随着新建住宅分户热计量的推广应用,采暖管地埋成为时尚。“一户一表”的分户独立系统,户内系统管道,有布置本层顶板下、布置在本层地面上或镶嵌于踢脚板内和布置在本层地面下垫层内的几种方式。综合各地的试点方案,在建筑层高受限和居住者对装饰要求日趋高档的情况下,布置在地面下垫层内的方式,较易被接受,已成为主流的布置方式。
布置在地面下垫层内的管道,不论采用下供下回双管式、水平串联单管跨越式或放射双管式(或称“章鱼式”)的配管方式,都要求管道有较长的使用寿命、较小的垫层厚度和较为简便的安装方法,并避免在垫层内有连接管件,因此不宜采用钢管,只能采用塑料类管材。
另一种在地面垫层内敷设管道的是地板辐射供暖。低温热水地板辐射供暖方式形成的较合理的室内温度场分布和等效热效应,不仅比传统的散热器对流供暖方式有较好的舒适度,还可节约热能约10%左右。相对于铸铁散热器或其他散热器加罩等陈旧的供暖设施,地板辐射供暖更能适应居住者对于建筑装饰的要求。此外,还由于需在楼板基底上铺设保温层,可部分减少分户热计量时户与户之间的热传递量,并可改善楼板的隔声和降低撞击声。而低温热水地板辐射供暖的加热管,也应采用塑料类管材。
目前适合于输送热介质的塑料类管材,较为可靠的有以下四种:
(1)交联铝塑复合管。内层和外层为密度>0.94g/cm3的聚乙烯或乙烯共聚物、中间层为增强铝管、层间用热熔胶紧密粘合为一体的管材。用作输送热水时,内外层应为交联聚乙烯,称为交联铝塑复合管,通常以XPAP标记。
(2)聚丁烯管。由聚丁烯-1树脂添加适量助剂,经挤出成型的热塑性管材,称为聚丁烯管,通常以PB标记。
(3)交联聚乙烯管。以密度>0.94g/cm3的聚乙烯或乙烯共聚物,添加适量助剂,通过化学的或物理的方法,使其线型的大分子交联成三维网状的大分子结构,由此种材料制成的管材,称为交联聚乙烯管,通常以PE-X标记。
(4)无规共聚聚丙管。以炳烯和适量乙烯的无规共聚物,添加适量助剂,经挤出成型的热塑性管材,称为无规共聚聚丙烯管,通常以PP-R标记。
面对这几种管材,设计时如何做出正确的选择呢?下面对各种塑料类管材进行比较。
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极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,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,主要通过原料的成分和品质控制。而交联聚乙烯管和交联铝塑复合管,除原料成分和品质外,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,是可以再生的生料,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,与其他采暖系统共用同一集中热源水系统,且其他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0.012mm/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,而其他管材的脆化温度,可低达-70℃。
从以上比较可以看出没有哪一种管材是十全十美的。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。
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