北方地区建筑给排水设施寒冷季节保温防冻措施探讨 5页

北方地区建筑给排水设施寒冷季节保温防冻措施探讨吴相杰连捷李祥峰（青岛腾远设计事务所有限公司，青岛２６６０７１）摘要建筑给排水设施在寒冷季节保温防冻意义重大。计算分析得出仅通过增加保温层厚度无法满足管道设备防冻问题，必要时需设置电伴热保温防冻，并从工程实际出发，列举了几个系统局部保温防冻的典型案例，如给水系统、消防系统、排水系统、特殊部位等，进而提出了管道设备保温应注意的问题。关键词冻裂爆管保温防冻防冻栓自限温电伴热保温材料干式消火栓预作用系统近年来接连出现罕见的低温雨雪天气给我国Ｚ———保持不结冻的时间，ｈ；寒冷地区的生活带来了诸多不便，室内给排水管Ｇ１———单位长度内水的质量，ｋｇ／ｍ；道设备冻裂爆管现象时有发生，给人民群众的生Ｃ１———水的比热容，按４．１８６ｋＪ／（ｋｇ·℃）计；活造成不必要的经济损失与麻烦，建筑给排水专Ｇ２———单位长度管道的质量，ｋｇ／ｍ；业的管道设备保温防冻成了一项重要工作。极端Ｃ２———管道材料的比热容，钢材、铸铁按０．４８０恶劣的寒冷天气是导致给排水管道设施冻结冻裂ｋＪ／（ｋｇ·℃）计；的罪魁祸首，这就需要我们在工程安装过程中采ｔ１———管内水温，℃；取预防和保护措施，以最大可能降低管道设备冻ｔ０———周围环境温度，℃；裂爆管现象的发生。ｔ４———水的终温，按０℃计；Ｒ１———管道保温层外表面到周围空气的放热阻１管道设备冻裂爆管原因分析力，ｍ·℃／Ｗ，见表１。文献［１］第３．５．２５条：敷设在有可能结冻的表１管道保温层外表面到周围空气的放热阻力房间、地下室及管井、管沟等处的给水管道应有防公称直径／ｍｍ５０６５８０１００１２５１５０２００冻措施。文献［２］第１．２３条关于给水管道遗漏防放热阻力Ｒ１／ｍ·℃／Ｗ０．２００．１８０．１６０．１５０．１３０．１００．０９冻措施提出了两条改进措施：①一般采用电伴热保温防冻；②只有在短时有结冻可能（或供水保持笔者以青岛为例，参照当地的最冷月平均气象参数（无人居住且无供暖设施的室内环境温度取－５℃，常流），且管径较大的给水管可采用防冻保温做管内水温在１２ｈ内由４℃降至０℃），采用超细玻法，绝热层厚度应由计算确定。璃棉保温（λ＝０．０４１），不同管径镀锌钢管所需保温为了防止环境温度低于０℃的时段管内结冻，文层厚度计算见表２。献［３］给出了金属管道保温层厚度的计算公式：表２不同管径镀锌钢管所需保温层厚度ｄ＋２δ烄３．６ＫＺ－Ｒ烌ｔ１（１）公称直径／ｍｍ５０６５８０１００１２５１５０２００ｌｎ＝２πλ１－ｔ０ｄ烅（Ｇ１Ｃ１＋Ｇ２Ｃ２）ｌｎ烍烆ｔ４－ｔ０烎保温厚度／ｍｍ２２３１０３７０４２．３３０．３２３．３１６式中ｄ———管道外径，ｍ；由上可得，保温层厚度与金属管道外径成反比，δ———保温层厚度，ｍ；也即管道公称直径越小，就越容易冻结，需要的保温λ———选用保温材料的导热系数，Ｗ／（ｍ·℃）；层就越厚，反之则需要的保温层越薄。通过表２可Ｋ———支、吊架影响修正系数，一般室内管道见管径小于ＤＮ８０时保温层厚度急剧增加，仅仅通Ｋ＝１．２，室外管道Ｋ＝１．２５；过增加保温层厚度来解决防冻问题，一来安全系数８８给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２０１２\n降低且不经济，二来设备管线安装会影响层高且不美观，这与文献［２］的第２条改进措施基本吻合。这种情况下，就需要通过设置电伴热保温防冻，具体做法参见文献［４］，此处不再赘述。２给排水系统保温防冻案例２．１给水系统防冻２．１．