1、十五、十五、VRVVRV系统及地面辐射采暖系统及地面辐射采暖 变制冷剂流量多分体空调系统的设计深变制冷剂流量多分体空调系统的设计深度和分工，设计单位应该做到：度和分工，设计单位应该做到：提出空调房间的夏季和冬季设计负荷；提出空调房间的夏季和冬季设计负荷；确定室内机和室外机的位置；确定室内机和室外机的位置；确定冷凝水管的管径和布置；确定冷凝水管的管径和布置；初步确定冷媒工质管的路由。初步确定冷媒工质管的路由。在设计说明中作下列文字表达：在设计说明中作下列文字表达：“请建设单位选定设备厂家，再请厂请建设单位选定设备厂家，再请厂家配合进行冷媒工质管道布管的细部设家配合进行冷媒工质管道布管的细部设计。
2、计。”可提出下列技术要求：可提出下列技术要求：“冷媒工质管道应采用半硬态紫铜管冷媒工质管道应采用半硬态紫铜管（T2T2或或TP2TP2），壁厚不小于），壁厚不小于A A类，除室内类，除室内机分液处可以有接头外，其他部位不应机分液处可以有接头外，其他部位不应有接头。有接头。”地面辐射采暖系统的设计深度：地面辐射采暖系统的设计深度：提出采暖设计负荷；提出采暖设计负荷；配置到分、集水器；配置到分、集水器；如热媒温度不匹配，应配置换热如热媒温度不匹配，应配置换热或混水设施；或混水设施；与其他专业协调预留构造层空间。与其他专业协调预留构造层空间。住宅家具对地面遮挡的有效面积住宅家具对地面遮挡的有效面积系
3、数系数房房间间名称名称主卧室主卧室次卧室次卧室起居起居厅厅书书房房地面地面积积（m m2 2）151520208 815152020505010101515家具遮家具遮挡挡率率（%）3535303040402525202015151515有效面有效面积积系系数数（%）6565707060607575808085858585注：注：1 1 面面积积小的房小的房间间遮遮挡挡率取大率取大值值；2 2 面面积积范范围围内可采用内插法确定系数。内可采用内插法确定系数。在设计说明中用下列文字表达：在设计说明中用下列文字表达：“地面辐射采暖的埋地管，可以地面辐射采暖的埋地管，可以采用采用PBPB、PE-XP
4、E-X、XPAPXPAP、PP-RPP-R、PE-PE-RTRT等塑料管或铜管。本设计提出采等塑料管或铜管。本设计提出采暖设计负荷并配置到分、集水器，暖设计负荷并配置到分、集水器，请建设单位选定管材和施工专业企请建设单位选定管材和施工专业企业后，再请施工专业企业配合进行业后，再请施工专业企业配合进行布管的细部设计。布管的细部设计。”低温热水地面辐射供暖的利弊得失低温热水地面辐射供暖的利弊得失 20002000年，我给国管局的基建部门讲了一次地年，我给国管局的基建部门讲了一次地面辐射供暖技术，因为我刚主持编制了国内第面辐射供暖技术，因为我刚主持编制了国内第一个地面辐射供暖技术规程一个地面辐射供暖
5、技术规程-北京市标准北京市标准DBJ/T DBJ/T 01-49-200001-49-2000低温热水地板辐射供暖应用技术低温热水地板辐射供暖应用技术规程规程。那次即席发言使得国管局原来准备采。那次即席发言使得国管局原来准备采用地面辐射供暖的住宅小区改用了散热器采暖，用地面辐射供暖的住宅小区改用了散热器采暖，可能主要是由于可能主要是由于“主要弊病主要弊病”中的第中的第6 6条，这个条，这个“软肋软肋”至今仍是许多开发建设单位采用地面至今仍是许多开发建设单位采用地面辐射供暖的主要顾忌。辐射供暖的主要顾忌。地面辐射供暖地面辐射供暖,无疑是热舒适度无疑是热舒适度最好的一种供暖方式。但不一定能最好的一
6、种供暖方式。但不一定能成为供暖方式的首先选择成为供暖方式的首先选择,更不是更不是唯一选择。这是因为任何一种供暖唯一选择。这是因为任何一种供暖方式，都会有其特定的优势和弊病方式，都会有其特定的优势和弊病,应根据具体工程条件应根据具体工程条件,将所采用供将所采用供暖方式的优势充分加以发挥暖方式的优势充分加以发挥,尽可尽可能减少其弊病。能减少其弊病。地面辐射供暖大致有以下的地面辐射供暖大致有以下的主要优点主要优点:1 1）与其它供暖方式相比有较高的舒适）与其它供暖方式相比有较高的舒适度度 垂直温度场分布比较均匀。垂直温度场分布比较均匀。距地距地0.1m0.1m与与1.7m1.7m的温差的温差距地距地
