简述直埋热水供热管道敷设方式的比较

供热管网敷设方式的对比分析摘要：供热管网是集中供热系统中工程量最大、投资最多、施工任务最重、综合影响因素最多的一个环节，选择合理的敷设方式对管网设计及节能具有重要意义。

该文对管网的不同敷设方式进行对比分析，并计算不同方式敷设方式的管道热损失。

关键词：供热管网敷设方式管道热损失1 管网的主要敷设方式集中供热系统供热管网敷设形式分为地上敷设和地下敷设两种。

其中以地下敷设为主，主要方式有直埋敷设和地沟敷设，地上敷设主要为架空敷设。

直埋敷设是指将热力管道直接敷设于土壤中，是目前供热系统中应用最多的一种敷设方式，工程中直埋敷设的管道一般选用聚氨酯预制直埋保温管。

地沟敷设是将热力管道敷设在围护结构内，利用围护结构来承受外界的荷载，并防止水腐蚀热力管道的保温材料。

架空敷设是在地面上，利用支架或支墩来敷设热力管线的一种方式。

2 不同敷设方式需要注意的问题分析2.1 直埋敷设直埋敷设管道选择热力管线路由力求短直，尽量靠近热负荷相对集中的位置，管道要尽量利用自然补偿，通过合理选择固定支架的位置来减少固定支架的推力，从而减少管网的危险点及初投资。

直埋敷设的管道为了减少摩擦力，管道周围需要进行填沙，填沙量不小于200?mm。

2.2 地沟敷设尽量避免其他管道与热力管道同沟敷设，如特殊情况下热力管道与其他管道同沟敷设时，要做好其他管道的保温。

通行地沟应设置通风，使地沟内温度不超过40?℃，并按照规范要求设置事故人孔。

当采用地沟型预制保温管道时，地沟内支架处管道的保温需要做特殊处理，做好地沟的防水工作。

3 不同敷设方式优缺点对比分析不同敷设方式优缺点对比分析表见表1，通过对比表中各种敷设方式的优缺点，可以看出直埋敷设无论从施工工程量，还是管网的建设投资都是最优选择方案。

4 直埋敷设与地沟敷设管道热损失计算热源在输送过程中，很大一部分热量损耗在于管道的散热损失，因此在选择管网的敷设方式时，管道的热损失是重要的参考因素。

目前城市集中供热系统中以直埋敷设和地沟敷设为主要方式，因此本文以直埋和地沟敷设的管道为计算对象，分析两种敷设方式的管道热损失情况。

（一）管道敷设的方式1、室外管道的敷设室外管道一般的敷设方式有两种即架空敷设和埋地敷设，埋地敷设又分为直埋敷设和管沟敷设。

a）管道架空敷设将管道敷设于地面上的独立支架、桁架以及建筑物的墙壁上的方式就是架空敷设。

架空敷设适用于地下水位较高，地下土质差，年降雨量大，或地下管线较多以及采用地下敷设而需大量开挖土石方的地方。

架空敷设所用的支架按材料分为砖砌体、毛石砌体、钢筋混凝土预制或现场浇注、钢结构、木结构等类型。

按支架的高低可分为低支架、中支架和高支架三种敷设类型。

管道架空敷设的施工工序：按设计图纸放线定位-管道支架施工-按设计要求安装支架上的支座-吊装管道-管道与管件的连接-管道压力实验-气密性实验-实验合格后除表面锈迹、刷防锈漆、面漆、保温。