１新建住宅楼自管井入户管道防冻考虑到建筑的美观和降低工程造价，新建住宅的给水入户管一般经管井内水表后下返沿楼板面层图２管井给水管道放空防冻做法敷设到每户，给水管道须与暖管相间布置，或者敷设式泄空防冻。由于泄水井一般较深，人工操作很不在暖管之下的保温层内，利用供暖管道的辐射热伴方便，笔者建议采用市场上的新出现的防冻阀产品：热保温，做法见图１所示。立管防冻栓，将防冻阀延长杆延伸至成品阀门箱底部，通过上阀体的开关灵活控制下阀体，使用原理：用水时上阀体开启→下阀体泄水口关闭，供水主管与通水管联通→通水管充水；防冻时上阀体关闭→下阀体泄水口开启，供水主管与通水管切断→通水管放水泄空，见图３所示。２．１．３太阳能热水设施防冻太阳能作为清洁低碳的能源，在政府的大力推广和支持下逐步得到广泛的应用。寒冷地区太阳能生活热水系统的防冻建议采取以下措施：（１）逆循环防冻，无日照的寒冷结冻期间，将贮热水箱的热水返回集热器做定时定温逆循环。（２）循环工质采用乙二醇、丙三醇等防冻液，间接换热制备热水。（３）电伴热保温防冻，仅适应于管路保温防冻。２．２消火栓系统防冻２．２．１干式消火栓系统文献［５］第８．４．２条第９款：严寒和寒冷地区图１利用供暖管道的辐射热伴热保温非采暖的厂房（仓库）及其他建筑的室内消火栓系经管井内水表后下返的立管设置三通引至下层统，可采用干式系统，但在进水管上应设置快速启管井，并设放空阀门以便泄空防冻，见图２所示。这样新交付的住宅楼房，若寒冷季节无人入住，便可由闭装置，管道最高处应设置自动排气阀。通常做法物业管理人员通过泄水防止冻胀管道。如下：另自户外管井沿楼板面层敷设到户的给水管（１）在消火栓系统的进水干管上设置干式报警道，应避免经过露天开敞的走廊、入户花园等直接与阀，平时干式报警阀常闭，火灾时自动开启，报警阀室外寒冷空气相通的部位，倘无法避免应采用自限后的管道充水时间不应大于５ｍｉｎ，参见文献［６］第温电伴热保温防冻。７．１．４条第８款及第１３款。２．１．２室外景观用水管道防冻（２）在消火栓系统的进水干管上设置电动阀，绿地浇灌及水景补水管道在寒冷季节使用完毕平时电动阀后为干式管网，当发生火灾时，室内火灾应立即把水泄空，通常采用在低点设置泄水井的方探测装置报警，并同时开启电动阀，充水灭火；试验给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２０１２８９\n接此消火栓栓头的立管底部设置套筒阀门，套筒盖水平朝外并注有明显的启闭标识，此阀门常闭，灭火时人工开启。使用完毕后关闭此闸阀，同时打开放水阀门泄水防冻（放水阀门亦应有明显的启闭标识），见图４所示。图４对外开门设置的消火栓防冻做法２．２．３其他尽量避免在连廊等开敞区域设置消火栓及管道，若条件所限必须设置，则应采用自限温电伴热保温防冻。２．３地下车库自动喷水灭火系统防冻图３立管防冻栓产品的应用文献［７］第６．３．１条规定：严寒地区和寒冷地区或灭火结束后，关闭电动阀并放空管道防冻。参照的汽车库内应设集中采暖系统。但是随着汽车低温上述设干式报警阀的干式消火栓系统，其管道充水启动性能的提高，大部分北方地区的地下车库均不设时间亦不应大于５ｍｉｎ。置采暖系统；另文献［７］第６．３．４条规定：地下汽车库２．２．２住宅底部商业网点室内消火栓防冻措施宜设置独立的送风、排风系统，其风量应按允许的废住宅底部设置商业服务网点，由于每户网点的气标准量计算，且换气次数每小时不应小于６次，其面积不超３００ｍ２，倘若消火栓设置在外墙并对外开排风机宜选用变速风机。依此条规定，严寒地区的地门，可大大减少消火栓的数量。寒冷地区建议在连下车库的气温很容易达到０℃以下，这势必对车库内９０给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２０１２\n的消防系统造成不利影响。