锌钢管所需保温层厚度３．６ＫＺ烄－Ｒ１烌ｄ＋２δ（）公称直径／ｍｍ５０６５８０１００１２５１５０２００ｌｎ＝２πλ烅ｔ１－ｔ０烍１ｄ（）Ｇ１Ｃ１＋Ｇ２Ｃ２ｌｎ烆ｔ４－ｔ０烎保温厚度／ｍｍ２２３１０３７０４２．３３０．３２３．３１６式中ｄ———管道外径，ｍ；由上可得，保温层厚度与金属管道外径成反比，δ———保温层厚度，ｍ；也即管道公称直径越小，就越容易冻结，需要的保温λ———选用保温材料的导热系数，Ｗ／（ｍ·℃）；层就越厚，反之则需要的保温层越薄。通过表２可Ｋ———支、吊架影响修正系数，一般室内管道见管径小于ＤＮ８０时保温层厚度急剧增加，仅仅通Ｋ＝１．２，室外管道Ｋ＝１．２５；过增加保温层厚度来解决防冻问题，一来安全系数８８给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２０１２降低且不经济，二来设备管线安装会影响层高且不美观，这与文献［２］的第２条改进措施基本吻合。这种情况下，就需要通过设置电伴热保温防冻，具体做法参见文献［４］，此处不再赘述。２给排水系统保温防冻案例２．１给水系统防冻２．１．１新建住宅楼自管井入户管道防冻考虑到建筑的美观和降低工程造价，新建住宅的给水入户管一般经管井内水表后下返沿楼板面层图２管井给水管道放空防冻做法敷设到每户，给水管道须与暖管相间布置，或者敷设式泄空防冻。由于泄水井一般较深，人工操作很不在暖管之下的保温层内，利用供暖管道的辐射热伴方便，笔者建议采用市场上的新出现的防冻阀产品：热保温，做法见图１所示。立管防冻栓，将防冻阀延长杆延伸至成品阀门箱底部，通过上阀体的开关灵活控制下阀体，使用原理：用水时上阀体开启→下阀体泄水口关闭，供水主管与通水管联通→通水管充水；防冻时上阀体关闭→下阀体泄水口开启，供水主管与通水管切断→通水管放水泄空，见图３所示。２．１．３太阳能热水设施防冻太阳能作为清洁低碳的能源，在政府的大力推广和支持下逐步得到广泛的应用。寒冷地区太阳能生活热水系统的防冻建议采取以下措施：（１）逆循环防冻，无日照的寒冷结冻期间，将贮热水箱的热水返回集热器做定时定温逆循环。（２）循环工质采用乙二醇、丙三醇等防冻液，间接换热制备热水。（３）电伴热保温防冻，仅适应于管路保温防冻。２．２消火栓系统防冻２．２．１干式消火栓系统文献［５］第８．４．２条第９款：严寒和寒冷地区图１利用供暖管道的辐射热伴热保温经管井内水表后下返的立管设置三通引至下层非采暖的厂房（仓库）及其他建筑的室内消火栓系