b）管道直埋敷设直埋敷设是将管道直接埋地的一种敷设方式，在室外管道工程中常用。

管道直埋施工程序是：测量-打桩-放线-挖管沟-垫层处理-下管前管道装配-防腐-下管-连接-管道压力实验-气密性实验-实验合格后对接口进行防腐处理-管沟回填。

c）管道管沟敷设管沟敷设是将管道敷设于地面下的混凝土或砖（石）砌筑而成的地沟内。

按人在地沟内通行情况可分为不通行地沟、半通行地沟和通行地沟三种形式。

管道管沟埋设施工程序是：除与管道直埋施工的相同点之外，管沟及管沟内的管道支架都是由土建施工完成的。

2、室内管道的敷设根据建筑物的用途和对美观的要求不同，室内管道敷设可分为明装和暗装两种形式。

管道沿墙、梁、柱及楼板暴露敷设称为明装。

明装具有施工、维修方便、造价低、但室内不美观等特点，适用于要求不高的民用及公共建筑、工业建筑等。

管道布置在管道竖井、吊顶、墙上的预留管槽内部隐藏设置称为暗装。

暗装具有室内美观、但造价高、维修不便等特点，适用于美观性要求高的星级宾馆、酒店等建筑。

无论是室内管道还室外管道，在施工的过程中还应注意管道的设计坡度要求。

3、常用管道图例国家为了规范画图，对于图纸图例的标注制定了相关的国家标准。

直埋供热管道的施工方法(一)直埋供热管道的作用及应力特点所有使管道产生内力及应力的因素都称为作用(又称荷载)。

不同类型的作用，使管道产生不同性质的应力，进一步可能导致不同方式的破坏。

温度和压力是热力管道上最主要的两种作用。

对于直埋管道，还有轴向位移产生的土壤轴向摩擦力和侧向位移产生的土壤侧向压缩反力。

另外，在管道局部结构不连续处会产生应力集中，对应的应力称为峰值应力。

峰值应力不会引起显著的变形．但循环变化的峰值应力，也会造成钢管内部结构的损伤，导致管道疲劳破坏。

管道在弯头、三通处产生的应力属于峰值应力。

由于土壤的均匀支撑，管道的自重没有产生自重弯曲应力，故一般忽略不计。

但是对于热网中常用的管道，其公称壁厚要远远大于该压力所需的设计壁厚，内压产生的实际应力也就远远小于管材的屈服应力。

相反，由于管道中热胀变形不能完全释放，使管道产生了较大的轴向压力和压应力，其中轴向压应力可能与屈服应力处于同一数量级上。

因此，在直埋敷设热力管道中，内压的影响较小，管道产生爆裂的可能性很小，而温度的影响则较大，管道强度设计中应主要考虑温度变化产生的循环塑性变形和疲劳破坏。

(二)防止直管破坏的设计方法1防止循环塑性破坏的设计方法管道温度在管道工作循环最高温度与最低温度问变化时，所产生的应力变化是循环塑性破坏的起因。

无论是锚固状态的管道，还是滑动状态的管道，应力变化都与安装温度无关，故预应力安装不解决冷安装的循环塑性破坏的问题。

当锚固状态的直管段满足不产生循环塑性破坏的安定性条件时，锚固状态的管道允许存在，该直管段可以采用无补偿安装方式，当然包括了无补偿冷安装方式。

否则，应在该直管段设置补偿装置，并通过调整补偿装置间距，控制管段上的应力变化，使之不产生循环塑性破坏，这时，该直管段就变成有补偿安装方式。

2 防止整体失稳破坏的方法在进行直埋供热管道设计时，除考虑循环塑性破坏外，还要考虑稳定性问题。

管道温度从安装温度升高到管道工作循环最高温度时，所产生的升温轴向压力是整体失稳破坏的起因。

直埋热水供热管道弹性敷设设计方式中国市政工程西北设计研究院张军摘要直埋热水供热管道弹性敷设使供热管道按更自然的方式沿街道或地形进行敷设，该种敷设方式利用管道自身的弹性变形实现管道的弯转，减少了人为设置的补偿器、补偿弯管和固定墩，是最简单、最经济的直埋管道安装方式之一。

关键词直埋热水管道弹性弯曲强度计算曲率半径转角1 引言城镇直埋热水供热管道敷设在道路下方时，由于受地形、地貌和城市道路下面其他市政公用设施的限制，一样情形下经城市计划部门报批的管位均平行道路的中心线，而道路的中心线并非都是笔直的，有时道路中心线乃至会是大曲率的S型曲线（图1），敷设在道路下的管线弯曲现象是大量存在的。

要实现管线顺道路弯曲，通常的做法是将弧线或曲线分解为假设干段夹角为0~0单斜接焊缝折角和1516转角（弯管）的直线段，然后依照应力强度条件在直线段上设置补偿器和固定墩。

但这种通常85~做法人为的设置了大量补偿器和固定墩，而补偿器是管道系统中极易损坏的部件，设置补偿器增加了管网的事故概率，设置固定墩破坏了直埋管的爱惜壳，增加了焊接点，降低了直埋管管系爱惜壳的整体密闭性，使地下水宜渗入而侵蚀钢管。

上述做法其缺点不但增加了管道的事故概率，而且增加了工程施工难度和工程投资。

图1本文针对上述问题，提出了弹性弯曲管道（曲管）设计方式。

直埋热水供热管道弹性敷设可使管道在其弹性范围内弯曲以知足直埋管道沿道路或地形敷设要求，即利用管道自身的弹性变形实现管道的弯转。

这种设计方式简化了弯曲路段直埋管道的设计，减少了温度转变引发的管道疲劳危险点数，提高了管网系统的利用年限，减少了管道接头，延长了管道的利用寿命，节约了管件设备，降低了施工难度，具有占地小、投资少等优势，是应优先考虑的热水供热管道直埋敷设处置方式之一。

2 弹性弯曲管道（曲管）设计采纳弹性弯曲管道（曲管）代替0~8516转角（弯管），可幸免应力集中。

~150单斜接缝折角和0由于没有人为设置的补偿器和补偿弯管，和补偿器所需的检查井、固定墩和补偿弯管所多占的线位，弹性弯曲管道（曲管）是最简单、最经济的直埋热水供热管道安装方式。

直埋供热管道的施工方法(一)直埋供热管道的作用及应力特点所有使管道产生内力及应力的因素都称为作用（又称荷载).不同类型的作用，使管道产生不同性质的应力，进一步可能导致不同方式的破坏。

