热水管道管材及布置敷设
一、热水管材
6.8.1:热水系统采用的管材和管件,应符合国家现行标准的有关规定。管道的工作压力和工作温度不得大于国家现行标准规定的许用工作压力和工作温度。(管道与管件宜为相同材质)
6.8.2:热水管道应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材,可采用薄壁不锈钢管、薄壁铜管、塑料热水管、复合热水管等(与冷水不同,热水的管材选择是有顺序的,详见条文说明;此外由于热水管道会采取补偿管道热胀冷缩的措施,所以高层建筑可以采用塑料热水管)。当采用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时,应符合下列规定:
1.管道的工作压力应按相应温度下的许用工作压力选择;
2.设备机房内的管道不应采用塑料热水管(并非钢塑复合管)。
条文说明:
本条对热水系统选用管材作了规定。本条推荐作为热水管道的管材排列顺序为薄壁不锈钢管、薄壁铜管、塑料热水管、塑料和金属复合热水管等。
当选用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时,本条还作了下述规定:
1.管道的工作压力应按相应温度下的许用工作压力选择。塑料管材不同于钢管,能承受的压力受温度的影响很大。管内介质温度升高则其承受的压力骤降,因此,必须按相应介质温度下所需承受的工作压力来选择管材。
2.设备机房内的管道不应采用塑料热水管。设备机房内的管道安装维修时,可能要经常碰撞,有时可能还要站人,一般塑料管材质脆怕撞击,所以不应用作机房的连接管道。
二、热水管道布置敷设
1、一般规定
6.8.13:塑料热水管宜暗设,明设时立管宜布置在不受撞击处。当不能避免时,应在管外采取保护措施。
条文说明:
为适应建筑装修的要求,“塑料热水管宜暗设”。塑料热水管材材质较脆,怕撞击、怕紫外线照射,且其刚度(硬度)较差,因此不宜明装。对于外径小于或等于25mm的聚丁烯管、改性聚丙烯管、交联聚乙烯管等柔性管一般可以将管道直埋在建筑垫层内,但不允许将管道直接埋在钢筋混凝土结构墙板内。埋在垫层内的管道不应有接头。外径大于或等于32mm的塑料热水管可敷设在管井或吊顶内。
6.8.16:热水管穿越建筑物墙壁、楼板和基础处应设置金属套管,穿越屋面及地下室外墙时应设置金属防水套管。(保护构筑物和用户,并非保护管道)
条文说明:
热水管道穿越楼板时应加套管是为了防止管道膨胀伸缩移动造成管外壁四周出现缝隙,引起上层漏水至下层的事故。一般套管内径应比通过热水管的外径大2号~3号,中间填不燃烧材料再用沥青油膏之类的软密封防水填料灌平。套管高出地面应大于或等于50mm。
6.8.4:配水干管和立管最高点应设置排气装置。系统最低点应设置泄水装置。
条文说明:
在热水系统中,由于热水在管道内不断析出气体(溶解氧及二氧化碳),会使管内积气,如不及时排除,不但阻碍管道内的水流还加速管道内壁的腐蚀。为了使热水供应系统能正常运行,应在热水管道积聚空气的地方装自动放气阀。
在热水系统的最低点设泄水装置是为了放空系统中的水,以便维修。如在系统的最低处有配水点时,则可利用最低配水点泄水而不另设泄水装置。
6.8.12:热水(供、回水)横干管的敷设坡度上行下给式系统不宜小于0.005,下行上给式系统不宜小于0.003。(设坡度以便于排气装置排气)
条文说明:
据调查,在上行下给式的系统中管道的腐蚀比较严重。管道的腐蚀与系统中不及时排除空气有关。因此上行下给式系统供、回水横干管的坡度宜大于等于0.005,下行上给式系统的最高配水点有可能长时间不用,气体就由回水立管带到横干管中而引起管道腐蚀,故下行上给式系统供回水横干管也宜设大于或等于0.003的坡度。
6.8.5:下行上给式系统回水立管可在最高配水点以下与配水立管连接(《建水标准实施指南》:可在最高配水点以下约0.5m处于配水立管连接,避免回水立管的顶端形成气塞从而影响热水的循环)。上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。
2、伸缩量计算
6.8.17:热水管道的敷设应按本标准第3.6节中(同冷水)有关条款执行。
6.8.3:热水管道系统应采取补偿管道热胀冷缩的措施。
条文说明:
热水管道因受热膨胀会产生伸长,如管道无自由伸缩的余地,则使管道内承受超过管道所许可的内应力,致使管道弯曲甚至破裂,并对管道两端固定支架产生很大推力。为了减释管道在膨胀时的内应力,设计时应尽量利用管道的自然转弯,当直线管段较长不能依靠自然补偿来解决膨胀伸长量时,应设置伸缩器。铜管、不锈钢管及塑料管的膨胀系数均不相同,设计计算中应分别按不同管材在管道上合理布置伸缩器。