7、0.1m-1.7m0.1m-1.7m的温差平均值的温差平均值地面辐射供暖地面辐射供暖0.1 0.1 0.10.10 0 顶部辐射供暖顶部辐射供暖0.2 0.2 2.12.11.151.15散热器供暖散热器供暖0 0 1.81.80.90.9热风供暖热风供暖0.2 0.2 2.72.71.451.45在室温相同的条件下在室温相同的条件下,距地面距地面0.050.050.15m(0.15m(人体对冷暖的敏感部位人体对冷暖的敏感部位)高度的温高度的温度度,较对流供暖方式约高较对流供暖方式约高8 810,10,对人对人体生理有益。体生理有益。与对流供暖方式相比与对流供暖方式相比,空气对流减弱空气对流减
8、弱,有较好的空气洁净度。有较好的空气洁净度。房间热惰性较好。房间热惰性较好。平均辐射温度适当平均辐射温度适当,可减少人体辐射可减少人体辐射散热。散热。2 2）与其它供暖方式相比，较为）与其它供暖方式相比，较为节能节能和和可使用低可使用低品位热媒品位热媒 由于垂直温度分布的差别由于垂直温度分布的差别,有效区域内相同温有效区域内相同温度时度时,平均温度最低；由于可减少人体辐射散热平均温度最低；由于可减少人体辐射散热,与对流供暖方式相比与对流供暖方式相比,可取得可取得2 233的等效舒适的等效舒适温度。以上两项因素综合温度。以上两项因素综合,节能幅度约为节能幅度约为10102020。对于住宅，节能幅
9、度约为。对于住宅，节能幅度约为1010。地面辐射供暖可以使用（而散热器采暖无法合地面辐射供暖可以使用（而散热器采暖无法合理使用）低于理使用）低于4040的低品位热媒，对于采用地源的低品位热媒，对于采用地源热泵、空气源热泵或地热水梯级利用，是采暖末热泵、空气源热泵或地热水梯级利用，是采暖末端比较合理的选择。端比较合理的选择。3 3）有利于建筑装饰。）有利于建筑装饰。4 4）有利于实施分户热计量。）有利于实施分户热计量。5 5）有利于隔声和降低楼板撞击声。）有利于隔声和降低楼板撞击声。住宅设计规范住宅设计规范规定规定:楼板的计权标准楼板的计权标准化撞击声压级化撞击声压级,宜宜75dB75dB。一般
10、的地面构造。一般的地面构造层难以达到，只有地面辐射的构造层，才能层难以达到，只有地面辐射的构造层，才能达到。达到。6 6）有利于实施扩大应用塑料类管材的产业政）有利于实施扩大应用塑料类管材的产业政策。策。7 7）经济比较并不占劣势）经济比较并不占劣势 由于塑料类管材生产的发展和市场竞争由于塑料类管材生产的发展和市场竞争,地地暖的造价呈大幅度下降趋势暖的造价呈大幅度下降趋势,已从按建筑面积已从按建筑面积计的计的100100元元/m/m2 2,下降到下降到60607070元元/m/m2 2（甚至（甚至5050元元/m/m2 2以下）左右。以下）左右。目前目前,比较高档钢制散热器的价格约为比较高档钢
11、制散热器的价格约为0.80.81 1元元/W,/W,按分户热计量考虑户间传热因素，设计按分户热计量考虑户间传热因素，设计耗热量指标耗热量指标505060W/m60W/m2 2计算，约折合计算，约折合40406060元元/m/m2 2,加上温控阀、配件和管道加上温控阀、配件和管道,按建筑面积计按建筑面积计的造价的造价,已经不低于地面辐射供暖了。已经不低于地面辐射供暖了。地面辐射供暖大致有以下地面辐射供暖大致有以下主要弊病主要弊病:1 1）仅适合于建筑热工条件较佳的节能）仅适合于建筑热工条件较佳的节能住宅。不节能住宅地面温度超标，降住宅。不节能住宅地面温度超标，降低舒适度。低舒适度。2 2）需占用
