塑料类管材应用于住宅热介质管道的若干问题

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　　例如：对于北京地区一般低温热水地板辐射供暖工程，如按上述标准的4级选用管材和确定管壁厚，即在共50年的总使用周期中，运行温度20℃共历时2.5年，40℃共历时20年，60℃共历时25年，70℃共历时2.5年，100℃的意外运行条件不超过共100小时，显然是十分安全可靠的。

　　5、散热器供暖系统使用条件分级的合理确定散热器供暖系统的运行水温高于地板辐射供暖，分户热计量户内系统将管道埋设在地面垫层内时，由于缺乏适宜的标准，北京市《集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》中，只能提出对管材的性能指标要求和选择计算，应按不低于“使用条件分级”的5级。所谓5级是指：

　　在50年的总使用寿命周期内，运行温度20℃共历时14年，60℃共历时25年，80℃共历时10年，最高运行温度90℃共历时1年（平均每年仅约7天），100℃的意外运行条件不超过共100小时。这种使用条件级别，反映了欧洲供暖期长和热媒温度低的特点，适合于热媒温度60-80℃、不高于90℃的运行工况。我国的具体条件与此有较大差异，对于通常热媒设计供水温度95℃的系统显然并不适合。“使用条件分级”的5级，约只适合北京地区热媒设计温度85/60℃的系统。因此，认为只要采用塑料类管材就可万无一失的认识是盲目的，在多种技术条件不能确保时，会留有许多隐患。

　　最近，北京市建筑设计研究院根据北京地区的气象资料，针对热媒设计供水温度95℃的系统，提出了“使用条件分级”5A级的一组数据，较“使用条件分级”的5级，由于降低了各类塑料类管材的许用应力，在相同管径和压力下较需选用较大壁厚，按此计算，有些管材在较高压力的系统中，因无较大壁厚而不能采用。

　　由于采暖期的长短不同，各地区会有较大的差别，不同的地区应经深入计算论证，提出当地的设计选用数据。为确保安全，在认真进行强度验算的基础上，要留有适度裕量。

　　在确定当地设计选用数据时，还宜考虑以下有利和不利因素：

　　有利因素是，由于各种原因系统实际配置的散热面积，均不同程度地偏大于理论所需散热面积，因此实际运行水温，均可低于设计水温，例如：对于设计水温95/70℃的系统，当偏大10％时，运行水温约可为90/65℃，当偏大20％时，运行水温约可为85/60℃，当偏大30％时，运行水温约可为82.5/57.5℃，当偏大40％时，运行水温约可为80/55℃。这是经理论推算和运行实践所证明的。

　　一般系统的散热面积置，均会偏大20％-30％。

　　不利因素是，目前的供暖期标准明显偏低，逐步延长供暖期，会是必然趋势，因此应考虑要能适应今后较长供暖期的热作用。

　　各种塑料类管材的比较

　　可从以下几个方面进行各类管材的比较。

　　（1）许用应力排序。在相同的使用条件分级和有效使用寿命条件下，各类管材的许用应力，大致为以下排列顺序：交联铝塑复合管，聚丁烯管，交联聚乙烯管，无规共聚聚丙烯管。

　　（2）按市场价格的高低排列，正好大体上也是上述顺序。并非一定要选用许用应力高的管材，例如：实际使用寿命不需50年、或使用温度较低、或工作压力较低，就有可能选择许用设计应力较小的管材。

　　（3）关键还是各类管材的有效质量控制。据塑料工业业内人士分析，聚丁烯管和无规共聚聚丙烯管的质量， 主要通过原料的成份和品质控制。而交联聚乙烯管和交联铝塑复合管，除原料成份和品质外，其交联工艺对质量控制至关重要，正是交联工艺这一重要环节，使许多该类管材的质量失控。

　　（4）聚丁烯管和无规共聚聚丙烯管，是可以再生的材料，对环保较为有利。这两种管材还可采用热熔接的连接工艺，节省昂贵的连接配件。

　　（5）管材的氧渗透的问题，也应有所考虑， 与其它采暖系统共用同一集中热源水系统、且其它供暖系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时，聚丁烯管、交联聚乙烯管和无规共聚聚丙烯管，宜有阻氧层，以有效防止渗入氧而加速对系统的氧化腐蚀。而交联铝塑复合管的中间层为增强铝管，可有效阻隔氧的渗透。

　　（6）管材的纵向线膨胀问题，对于热管道应予以注意。钢管的线膨胀系数为0.012 mm/m.K，塑料类管材线膨胀系数的概略值，按从小到大排列如下：

　　交联铝塑复合管 　　0.025

　　聚丁烯管　　　　　 0.130

　　无规共聚聚丙烯管　 0.180

　　交联聚乙烯管 　　　0.200

　　由于较大的纵向膨胀，使管道受热后变形严重，因此不适合于明装。而埋设于混凝土垫层内的管道纵向膨胀受限，会转化为内应力，故在强度计算时需有适量安全系数。

　　（7）耐低温性能问题，无规共聚聚丙烯管在﹣10℃环境条件下，会发生低温脆化，易在运输过程中损坏，而其它管材的脆化温度，可低达﹣70℃。

　　因此， 应根据工程的耐用年限要求、使用条件等级、热媒温度和工作压力、系统水质要求、材料供应条件、施工技术条件和投资费用等因素， 经综合比较合理选择采用管材。

张锡虎

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