热水管道的伸缩及补偿

热伸长量管材的线膨管道的计输送介质管道安装
蒸汽表压胀系数算长度温度时温度
△X(mm)(KPa)
α(mm/m.k)L(m)t2( ℃)t1( ℃)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5
说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。

2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。

3、管道的热伸长量△X=αL（t2-t1）
△X--- 管道的热伸长量 (mm)
α--- 管材的线胀系数 (mm/m.k)
L --- 计算管道长度 (m)
t2 --- 输送热媒的温度℃
t1 --- 管道安装时的温度℃
一般取 -5 ℃, 管道在地下室或室内时取 -0 ℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。

4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤ 20m时，可在立管中间设固定卡。

固定卡以下长度 >10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。

5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6 倍。

6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。

管材的线膨胀系数α(mm/m.k)
管道材料普通钢不锈钢铸铁碳素钢聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯
管材线膨涨系
0.0120.01030.0110.0120.070.10.16
数。

一．填空题1.1 化粪池的作用是利用沉淀和厌氧发酵原理去除生活污水中的悬浮性有机物的最初级处理构筑物，当建筑物所在的城镇或小区内没有集中的污水处理厂，或虽然有污水厂但已超负荷运行时，建筑物排放的污水在进入水体或城市管网前，采用化粪池进行简单处理。

1.2 疏水器作用是保证蒸汽凝结水及时排放，同时又防止蒸汽漏失。

1.3 水压力1 MPa100米水柱；约等于10 kg／cm2。

1.4 排水管道上的清通设备是清扫口和检查井。

排水体制分为合流制和分流制。

1.5 一个给水当量指将安装在污水盆上，支管直径为15mm的配水龙头的额定流量0.2 L/s作为一个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值。

一个排水当量指以污水盆排水量0.33 L/s为一个排水当量，将其他卫生器具的排水量与0.33 L/s的比值，作为该种卫生器具的排水当量。

1. 高层建筑的划分依据为十层及十层以上的居住建筑（包括首层设臵商业服务网点的住宅；建筑高度超过24m的公共建筑。

1.7 室内给水方式有直接给水方式、设水箱的给水方式、设水泵的给水方式、设水泵和水箱的给水方式、气压给水方式、分区给水方式、分质给水方式。

1.8 水箱的配管、附件有进水管、出水管、溢流管、水位信号装臵、泄水管、通气管。

1.9 居住建筑的生活给水管网，自室外地面算起的最小水压往往是估计的，请估计7层住宅楼需水压320 kPa。

1.10 屋面雨水的排除方式一般有外排水（普通外排水；天沟外排水）和内排水。

.11 自动喷水灭火系统分别为：湿式和干式自动喷水灭火系统；预作用、雨淋喷水灭火系统；水幕系统；水喷雾灭火系统。

1.12 消防箱中设有消火栓、水龙带、喷枪、启动消火栓泵的按钮、有时还有消防卷盘。

1.10离心泵的参数是流量、扬程、功率、转速、效率、允许吸上真空高度和气蚀余量。

1.11 水泵接合器型式有地上式、地下式和墙壁式规范推荐用地上式。

1.12 屋顶消火栓的作用是试验和在邻楼失火时保护本楼。

钢塑复合压力管用在热水上的补偿措施钢塑复合压力管热水管道连接主要采用扩口式接口机械连接,扩口式接口主要分为螺帽式接口和压兰式接口。

螺帽式接口、压兰式接口管件对管路轴向伸缩变形的自身补偿能力较小，因而在长线管路安装时需在管道系统中设专用轴向伸缩补偿器.但小口径钢塑复合压力管主要用于室内给水管路，管线一般较短，可采用滑动管卡消除管线轴向伸缩变形。

一、管线补偿器如何设置长距离热水管线安装200米以内(热水管道埋地敷设最大安装长度见表1),必须设一伸缩补偿器;直线距离小于200米(热水管道埋地敷设最大安装长度见表1)或不能利用管道折角自由补偿时应按管道的直线长度、管材的线膨胀系数、环境温度、管内水温变化和管道节点的位移量等因素经计算确定。