12、空间高度至少）需占用空间高度至少80mm,80mm,与不设与不设置辐射供暖的室内其它空间会形成一置辐射供暖的室内其它空间会形成一定高差定高差,需增加地面荷载约需增加地面荷载约120kg/m120kg/m2 2。3 3）地面装修宜一次到位，二次装修时）地面装修宜一次到位，二次装修时,易被损坏。易被损坏。4 4）因对热媒温度和流量的要求不同）因对热媒温度和流量的要求不同,需设置单独热源系统。需设置单独热源系统。5 5）因热媒温差较小）因热媒温差较小,相应流量较大相应流量较大,热媒输送管道断面和输送能耗较散热热媒输送管道断面和输送能耗较散热器供暖系统器供暖系统,约增大一倍。约增大一倍。6 6）材料和
13、施工市场状况堪忧）材料和施工市场状况堪忧,施工、施工、调试和验收程序方面困难较多：开发调试和验收程序方面困难较多：开发建设单位片面追求低价位；施工单位建设单位片面追求低价位；施工单位的资质审查认定未制度化；材料是送的资质审查认定未制度化；材料是送检而非随机抽样；施工现场保护难以检而非随机抽样；施工现场保护难以实施；调试和验收难以按照规范的要实施；调试和验收难以按照规范的要求程序严格实施。求程序严格实施。7 7）技术原理和设计基础资料环节）技术原理和设计基础资料环节,仍仍处在认识过程中，滞后于应用。处在认识过程中，滞后于应用。北京市北京市低温热水地板辐射采暖应用技低温热水地板辐射采暖应用技术规程
14、术规程（DBJ016042000DBJ016042000）6.4.3 6.4.3 竣工验收应在通暖竣工验收应在通暖2424小时、停小时、停暖暖2424小时、再通暖小时、再通暖2424小时后进行。小时后进行。初次初次通暖应缓慢升温通暖应缓慢升温,先将热水温度控制在先将热水温度控制在25253030范围内运行范围内运行2424小时小时,以后再每以后再每隔隔2424小时升温小时升温5,5,直至达设计水温。直至达设计水温。地面辐射供暖技术规程地面辐射供暖技术规程（JGJ 142 2004JGJ 142 2004）6.5.5 6.5.5 初始加热时，热水升温应平缓，供水温初始加热时，热水升温应平缓，供水
15、温度应控制在比当时环境温度高度应控制在比当时环境温度高1010左右，且不左右，且不应高于应高于3232。并应连续运行。并应连续运行4848小时；以后每隔小时；以后每隔2424小时水温升高小时水温升高33，直至达到设计供水温度。，直至达到设计供水温度。在此温度下应对每组分水器、集水器连接的加在此温度下应对每组分水器、集水器连接的加热管逐路进行调节，直至达到设计要求。热管逐路进行调节，直至达到设计要求。十六、塑料类管材十六、塑料类管材及其正确应用及其正确应用 塑料管和输送热介质的塑料管种类塑料管和输送热介质的塑料管种类 塑料管应进行强度验算塑料管应进行强度验算 塑料管的选择计算（确定塑料管的选择计
16、算（确定S S系列或壁厚系列或壁厚e e）塑料管的许用设计应力塑料管的许用设计应力 关于最小管壁厚度关于最小管壁厚度 塑料类管材的设计选用程序塑料类管材的设计选用程序 关于铝塑复合管关于铝塑复合管 各种塑料管的比较各种塑料管的比较 塑料管和输送热介质的塑料管种类塑料管和输送热介质的塑料管种类建筑用建筑用塑料类管材塑料类管材PVC PVC 聚氯乙烯管聚氯乙烯管 PVC-C PVC-C 聚氯乙烯耐热管聚氯乙烯耐热管PE PE 聚乙烯管聚乙烯管 LDPE LDPE 低密度聚乙烯管低密度聚乙烯管 MDPE MDPE 中密度聚乙烯管中密度聚乙烯管 HDPE HDPE 高密度聚乙烯管高密度聚乙烯管 PE-
17、X PE-X 交联聚乙烯管交联聚乙烯管 PE-RT PE-RT 非交联热塑性聚乙烯管非交联热塑性聚乙烯管 PAP PAP 铝塑复合管铝塑复合管 XPAP XPAP 交联铝塑复合管交联铝塑复合管PP PP 聚丙烯管聚丙烯管 PP-H PP-H 均聚聚丙烯管（耐压较高，但易低温脆化）均聚聚丙烯管（耐压较高，但易低温脆化）4 4级级 2.90 2.90 MpaMpa，20/5020/50年年 6.25 6.25 MpaMpa。PP-B PP-B 嵌段共聚聚丙烯管（耐压低于嵌段共聚聚丙烯管（耐压低于PP-HPP-H）4 4级级 1.67 1.67 MPaMPa，20/5020/50年年 6.21 6.