温度和压力是热力管道上最主要的两种作用。

对于直埋管道，还有轴向位移产生的土壤轴向摩擦力和侧向位移产生的土壤侧向压缩反力。

另外,在管道局部结构不连续处会产生应力集中，对应的应力称为峰值应力.峰值应力不会引起显著的变形．但循环变化的峰值应力,也会造成钢管内部结构的损伤,导致管道疲劳破坏.管道在弯头、三通处产生的应力属于峰值应力.由于土壤的均匀支撑，管道的自重没有产生自重弯曲应力，故一般忽略不计。

但是对于热网中常用的管道，其公称壁厚要远远大于该压力所需的设计壁厚，内压产生的实际应力也就远远小于管材的屈服应力。

相反，由于管道中热胀变形不能完全释放,使管道产生了较大的轴向压力和压应力，其中轴向压应力可能与屈服应力处于同一数量级上。

因此,在直埋敷设热力管道中,内压的影响较小，管道产生爆裂的可能性很小,而温度的影响则较大，管道强度设计中应主要考虑温度变化产生的循环塑性变形和疲劳破坏。

（二)防止直管破坏的设计方法1防止循环塑性破坏的设计方法管道温度在管道工作循环最高温度与最低温度问变化时，所产生的应力变化是循环塑性破坏的起因.无论是锚固状态的管道，还是滑动状态的管道,应力变化都与安装温度无关，故预应力安装不解决冷安装的循环塑性破坏的问题.当锚固状态的直管段满足不产生循环塑性破坏的安定性条件时,锚固状态的管道允许存在，该直管段可以采用无补偿安装方式，当然包括了无补偿冷安装方式.否则，应在该直管段设置补偿装置，并通过调整补偿装置间距,控制管段上的应力变化，使之不产生循环塑性破坏，这时，该直管段就变成有补偿安装方式。

2 防止整体失稳破坏的方法在进行直埋供热管道设计时，除考虑循环塑性破坏外,还要考虑稳定性问题.管道温度从安装温度升高到管道工作循环最高温度时,所产生的升温轴向压力是整体失稳破坏的起因。

室外采暖管道敷设方式及经济分析城市集中供热是城市基础设施之一，而室外供热管网布置是否合理、系统各方面因素考虑是否完善至关重要，直接影响工程投资以及各建筑物的采暖效果。

为达到应有的采暖效果，同时又节约投资，小编对地沟敷设、架空敷设、直埋敷设三种敷设方式的优缺点、适用范围及经济投入，进行比较。

[1]一、敷设方式比较1.1 地沟敷设【优点】处于一个封闭环境内，既不像直埋敷设受周围土壤物理、化学性质的影响，同时也不像架空管道那样裸露在外风吹雨淋、太阳暴晒，以使外保护层容易破坏，降低使用寿命。

地沟敷设处于一个封闭的环境内受环境因素影响少，使用寿命长，而且运行后检修费用较少，适用范围广，输送介质可是液体也可以是气体。

图半通行地沟敷设【缺点】施工工序多.如要做地沟垫层、砌地沟、粉地沟、预制盖板、板缝间灌缝、栽支架、管道焊接、防腐、水压试验、保温、冲洗等，造价较高。

1.2 架空管道【优点】明朗、直观，对运行情况容易观察，管道一旦出现问题能及时发现，及时解决，造价略低于地沟敷设。

【缺点】不太美观，尤其是民用建筑，如住宅、宾馆、学校教学楼等，影响整体外观效果，即使在工业建筑中，在设计架空敷设管道时，还要考虑管道横跨道路特种车辆通过时的安全等因素.因管道暴露在外风吹雨淋、阳光照射，环境条件较恶劣，所以，保温层外的保护层在选择上要有一定的讲究。

1.3 直埋敷设【优点】施工方便，工序较少，造价低，施工难度小，占地少，便于赶工期，有利于保护环境，可用于工业建筑，也可用于民用建筑；热损耗低；保护层采用玻璃钢可以降低保温材料的吸水率，防腐、绝缘性能好、使用寿命长；聚氨酯硬质泡沫保温是现场发泡，它与钢管外皮紧密结合，可防止水和有腐蚀性的物质渗入，起到良好的防腐作用。

【缺点】使用范围受限制，用热水取暖系统者较多，对腐蚀性较强的土质不宜采用，地下水位较高的地区也不用。

对输送的介质也有要求，通常用在热水采暖系统中。

二、经济性分析现将地沟敷设、架空敷设、直埋敷设三种敷设形式具体造价分析，其造价工艺标准按《建筑设备安装分项工程施工工艺标准》执行，管道采用108无缝钢管。

供热采暖管材地埋铺设方式中几种材质管件比较随着新建住宅分户热计量的推广应用,为了家庭美观时尚，家庭中采暖管地埋成为时尚。

而布置在地面下垫层内的铺设方式,渐成为主流的布置方式。

布置在地面下垫层内的管道,不管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,并防止在垫层内有连接收件,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热设施,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管材,比较可靠的有以下四种:(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、层间用热熔胶严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构造,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。

可从以下几个方面开展各类管材的比较。

(1)许用应力排序。