管道因温差引起的轴向变形量可按下列公式确定。

△L ＝L ·α（0.65△t s ＋0.1△t g ）式中 △L —计算管段管道的伸缩长度（伸缩补偿器有效补偿长度的2/3）（mm ）：L —计算管段管道长度，自固定支撑件起到转弯部位长臂的长度（m ）；△t s —管道内水温变化最大值（℃）；△t g —管道外周围环境温度变化最大值（℃）。

α一般取12×10-5当采用管道折角自由臂自然补偿时，最小自由臂长度按下式计算确定： n Z D L K L ⋅∆⋅=式中 L z —自由臂最小长度（mm ）； K —材料比例系数，一般可取40～60；△L —计算管段管道的伸缩长度（mm ），D n —计算管段管道公称外径（mm ）。

二、补偿器有效补偿长度的确定补偿器或折角自由臂最小有效补偿长度应大于计算管段管道长度最大温差时的伸缩长度。

三、适于钢塑管热水管道安装的补偿器种类 目前建议使用于钢塑管热水管道安装的补偿器有套筒式补偿器（管式伸缩节）和不锈钢金属软管补偿器。

套筒式补偿器是热流体管道的补偿装置，主要用于直线管道的辅设。

适用于热水、油脂类介质，通过滑动套筒对外套筒的滑移运动，达到热膨胀的补偿。

答案：建筑给水排水工程试题A卷班级：给水排水工程任课教师：高乃云一．填空题1.1 化粪池的作用是利用沉淀和厌氧发酵原理去除生活污水中的悬浮性有机物的最初级处理构筑物，当建筑物所在的城镇或小区内没有集中的污水处理厂，或虽然有污水厂但已超负荷运行时，建筑物排放的污水在进入水体或城市管网前，采用化粪池进行简单处理。

1.2 疏水器作用是保证蒸汽凝结水及时排放，同时又防止蒸汽漏失。

1.3 水压力1 MPa相当于100米水柱；约等于10 kg／cm2。

1.4 排水管道上的清通设备是清扫口和检查井。

排水体制分为合流制和分流制。

1.5 一个给水当量指将安装在污水盆上，支管直径为15mm的配水龙头的额定流量0.2 L/s作为一个当量，其他卫生器具给水额定流量对它的比值，即为该卫生器具的当量值。

一个排水当量指以污水盆排水量0.33 L/s为一个排水当量，将其他卫生器具的排水量与0.33 L/s的比值，作为该种卫生器具的排水当量。

1.6 高层建筑的划分依据为十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅；建筑高度超过24m的公共建筑。