18、21 MpaMpa。PP-R PP-R 无规共聚聚丙烯管无规共聚聚丙烯管 4 4级级 3.3 3.3 MPaMPa，20/5020/50年年 6.93 6.93 MpaMpa。（PP-CPP-C管，接近并略优于管，接近并略优于PP-BPP-B管）管）PB PB 聚丁烯管聚丁烯管 适合于输送适合于输送热介质热介质的塑料管的塑料管PVC-C PVC-C 聚氯乙烯耐热管聚氯乙烯耐热管PE-X PE-X 交联聚乙烯管交联聚乙烯管PE-RT PE-RT 非交联热塑性聚乙烯管非交联热塑性聚乙烯管PP-R PP-R 无规共聚聚丙烯管无规共聚聚丙烯管PB PB 聚丁烯管聚丁烯管XPAP XPAP 交联铝塑复合
19、管交联铝塑复合管 （PP-R PP-R 或或 PERT PERT 铝塑复合管）铝塑复合管）铝塑复合管的种类日益繁多，到目铝塑复合管的种类日益繁多，到目前为止，前为止，搭接焊式搭接焊式大致有大致有PAP-PAP-聚乙烯聚乙烯或无规共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯/铝铝/聚乙烯或无规聚乙烯或无规共聚聚丙烯（铝塑复合管），共聚聚丙烯（铝塑复合管），XPAP-XPAP-交联聚乙烯交联聚乙烯/铝合金铝合金/交联聚乙烯（交交联聚乙烯（交联铝塑复合管）；联铝塑复合管）；对接焊对接焊式有：式有：PAP1-PAP1-聚乙烯聚乙烯/铝铝/交联交联聚乙烯（一型铝塑管），聚乙烯（一型铝塑管），XPAP2-XPAP2-交联交
20、联聚乙烯聚乙烯/铝铝/交联聚乙烯（二型铝塑管），交联聚乙烯（二型铝塑管），PAP3-PAP3-聚乙烯聚乙烯/铝铝/聚乙烯（三型铝塑管）聚乙烯（三型铝塑管），PAP4-PAP4-聚乙烯聚乙烯/铝铝/聚乙烯（四型铝塑聚乙烯（四型铝塑管管-可用于输送燃气等气体可用于输送燃气等气体 ），），RPAP5-RPAP5-耐热聚乙烯耐热聚乙烯/铝铝/耐热聚乙烯耐热聚乙烯（五型铝塑管）。（五型铝塑管）。尽管各种铝塑复合管均称长期工作温尽管各种铝塑复合管均称长期工作温度可以达到度可以达到6060或以上，但是，由于长或以上，但是，由于长期工作温度这个概念比较模糊，期工作温度这个概念比较模糊，仍然只仍然只有采用交联聚
21、乙烯（有采用交联聚乙烯（PE-XPE-X）塑料、无规）塑料、无规共聚聚丙烯（共聚聚丙烯（PP-RPP-R）塑料和非交联耐热）塑料和非交联耐热聚乙烯（聚乙烯（PE-RTPE-RT）塑料的铝塑复合管，）塑料的铝塑复合管，才可以用于输送热介质。才可以用于输送热介质。采用塑料管应进行强度验算采用塑料管应进行强度验算 无论是金属管材还是塑料类管材，无论是金属管材还是塑料类管材，在内压作用下在内压作用下,管壁任意一点将产生管壁任意一点将产生三个方向的应力三个方向的应力,即即:轴向应力、径轴向应力、径向应力和环向应力向应力和环向应力,其中其中环向应力环向应力最最大，因此应按最不利条件的大，因此应按最不利条件
22、的环向应力环向应力进行分析。进行分析。管壁厚、管径、承受压力和管壁厚、管径、承受压力和环向应力环向应力之间的关系之间的关系,可用下式表示可用下式表示:上式中上式中:管材管材环向应力环向应力(MPaMPa)D D 管径管径 (mm)(mm)P P 管内压力管内压力 (MPaMPa)e e 管壁厚管壁厚 (mm)(mm)上式说明上式说明:1.1.应力应力与管内压力与管内压力P P成正比成正比,即许用应力越大可即许用应力越大可承压越大承压越大;反之反之,压力越大要求许用应力越大。压力越大要求许用应力越大。2.2.应力应力与管径与管径D D成成正比成成正比,即许用应力越大对应即许用应力越大对应的管径越
23、大的管径越大;反之反之,管径越大要求许用应力越大。管径越大要求许用应力越大。3.3.应力应力与管壁厚与管壁厚e e成反比成反比,即许用环向应力越大即许用环向应力越大对应的管壁厚越小对应的管壁厚越小;反之反之,管壁厚越小要求许用应管壁厚越小要求许用应力越大。力越大。显然，管材的许用设显然，管材的许用设计应力计应力D D，应该不小，应该不小于管材环向应力于管材环向应力,即即:D D 用以确定管壁厚度用以确定管壁厚度,可转可转换成以下形式换成以下形式:金金属属管管道道使使用用寿寿命命主主要要取取决决于于腐腐蚀蚀速速度度，使使用用温温度度对对许许用用应应力力影影响响不不大大。例例如如：1010号号钢钢
24、的的钢钢管管许许用用应应力力,在在较较大大的的温温度度幅幅度度范范围围内内变变化化不不大大，温温度度100100时时为为110.85MPa;110.85MPa;温温度度150150时时为为109.87MPa;109.87MPa;温温度度200200时时为为 103.99MPa103.99MPa。但但钢钢管管等等金金属属管管道道，要要考考虑虑焊焊缝缝因因素素和和腐腐蚀蚀裕裕量量,公公式成为式成为:暖通空调工程中习惯使用钢管，使用温度对暖通空调工程中习惯使用钢管，使用温度对许用设计应力影响不大。如近似取许用设计应许用设计应力影响不大。如近似取许用设计应力为力为100 100 MPaMPa，直径为，