措施:①自然补偿(弯头、乙字弯);②固定支撑;③伸缩器。
热水立管与横管连接时,为避免管道伸缩应力破坏管道,应采用乙字弯的连接方式。
立管与干管的连接处,立管应加弯头以补偿立管的伸缩应力,其接管方法如下:
(取自《全国民用建筑工程设计技术措施(给水排水)》6.15.1.3)
有关热水管道伸缩的计算
自然补偿是利用管道敷设自然形成的L型或Z型弯曲管段,来补偿管道的温度变形。当直线管段较长,不能依靠自然补偿作用时,需要每隔一定距离设置伸缩器来补偿管道伸缩量。
①管道热伸缩长度,可按下式计算:
△𝐿=𝜕∙𝐿∙△𝑇
△𝐿——自固定支撑点起管道的伸缩长度(mm);
𝜕——管道线膨胀系数[mm/(m·℃)];
𝐿——直线管段长度(m);
△𝑇——计算温差(℃),取管内水的最大温差。
注:△𝑇取热水温度-冷水温度,因为即使是全日制集中热水系统也一定会遇到检修等情况,检修时管内水温就变为冷水了,即考虑事故工况下,最大温差为热水温度-冷水温度。或者换句话说,我们设计肯定要考虑最不利工况,不能热水系统一旦检修,管路就会出现因管道伸缩量变大而损坏的情况。
常用管材的线膨胀系数𝜕值[mm/(m·℃)]
②自然补偿
热水管道应尽量利用自然补偿,即利用管道敷设的自然弯曲、折转等吸收补偿管道的温度变形,见下图,在直线距离较短、转向多的室内管段上可采用这种技术措施。弯曲两侧管段的长度(L)不宜大于下表中的数值。
不同管材弯曲两侧管段的允许长度
塑料热水管的线膨胀系数大,敷设热水管道时必须重视补偿伸缩的问题。
塑料热水管利用弯曲进行自然补偿时,管道支撑间距不宜小于最小自由臂长度,见下图。最小自由臂长度可按下式计算:
𝐿z——最小自由臂长度(mm);
𝐾——材料比例系数,见下表;
𝐷e——计算管段的公称外径(mm);
△𝐿——自固定支撑点起管道的伸缩长度(mm)。(由△𝐿=𝜕∙𝐿∙△𝑇计算得到)
利用管材本身允许的变形量解决温度引起的伸缩量,直线管段最大固定支承(固定支架)间距必须满足下表要求:
当①塑料管直线管段的长度(固定支架间距)大于上表中的数据,②铜管、不锈钢管与衬塑钢管的直线管段长度(固定支架间距)大于20m时,应设伸缩器解决管道的伸缩量,伸缩器的补偿量要不小于固定支撑间的热伸缩长度ΔL。
3、公共浴室管道布置与敷设
6.3.7.5:公共浴室淋浴器出水水温应稳定,并宜采取下列措施:
(1)采用开式热水供应系统;
(2)给水额定流量较大的用水设备的管道应与淋浴配水管道分开;
(3)多于3个(>3个)淋浴器的配水管道宜布置成环形;
(4)成组淋浴器的配水管的沿程水头损失,①当淋浴器少于或等于6个时(≤6个),可采用每米不大于300Pa;②当淋浴器多于6个时(>6个),可采用每米不大于350Pa;③配水管不宜变径,且其最小管径不得小于25mm;
(5)公共淋浴室宜采用单管热水供应系统或采用带定温混合阀的双管热水供应系统,单管热水供应系统应采取保证热水水温稳定的技术措施(具体采用何种供水形式,详见条文说明)。当采用公共浴池沐浴时,应设循环水处理系统及消毒设备。
条文说明:
本款是为了保证公共浴室中淋浴器的水温水压稳定而作出的规定。
1)此项规定推荐采用开式热水供应系统,水压稳定,不受给水管网水压变化影响;便于调节冷热水混合装置的出水温度,避免水压高,造成淋浴器实际出水量大于设计水量,既浪费水量,又造成贮热水罐容积不够用而影响使用。
2)此项规定是为了避免因浴盆、浴池、洗涤池等用水量大的卫生器具间断使用时,引起淋浴器管网的压力变化过大,以致造成淋浴器出水温度不稳定。
3)此项规定是为了在较多的淋浴器之间启闭阀门变化时减少相互影响,要求配水管布置成环状。
4)此项规定是为了使淋浴器在使用调节时不致造成管道内水头有明显的变化,影响淋浴器的使用。
5)此项规定主要是为了从根本上解决淋浴器出水温度忽高忽低难于调节的问题,达到方便使用、节约用水的目的。①由于单管热水供应系统出水温度不能随使用者的习惯自行调节,故不宜用于淋浴时间较长的公共浴室。②而对于工业企业生活间的淋浴室,由于工作人员下班后淋浴的目的是冲洗汗水、灰尘,淋浴时间较短,采用这种单管供水方式较适宜。③对于桑拿间、健身房等公共浴室,一般使用者对水温要求差别大,用水时间较分散,宜采用带定温混合阀的双管热水供应系统,它比单管系统使用灵活、舒适。
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