GB50736-2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》中要求,5.9.5 供暖管道熱膨脹及補償。強制性條文。
供暖系統的管道由于熱媒溫度變化而引起熱膨脹,不但要考慮干管的熱膨脹,也要考慮立管的熱膨脹,這個問題重視。
在可能的情況下,利用管道的自然彎曲補償是簡單易行的,如果自然補償不能滿足要求,則應根據不同情況通過計算選型設置補償器。管道伸縮器對供暖管道進行熱補償與固定,一般應符合下列要求:
1、水平干管或總立管固定支架的布置,要保證分支干管接點處的大位移量不大于40mm;連接散熱器的立管,要保證管道分支接點由管道伸縮引起的大位移量不大于20mm;無分支管接點的管段,間距要保證伸縮量不大于補償器或自然補償所能吸收的大補償率;
2、計算管道膨脹量時,管道的安裝溫度應按冬季環境溫度考慮,一般可取0℃-5℃;
3、供暖系統供回水管道應充分利用自然補償的可能\'性;當利用管道的自然補償不能滿足要求時,應設置補償器。采用自然補償時,常用的有L 形或Z 形兩種形式;采用補償器時,要優先采用方形補償器;
4、確定固定點的位置時,要考慮安裝固定支架(與建筑物連接)的可行性;
5、垂直雙管系統及跨越管與立管同軸的單管系統的散熱器立管,當連接散熱器立管的長度小于20m 時,可在立管中間設固定卡;長度大于20m 時,應采取補償措施;
6、采用套筒補償器或波紋管補償器時,需設置導向支架;當管徑大于等于DN50 時,應進行固定支架的推力計算,驗算支架的強度;
7、戶內長度大于10m 的供回水立管與水平干管相連接時,以及供回水支管與立管相連接處,應設置2~3 個過渡彎頭或彎管,避免采用"T" 形直接連接。
熱力管道的熱伸長量通常按下式計算:Δx=α(t1-t2)L
其中:Δx—— 管道的熱伸長量,mm; α —— 鋼管的線膨脹系數,mm/(m ℃), t1 —— 管內介質溫度,℃,管內介質指蒸汽、熱水、過熱水等; t2 —— 管道安裝時的溫度,℃, L —— 管道計算長度,m。
計算管道熱伸長量,是為了確定補償器的所需補償量,或驗算管道因熱伸長而產生的壓縮應力,所以對于管道的熱伸長量應計算其大值,即取冷態安裝條件的低溫度和熱態運行條件的高溫度之間的大溫差。
由于管網安裝的氣候條件差異很大,因此t2不應有統一的取值,應根據當時的氣候條件和施工環境,確定適當的管道安裝溫度。
1、固定支架是暖通空調中經常用到的一種支架,它在系統中起固定和支撐管道的作用,一般由設計人員根據需要設定具體位置,各種規范中規定較少,補償器用于吸收管道因溫度增高引起膨脹造成的長度增大。有“г”型、“Z”型的自然補償器和方形、套筒、波紋管補償器等多種形式,設計人設計時依據伸縮量、管徑等條件選用??墒乾F在許多設計人員對此不重視,或漏畫,或胡亂對付,位置和數量都沒有經過仔細推敲,不甚合理,根據筆者經驗,總結了一套在室內95/70℃熱水采暖系統設計中快速設置固定支架和補償器的方法,結合示例詳述如下,望能起到拋磚引玉的作用。
2、設計計算系統中固定支架的設置應在管徑計算完畢之后,此時系統管道的布置已經完成,系統每一段的管徑已經計算確定,固定支架可以開始布置。
2.1 、計算管道熱伸長量
△X=0.012(t1-t2)L ……
其中:△ X——管道的熱伸長量,mm;
t1——熱媒溫度,℃,
t2——管道安裝時的溫度, ℃,一般按-5℃計算.
L——計算管道長度m;
0.012——鋼鐵的線膨脹系數,mm/m·℃
按t1=95℃簡化得:
△X=1.2L ……
2.2、確定可以不裝補償器和應用“г”型、“Z”型管段自然補償的管段
對于本文所述系統由固定點起,允許不裝補償器的直管段大長度民用建筑為33m,工業建筑為42m。(管道伸長量分別為40mm和50mm)。實際設計時一般每段臂長不大于20~30m,不小于2m。在自然補償兩臂頂端設置固定支架?!哀浴毙脱a償器一般用于DN150以下管道;大允許距離與管徑關系見表1?!癦” 型補償器可以看做兩個“г”型補償器。
表1 г”型補償器大允許距離
2.3、確定不能進行自然補償部分管道的熱伸長量,并根據計算結果設置補償器
能進行自然補償部分管道確定了,其余部分就是應該設置補償器的部分。計算這部分伸長量,如果較長要設置多個補償器,應注意均勻設置;并在兩個補償器中間設置固定支架。選擇時注意套筒補償器容易漏水漏氣,適合安裝在地溝內,不適宜安裝在建筑物上部;波紋管補償器能力大耐腐蝕,但造價高并且需要設置導向支架;方形補償器需要的安裝空間較大,但運行可靠應用廣泛。設計時可以根據工程具體情況選用。