25、直径为200 mm200 mm的钢管，工作压力的钢管，工作压力为为1.0 1.0 MPaMPa时，理论计算管壁厚度仅需时，理论计算管壁厚度仅需1mm1mm。暖。暖通空调系统工作压力一般很少超过通空调系统工作压力一般很少超过1.0 1.0 MPaMPa，可，可见钢管的管壁厚度，主要不是满足承受应力，见钢管的管壁厚度，主要不是满足承受应力，而是满足腐蚀因素的需要。因此，除在特殊高而是满足腐蚀因素的需要。因此，除在特殊高压条件下应用以外，一般无需进行强度验算。压条件下应用以外，一般无需进行强度验算。塑料管同金属管道力学特性的主要区别，是塑料管同金属管道力学特性的主要区别，是应力的变化规律不同。应力的
26、变化规律不同。温度作用对塑料类管材许用应力温度作用对塑料类管材许用应力的影响极的影响极大。大。使用寿命主要取决于不同使用温度使用寿命主要取决于不同使用温度对管材对管材的累积破坏作用的累积破坏作用,概略说概略说,温度每提高温度每提高10,10,使用寿命约缩短使用寿命约缩短 2.52.5倍倍,热作用使环应力逐步热作用使环应力逐步下降即发生管材的蠕变下降即发生管材的蠕变,以至不能满足使用压以至不能满足使用压力而破坏。（可见下图）力而破坏。（可见下图）从从PBPB管在不同温度下的等应变蠕管在不同温度下的等应变蠕变特性曲线可见变特性曲线可见:许用应力都会随许用应力都会随时间的推移而下降，特别是随作用时间
27、的推移而下降，特别是随作用温度的升高而急剧下降。显然，应温度的升高而急剧下降。显然，应按使用温度确定许用应力，据以计按使用温度确定许用应力，据以计算所需壁厚。算所需壁厚。因此，因此，采暖通风与空气调节设计采暖通风与空气调节设计规范规范3.4.113.4.11条条(强制性条文强制性条文)规定：规定：“地板辐射采暖加热管的材质和壁地板辐射采暖加热管的材质和壁厚，应按工程要求的使用寿命、累计厚，应按工程要求的使用寿命、累计使用时间以及系统的运行水温、工作使用时间以及系统的运行水温、工作压力等条件确定。压力等条件确定。”塑料管计算塑料管计算（确定（确定S S系列或壁厚系列或壁厚e e）塑料管不需要考虑
28、焊缝因素和腐蚀裕塑料管不需要考虑焊缝因素和腐蚀裕量量,故仍采用下式确定所需壁厚：故仍采用下式确定所需壁厚：强度计算用的管径强度计算用的管径D,D,对于钢管是对于钢管是指内径指内径,而对于塑料管而对于塑料管,是指中径是指中径,即即D DZ Z,D DZ ZD DE Ee,e,故应写作故应写作:塑料管强度计算，也常用下列形式塑料管强度计算，也常用下列形式:等式中的第一项等式中的第一项,是管材环应力与承压的比值是管材环应力与承压的比值,第二项只与管道尺寸有关。如果令其值为第二项只与管道尺寸有关。如果令其值为 S S,那那么么,S S 既是管材的尺寸系列既是管材的尺寸系列,又可在许用应力和又可在许用应
29、力和统工作压力既定条件下统工作压力既定条件下,便捷地计算和确定应选用便捷地计算和确定应选用的的S S系列系列,或不同管外径所需要的对应壁厚。或不同管外径所需要的对应壁厚。塑料类管道的值塑料类管道的值,是直径对壁是直径对壁厚的比值，由此可见：在管材许用厚的比值，由此可见：在管材许用应力确定后，值越小承压越高。应力确定后，值越小承压越高。塑料类管道划分为塑料类管道划分为 2 2，2.5,3.2,2.5,3.2,4.0,5.0,6.3,8.04.0,5.0,6.3,8.0和和1010共共8 8个系个系列，其中列，其中2 2和和1010两种系列一般无产两种系列一般无产品。品。塑料管常用范围的尺寸系列塑
30、料管常用范围的尺寸系列 公称公称外径外径D De e/mm/mm公称壁厚公称壁厚e en n/mm/mmS S8 8S S6.36.3S S5 5S S4 4S S3.23.2S S2.52.516161.31.31.31.31.51.51.81.82.22.22.72.720201.31.31.51.51.91.92.32.32.82.83.43.425251.51.51.91.92.32.32.82.83.53.54.24.232321.91.92.42.42.92.93.63.64.44.45.45.4欧洲还有一种塑料类管道划分系列欧洲还有一种塑料类管道划分系列的方法，即所谓标准尺寸比的