1.7 室内给水方式有直接给水方式、设水箱的给水方式、设水泵的给水方式、设水泵和水箱的给水方式、气压给水方式、分区给水方式、分质给水方式。

1.8 水箱的配管、附件有进水管、出水管、溢流管、水位信号装置、泄水管、通气管。

1.9 居住建筑的生活给水管网，自室外地面算起的最小水压往往是估计的，请估计7层住宅楼需水压320 kPa。

1.10 屋面雨水的排除方式一般有外排水（普通外排水；天沟外排水）和内排水。

.11 自动喷水灭火系统分为6种，分别为：湿式和干式自动喷水灭火系统；预作用、雨淋喷水灭火系统；水幕系统；水喷雾灭火系统。

1.12 消防箱中设有消火栓、水龙带、喷枪、启动消火栓泵的按钮、有时还有消防卷盘。

1.10离心泵的参数是流量、扬程、功率、转速、效率、允许吸上真空高度和气蚀余量。

在热水管网中，由于温度的变化，管道会发生热膨胀和冷缩，这可能会导致管道的破裂或者接口的泄漏。

为了解决这个问题，我们可以采取以下几种补偿措施：1. 自然补偿：这是一种最简单的补偿方式，通过在管道上设置一个或多个伸缩节来实现。

当管道受热膨胀时，伸缩节会随之膨胀，反之则会收缩。

这种方式的优点是简单易行，但是需要有足够的空间来安装伸缩节，而且对于长距离的管道，可能需要设置多个伸缩节。

2. 人工补偿：这种方式是通过使用一种叫做“补偿器”的设备来实现的。

补偿器通常是一个金属制的圆筒，内部有一个可以滑动的活塞。

当管道受热膨胀时，活塞会被推向另一端，反之则会向相反的方向移动。

这种方式的优点是可以适应各种复杂的管道布局，但是需要定期维护和检查。

3. 混合补偿：这种方式是将自然补偿和人工补偿结合起来使用。

例如，可以在管道的一端使用自然补偿，而在另一端使用人工补偿。

这种方式既可以利用自然补偿的优点，又可以避免其缺点。

4. 无补偿：在某些情况下，我们也可以不采取任何补偿措施。

例如，如果管道的长度很短，或者温度变化不大，那么可能不需要补偿。

但是，这种方式的风险较大，一旦出现问题，可能会导致严重的损失。

5. 动态补偿：这是一种先进的补偿方式，通过使用传感器和控制器来实时监测管道的温度和长度，然后根据这些数据来调整补偿器的设置。

这种方式的优点是可以实现精确的补偿，但是需要较高的技术水平和设备成本。

总的来说，选择哪种补偿方式取决于具体的工程条件和需求。

在选择补偿方式时，我们需要考虑到管道的长度、温度变化的范围、空间的限制、维护的成本等因素。

同时，我们还需要定期对管道进行检查和维护，以确保其正常运行。

直埋供热管道补偿器设置工程实例、补偿器的作用供热工程中，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

供热管道形成有补偿管段的补偿装置分为以下几种：1）管道定线时自然形成的补偿弯管；（2）人为设置的L型、Z型和U型补偿弯管;3）波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器等。

当供热管道经过应力分析需要设置补偿装置，且没有设置自然补偿的条件时，就需要设置补偿器。

而当采用补偿器时，补偿器势必会取代管道，形成管网的危险点，这又会增加管网的事故必要使整个管网都处于有补偿管段中，这样，既增加了管网的投资，又增加大了出现事故的概率，降低管网的可靠性。

概率。

因此，在管网设计中，应尽量减少补偿器的设置，更没有二、常用补偿器类型在直埋供热管道中，最常用的补偿器为套筒补偿器和波纹管补偿器。

2.1 套筒补偿器套筒补偿器主要有套筒（芯管），外壳，密封材料等组成用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动. 具有体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质，通过滑动套筒对外套筒的滑移运动，达到热膨胀的补偿。

套筒式补偿器适用于介质工程压力W2.5MPa介质温度-40C〜600C,热补偿量可按要求进行设计。

单向补偿型产品，热补偿量实际使用可达500mn以上，双向补偿型产品，热补偿量实际使用可达1000mm以上。

2.2 波纹管补偿器由单层或多层不锈钢板组成，其单层厚度一般为0.3〜1.2毫米，其波形经过胀波挤压形成。

波纹管尺寸参数根据设计压力、设计温度等确定。

波纹管使用极限寿命一般以许用循环次数1000次为标准。

三、工程实例3.1 工程简介焦作市万方电厂配套供热管网工程，以万方电厂热电联产机组为热源，向焦作市东部供热区进行集中供热。

该工程最大设计管径DN1200供回水设计温度采用130/70 C,设计压力1.6MPa。

本工程为DN600分支管工程，沿规划的市政道路下敷设，总长度约1.4 公里，中间需要穿越铁路一次。

4.6给排水及采暖工程4.6.1给排水及采暖管道渗漏防控应符合下列规定：1设计:1）室内给水、热水及采暖系统所采用的明敷和非直埋敷设管道，应明确伸缩补偿装置和支承结构的型式、设置数量和座标位置及补偿量；2）采暖、给水及热水供应系统应注明管材、管件的温度特性参数、连接方式及规格；3）采暖、给水及热水供应系统必须明确工作压力和试验压力，排水系统应明确试验类别；4）热水、采暖系统的供回水干管宜选用钢管等金属材料；5）室内给水管道必须采用与管材相适应的管件；6）室内地下排水管安装，应给出防止管道下沉的作法。