31、方法，即所谓标准尺寸比SDRSDR。塑料管的许用设计应力塑料管的许用设计应力 管材在全部使用期内管材在全部使用期内,不可能始终不可能始终是在同一温度作用条件下是在同一温度作用条件下,必然存在必然存在不同温度的时间分布。例如不同温度的时间分布。例如:供暖系供暖系统管材在非供暖期内温度会近似于室统管材在非供暖期内温度会近似于室温温,即使在供暖期内也会因质调节而即使在供暖期内也会因质调节而受不同温度作用。受不同温度作用。显然显然,各种塑料管对应于不同温各种塑料管对应于不同温度的等应变蠕变特性曲线，不能直度的等应变蠕变特性曲线，不能直接作为设计选用的依据，需要先按接作为设计选用的依据，需要先按不同使用
32、条件的温度作用频率，确不同使用条件的温度作用频率，确定使用条件分级。定使用条件分级。按照国际标准按照国际标准ISO/10508:1995ISO/10508:1995推荐的方推荐的方法法,对总设计使用周期为对总设计使用周期为5050年年,奥、德、奥、德、法地区典型使用条件的不同管材法地区典型使用条件的不同管材,统一划统一划分了使用条件分级。分了使用条件分级。根据各使用条件分级不同温度的综合热根据各使用条件分级不同温度的综合热作用，可按作用，可按 ISO13760ISO13760的的 MinerMiner,s s规则规则,计计算出各种塑料管确保算出各种塑料管确保5050年使用寿命的许用年使用寿命的
33、许用应力应力。使用条件等级使用条件等级正常操作温度正常操作温度 最大操作温度最大操作温度 异常温度异常温度典型应用范围典型应用范围(举例举例)时间时间 (Y)(Y)时间时间 (Y)(Y)时间时间 (h)(h)应力安全系数应力安全系数1.51.51.31.31.01.01 16060494980801 19595100100供供6060热水热水2 27070494980801 19595100100供供7070热水热水4 4404060602020202025252.52.570702.52.5100100100100地板辐射供热地板辐射供热5 5606080802020252510101414
34、90901 110010010010085/6085/60散热器散热器供暖供暖 使用条件分级不是硬性规定使用条件分级不是硬性规定,是按特定地区气候和典型使用条是按特定地区气候和典型使用条件计算所得的推荐性标准件计算所得的推荐性标准,因此因此 应按实际要求的使用寿命年限应按实际要求的使用寿命年限,并根据使用情况并根据使用情况,分析使用寿命年分析使用寿命年限内不同温度的频率，合理确定限内不同温度的频率，合理确定使用条件分级。使用条件分级。例如例如:北京地区一般低温热水地板北京地区一般低温热水地板辐射供暖工程辐射供暖工程,如按上述标准的如按上述标准的4 4级选级选用管材和确定管壁厚用管材和确定管壁厚
35、,即在共即在共5050年的总年的总使用周期中使用周期中,运行温度运行温度2020共历时共历时2.52.5年年,40,40共历时共历时2020年年,60,60共历时共历时2525年年,70,70共历时共历时2.52.5年年,100,100的意外的意外运行条件不超过共运行条件不超过共100100小时，显然是十小时，显然是十分安全可靠的。分安全可靠的。管材的许用设计应力管材的许用设计应力D D(MPa(MPa)使用条件使用条件分级分级1 12 24 45 52020PBPB5.185.185.045.045.465.46 4.31 4.3110.9210.92PE-XPE-X3.853.853.54
36、3.544.004.00 3.24 3.24 7.60 7.60NFPP-R NFPP-R 3.633.63 3.403.40 3.673.67 2.922.92 8.208.20 PP-RPP-R3.093.092.132.133.303.301.901.906.936.93PE-RTPE-RT管管3.063.062.152.153.343.342.022.027.367.36关于最小管壁厚度关于最小管壁厚度 北京市标准北京市标准低温热水地板辐射供暖应用技低温热水地板辐射供暖应用技术规程术规程（DBJ/T 01-49-2000DBJ/T 01-49-2000）的附录）的附录H H有如下有如下
37、提示：考虑到管材生产和施工过程可能产生的提示：考虑到管材生产和施工过程可能产生的缺陷，各类管材壁厚均不宜缺陷，各类管材壁厚均不宜1.7 mm1.7 mm。北京市试用图集北京市试用图集新建集中供暖住宅分户热新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集计量设计和施工试用图集的的C17-18C17-18有如下提有如下提示：考虑到管材生产和施工过程可能产生的缺示：考虑到管材生产和施工过程可能产生的缺陷，采用壁厚均不宜小于陷，采用壁厚均不宜小于2.0 mm2.0 mm。国家行业标准国家行业标准地面辐射供暖技术规程地面辐射供暖技术规程（JGJ 1422004JGJ 1422004）附录）附录B.1.4B.
38、1.4有如下提示：有如下提示：考虑施工及使用中的一些不利因素，为安全考虑施工及使用中的一些不利因素，为安全起见，塑料管材壁厚应适当加厚，可参照德国起见，塑料管材壁厚应适当加厚，可参照德国标准标准DIN 4726DIN 4726关于热水地面供暖用塑料管材的关于热水地面供暖用塑料管材的基本要求：对于管径基本要求：对于管径15 mm15 mm的管材壁厚不应的管材壁厚不应小于小于2.0 mm2.0 mm，对于管径，对于管径15 mm15 mm的管材壁厚不的管材壁厚不应小于应小于1.8 mm1.8 mm；需进行热熔焊接的管材，其壁；需进行热熔焊接的管材，其壁厚不得小于厚不得小于1.9 mm1.9 mm。
39、采用采用塑料管的设计选用程序塑料管的设计选用程序1 1 根据建设单位的意向初选管材。根据建设单位的意向初选管材。2 2 根据系统情况确定根据系统情况确定“使用条件分级使用条件分级”。3 3 得到所选管材的得到所选管材的“许用应力许用应力”。4 4 根据所在部位的根据所在部位的工作压力工作压力和许用应力，计和许用应力，计算确定管材的算确定管材的 S S系列或最小壁厚系列或最小壁厚。5 5 工程条件对最小壁厚的限制。工程条件对最小壁厚的限制。6 6 计算壁厚过大时是否需要改选其他管材。计算壁厚过大时是否需要改选其他管材。关于铝塑复合管关于铝塑复合管 铝塑复合管的定义是：以焊接（搭接焊或铝塑复合管的
40、定义是：以焊接（搭接焊或对接焊）铝管为中间层，内外层均为塑料，对接焊）铝管为中间层，内外层均为塑料，通过挤出成型复合成一体的管材。铝塑复合通过挤出成型复合成一体的管材。铝塑复合管是由塑料和铝材两种杨氏模量相差很大的管是由塑料和铝材两种杨氏模量相差很大的材料组成的多层管，在承受内压时，厚度方材料组成的多层管，在承受内压时，厚度方向的管环向应力分布是不等值的，无法考虑向的管环向应力分布是不等值的，无法考虑各种使用温度的累积作用，而且，每一种管各种使用温度的累积作用，而且，每一种管径只有一个壁厚，因此不能用径只有一个壁厚，因此不能用S S 值来选用管值来选用管材或确定管材的壁厚。材或确定管材的壁厚。
41、铝塑复合管的选用，大致有两种方法：铝塑复合管的选用，大致有两种方法：1 1）根据生产厂家提供的长期工作温度）根据生产厂家提供的长期工作温度和允许工作压力直接选择不同类别的铝和允许工作压力直接选择不同类别的铝塑管以及不同管径的单一壁厚；塑管以及不同管径的单一壁厚；2 2）近似根据相应单一塑料材料的许用）近似根据相应单一塑料材料的许用设计应力设计应力,仍用仍用S S 值来确定壁厚值来确定壁厚,并与不并与不同管径铝塑复合管的单一壁厚作比较同管径铝塑复合管的单一壁厚作比较,以确定是否可以满足要求。以以确定是否可以满足要求。以此方法选此方法选用为稳妥。用为稳妥。交联铝塑复合管交联铝塑复合管(XPAP)(
42、XPAP)只有对应于管径的一种壁厚：只有对应于管径的一种壁厚：10141014，12161216，16201620，20252025，26322632，32403240，41504150，51635163，60756075。可根据其壁厚，判断其能否满足可根据其壁厚，判断其能否满足工程要求。工程要求。各种塑料管的比较各种塑料管的比较 (1)(1)按许用应力排序。按许用应力排序。(2)(2)按市场价格排列。按市场价格排列。(3)(3)有效质量控制。有效质量控制。(4)(4)再生和热熔连接。再生和热熔连接。(5)(5)管材的氧渗透。管材的氧渗透。(6)(6)管材的纵向线膨胀。管材的纵向线膨胀。(7)
43、(7)耐低温性能。耐低温性能。1 1）按照许用设计应力排序。在相同的条）按照许用设计应力排序。在相同的条件下件下,各类管材的许用设计应力大致为以下各类管材的许用设计应力大致为以下排列顺序排列顺序:聚丁烯管聚丁烯管,交联聚乙烯管交联聚乙烯管,无规共无规共聚聚丙烯管、非交联耐热聚乙烯管。铝塑复聚聚丙烯管、非交联耐热聚乙烯管。铝塑复合管没有许用设计应力数值，如果按照交联合管没有许用设计应力数值，如果按照交联铝塑复合（铝塑复合（XPAPXPAP）管长期工作温度）管长期工作温度82 82 的的允许工作压力允许工作压力0.86 0.86 MPaMPa推算，公称外径推算，公称外径20 20 mmmm的管道许
44、用设计应力约为的管道许用设计应力约为4.30 4.30 MPaMPa，公称，公称外径外径25 mm25 mm的约为的约为4.30 4.30 MPaMPa，公称外径，公称外径32 mm32 mm的约为的约为4.58 4.58 MPaMPa，大体与聚丁烯管相近。，大体与聚丁烯管相近。2 2）按市场价格的高低排列）按市场价格的高低排列,大体上也是上述顺序。许大体上也是上述顺序。许用设计应力较低的管材具有价格方面的优势。工程应用设计应力较低的管材具有价格方面的优势。工程应用中，并非一定要选用许用设计应力高的管材。例如，用中，并非一定要选用许用设计应力高的管材。例如，散热器系统的热源为户式燃气热水炉时，