2材料:1）给水、排水及采暖管道的管材、管件产品质量证明文件中的规格、品牌、生产日期等内容与进场实物上的标注必须一致；2）低温热辐射加热管应具有出厂标识、产品合格证、检验报告，并符合相关现行国家标准；3）管材、管件进场后，应按照产品标准的要求对其外观、管径、壁厚、配合公差进行现场检验。

塑料排水管道与室外塑料雨水管道用材区别检查、验收，同时按照同品牌、同批次不少于2个规格进行见证取样复试，合格后方可使用；4）同品牌、同批次进场的阀门应对其强度和严密性能进行抽样检验，抽样数量为同批次进场总数的10%，且每一个批次不少于1个。

3施工：1）给水管道系统施工时，应复核冷、热水管道的压力等级和类别。

不同种类的塑料管道不得混装，安装时，管道标记应朝向易观察的方向；2）引入室内的埋地管其覆土深度，室外埋深不得小于当地标准冻深的要求，室内埋深不得小于500mm。

管沟开挖应平整，不得有突出的尖硬物体，塑料管道垫层和覆土层应采用细砂土；3）给排水管道穿越基础预留洞时，给水引入管管顶上部净空不小于100mm，排水排出管管顶上部净空一般不小于150mm；4）室内给水系统管道宜采用明敷方式，不得在混凝土结构层内敷设。

确需暗敷时，直埋在地坪面层内及墙体内的管道，不得有机械式连接管件。

低温热辐射采暖系统中埋于填充层内的加热管不应有接头；5）管道连接：管径小于或等于100mm的热镀锌钢管应采用螺纹连接，套丝扣时破坏的镀锌层表面及外露螺纹部分应作防腐处理。

立管伸缩量与支架承重计算实例一、立管伸缩量计算1、已知项：钢材热伸缩系数：α＝12×10－6 m/m ℃安装环境温度：t1＝30 ℃(冷水管)，15 ℃（热水管）运行温度：t2＝5 ℃(冷水管)，60 ℃（热水管）弹性模量：E=2.5×105 Mpa计算长度：从四层固定支架到补偿器：L1=31.45 M从补偿器到二十层固定支架：L2=23.5 M管径：见设计院系统图。

2、计算公式：钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2) ×(t2-t1)热应力：σ＝E(ΔL/L)热推力：P1=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）3、结果：冷水供水管道：钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为缩量；热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－74 Mpa；热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.7 MN，为拉力；P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.7 MN，为拉力。

∙冷水回水同程管道：钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为拉伸值；热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－75 MP；热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力；P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力。

∙冷水回水管道：钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝－0.0165 M，为拉伸值；热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=－74 Mpa；热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.70 MN，为拉力；P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝－0.16 MN，为拉力。

∙热水供水管道：钢管伸缩量：ΔL=α(L1+ L2)*(t2-t1)＝0.0363 M，为拉伸值；热应力：σ上＝σ下＝E(ΔL/L)=165 Mpa；热推力：P上=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝0.365 MN，为伸力；P下=σF1＝σ×Л/4×（D2-d2）＝1.033 MN，为伸力。

建筑给排⽔考试题建筑给排⽔考试⼤全及答案（题库）⼀、填空题2.热⽔供应系统，按热⽔供应范围⼤⼩分局部热⽔供应系统、集中热⽔供应系统、区域性热⽔供应系统。

3.建筑给⽔系统的组成主要包括⽔源引⼊管、⽔表节点、给⽔管⽹、配⽔装置和⽤⽔设备、给⽔附件及给⽔局部处理设施、增压设施等5.建筑内排⽔系统按排除的污、废⽔种类不同，可分为以下三类，即⽣活排⽔系统、⼯业废⽔排⽔系统、屋⾯⾬雪⽔排⽔系统。

6.屋⾯⾬⽔内排⽔系统由天沟、⾬⽔⽃、连接管、悬吊管、⽴管、排出管、埋地⼲管和检查井组成。

10.屋⾯⾬雪⽔排放按⾬⽔管道布置类可分为外排⽔、内排⽔、混合排⽔ .11.⾃动喷⽔灭⽕系统由⽔源、加压贮⽔设备、喷头、管⽹、报警装置等组成。

14.建筑消⽕栓给⽔系统⼀般由⽔枪、⽔带、消⽕栓、消防管道、消防⽔池、⾼位⽔箱和⽔泵接合器及增压⽔泵等组成。

17.常⽤的给⽔⽅式有直接给⽔、单设⽔箱给⽔、单设⽔泵给⽔、⽔池⽔泵⽔箱联合给⽔。

22.室内排⽔系统的主要组成部分由卫⽣器具和⽣产设备受⽔器、排⽔管道、通⽓管道、清通设备、提升设备、污⽔局部处理构筑物。

.23.热⽔加热的⽅式有直接加热和间接加热。

30.对于住宅的⽣活给⽔，可按建筑物的层数粗略地估计⾃地⾯算起的最⼩保证⽔压值，层数为⼀层时 10 ⽶，两层时 12 ⽶，以后每增加⼀层需增加 4 ⽶，那么五层楼所需⽔压为 24 ⽶。

32.排⽔系统中，检查⼝安装在⽴管上，清扫⼝安装在横管上。

45.在热⽔管⽹上补偿管道因温度变化造成伸缩的措施有⾃然补偿和在⼀定间距加管道伸缩器。

46.建筑内给⽔系统按照⽤途可分为⽣活给⽔系统、⽣产给⽔系统消防给⽔系统。

47.建内的给⽔⽅式根据管⽹中⽔平⼲管的位置不同可分为：下⾏上给式、上⾏下给式、中分式和环状等形式。

55.热⽔管⽹的布置，可采⽤下⾏上给式或上⾏下给式。

58.建筑给⽔排⽔系统是将城镇给⽔管⽹中的⽔引⼊并满⾜各类⽤⽔对_⽔量_、_⽔质_和_⽔压_要求的冷⽔供应系统。

关于生活热水系统增加补偿器方案
根据《工业金属管道工程施工规范》、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》等规范的内容，热水管路的铺设须根据管路的管径、铺设长度及管路内介质温度的变化安装热补偿器。

一、生活热水系统简介：
热水系统为市政供应热源，经5台容积式换热器对生活热水加热后供至4个热水系统分区后连接至每个热水用水点。

二、生活热水系统存在的问题：
1、经现场排查生活热水管路仅有18层安装了两套补偿量为16mm 的补偿器。

根据管道膨胀量计算公式及工业金属管道工程施工规范规定，不符合设计及安装标准。

2、生活热水管路固定卡均为固定式卡箍，造成生活热水管路不能根据温度变化产生管道伸缩，容易造成管路断裂跑水现象发生。

三、生活热水系统整改方案：
根据《工业金属管道工程施工规范》规定,膨胀节伸缩量计算公式为:X=a ×L×△T其中X为管道膨胀量,a为线膨胀系数（取0.012mm/m*℃）,L补偿管线长度,△T为介质温度-安装时环境温度（取45℃）。

补偿器的热补偿距离一般不超过40米，故本次整改按照30米左右取中安装。

例：以四区生活热水供水共计130米，根据公式计算
0.012*130*45=70.2mm即四区供水管路补偿量为70.2mm。

补偿器补
偿量的选择应为管道补偿系数的2倍，故四区补偿器安装应为3个，每个补偿器补偿量为70.2mm÷3（个补偿器）×2倍=46.8mm补偿量。

补偿器安装完毕后须将补偿器所在楼层的上下临层热水管道固定支架调整为活动支架以确保管道可正常伸缩。