45、工作压力不散热器系统的热源为户式燃气热水炉时，工作压力不会超过会超过0.3 0.3 MPaMPa，如采用聚丁烯管，如采用聚丁烯管，S S=D/D/p p =4.31=4.31 MPa/0.3 MPa/0.3 MPaMPa=14.37=14.37，按照强度计算可以采用，按照强度计算可以采用S S8 8系列；系列；如果采用无规共聚聚丙烯管，如果采用无规共聚聚丙烯管，S S=D/D/p p =1.90=1.90 MPa/0.3 MPa/0.3 MPaMPa=6.33=6.33，按照强度计算可以采用，按照强度计算可以采用S S6.36.3系系列。但根据最小壁厚要求，管材宜优于列。但根据最小壁厚要求，管
46、材宜优于S S5 5系列。价格系列。价格较高的聚丁烯管就显得大材小用了。较高的聚丁烯管就显得大材小用了。3 3）有效质量控制。据塑料工业业内）有效质量控制。据塑料工业业内人士分析人士分析,聚丁烯管、无规共聚聚丙聚丁烯管、无规共聚聚丙烯管、非交联耐热聚乙烯管主要通烯管、非交联耐热聚乙烯管主要通过原料的成份和品质实现较可靠的过原料的成份和品质实现较可靠的质量控制。而交联聚乙烯管和交联质量控制。而交联聚乙烯管和交联铝塑复合管铝塑复合管,除原料成份和品质外除原料成份和品质外,其交联工艺对质量控制也至关重要其交联工艺对质量控制也至关重要,正是交联工艺这一重要环节正是交联工艺这一重要环节,使许多使许多该类
47、管材的质量失控。该类管材的质量失控。4)4)聚丁烯、无规共聚聚丙烯、非交聚丁烯、无规共聚聚丙烯、非交联耐热聚乙烯的施工剩余材料，可联耐热聚乙烯的施工剩余材料，可以再生利用以再生利用,对环保有利。这几种管对环保有利。这几种管材还可采用材还可采用热熔连接热熔连接工艺工艺,不但可以不但可以节省昂贵的连接配件，而且可以在节省昂贵的连接配件，而且可以在特定条件下使用。特定条件下使用。5)5)氧渗透氧渗透问题。系统采用钢制散热问题。系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时器等易腐蚀构件时,聚丁烯管、交联聚丁烯管、交联聚乙烯管、无规共聚聚丙烯管和非聚乙烯管、无规共聚聚丙烯管和非交联耐热聚乙烯管宜有阻氧层交联耐热聚乙
48、烯管宜有阻氧层,以有以有效防止渗入氧而加速对系统和散热效防止渗入氧而加速对系统和散热器的氧化腐蚀。铝塑复合管中间层器的氧化腐蚀。铝塑复合管中间层为增强铝管为增强铝管,可有效阻隔氧的渗透。可有效阻隔氧的渗透。6 6）管材的纵向线膨胀问题）管材的纵向线膨胀问题 钢管的线膨胀系数为钢管的线膨胀系数为 0.012 mm/m0.012 mm/mK K，交联铝塑复合管交联铝塑复合管 0.0250.025 聚丁烯管聚丁烯管 0.1300.130 无规共聚聚丙烯管无规共聚聚丙烯管 0.1800.180 交联聚乙烯管交联聚乙烯管 0.2000.200 由由于于较较大大的的纵纵向向膨膨胀胀，使使管管道道受受热热后
49、后变变形形严严重重，因因此此不不适适合合于于明明装装。而而埋埋设设于于混混凝凝土土垫垫层层内内的的管管道道纵纵向向膨膨胀胀受受限限，会会转转化化为为内内应应力力，故故在在强强度计算时需有适量安全系数。度计算时需有适量安全系数。管道受热后纵向膨胀形成的管道受热后纵向膨胀形成的膨胀力膨胀力，是线，是线膨胀系数、管材的弹性模量和管道截面积的膨胀系数、管材的弹性模量和管道截面积的乘积。乘积。线膨胀系数大的管材受热作用会有较大的线膨胀系数大的管材受热作用会有较大的热长。但塑料类管材的弹性模量远小于钢管，热长。但塑料类管材的弹性模量远小于钢管，钢管的弹性模量为钢管的弹性模量为20.620.610103 3
50、kN/cmkN/cm2 2,而例如而例如PP-RPP-R管，在管，在2020时仅为时仅为80kN/cm80kN/cm2 2（NFPP-RNFPP-R管管65kN/cm65kN/cm2 2），），9595时又降低为时又降低为25 kN/cm25 kN/cm2 2。因此，在管道截面积相同时，塑料类管材的因此，在管道截面积相同时，塑料类管材的膨胀力会远小于钢管。膨胀力会远小于钢管。塑料类管材的纵向膨胀特性，则应在敷设方塑料类管材的纵向膨胀特性，则应在敷设方式上有所考虑。塑料类管材在地面内埋设时纵式上有所考虑。塑料类管材在地面内埋设时纵向膨胀受限，会转化为内应力，在管道强度计向膨胀受限，会转化为内应力
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