通常寒冷地区地下车库棚，给排水专业不做压力排水设施。内自动喷水灭火系统的防冻建议采取以下措施：（２）如必须做成开敞的下沉庭院或采光井，则（１）地下车库尽量避免设置露天敞开的采光通建议压力排水设施设置在一个相对封闭的小室内，风窗井。压力提排管路如图５所示，使立管中不存水，横管中（２）采用预作用自动喷水灭火系统时，报警阀的雨水废水能立即排至检查井。前湿式管道的保温加厚或采用电伴热保温。（３）地下室若设置湿式自动喷水灭火系统，则在车库出入口、采光窗井等容易与外界形成空气对流的部位，设置自限温电伴热保温防冻。（４）采用防冻湿式系统，使用符合国家和地方有关卫生标准的防冻液（与饮用水系统相连须使用甘油和丙二醇防冻液，与非饮用水系统相连可使用工业防冻液），其与水混合的冰点参见文献［８］表３．２－６和表３．２－７，所配置防冻液的冰点应低于环境历年统计最低温度，防冻液的密度应校核。图５下沉庭院压力排水防冻做法２．４室内排水系统防冻３特殊部位保温防冻措施近年来住宅项目飞跃发展，新建住宅高度不断增３．１屋顶水箱间设施防冻加，在入住率不高的前提下，寒冷地区的排水管道冻屋顶高位消防水箱内水体容积较大，一般不易结胀裂的现象也时有发生，究其原因在于少量排水在结冻，而水箱间内的增压稳压泵不经常运转，其与管贴着管壁旋流排放的过程中，温度不断降低，在无人路均容易结冻造成系统故障。增压稳压水泵一旦运居住的房间内极易达到冰点，随着排水量的累加，管壁转需要散热，尤其是轴承部位不宜做电伴热，建议采结冰厚度亦逐渐增加，从而导致管道堵塞胀裂溢流。取以下保温防冻的措施。文献［１］第４．９．１２条“注：当生活阳台设有生活屋顶水箱间外墙必须做保温处理，检修门尽量排水设备及地漏时，可不另设阳台雨水排水地漏。”开在冬季非主导风向的部位，并采用密封性能好的此条意为开敞阳台的雨水排水和生活排水合用排水有保温层的门，尽量开小窗采光，水箱、气压水罐及地漏（此地漏须设置防串味水封措施），由于寒冷地管路要做加厚保温处理，必要时设置自控温散热装区会对此水封地漏造成冻胀性破坏，故此条应仅适置（如电油汀等），保持室内温度为４℃以上。用于常年气温在０℃以上的南方地区。笔者建议排３．２设备转换层或避难层给排水设施防冻水管道防冻要做到以下几点：设备转换层或避难层的土建保温要求同上述，但（１）开敞阳台避免设置洗衣机，如必须设置，则暖通专业通常在设备转换层或避难层设置大面积的通建议排水管道及地漏伴热保温处理，水龙头采用市风百叶，室内外空气对流很明显，建议设置预作用自动场上的新兴防冻阀产品，如图３ｃ所示。喷水灭火系统，穿越此房间的重力流排水管道要做保（２）北向厨房、卫生间内贴北墙的排水立管宜温处理，其他湿式管道均采用自限温电伴热措施。做保温处理。３．３一层入口门斗防冻２．５下沉庭院压力排水系统防冻尤其是北向一层入口门斗处，受冷空气影响很北方地区的一些项目设置露天的下沉庭院或采大，暖通专业一般设置热风幕来提高空气温度，但是光井，比室外地面低，需要设置压力排水设施，这就夜间或节假日非营业时段热风幕一旦停止运行，管给寒冷季节防冻带来一定难度，笔者建议采取如下道就会出现结冻现象，建议设置在此处的湿式管道防冻措施：采用自限温电伴热措施。（１）如有条件建议建筑专业设置防雨采光顶３．４水暖管井防冻给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２０１２９１\n水暖管井应避免贴北外墙设置，受条件所限必热》（０３Ｓ４０１）中仅对管道和设备的保温、防结露提须贴北外墙设置的管井，建议管井内墙加强保温处供了相关参数和做法，除电伴热防冻外无其他防冻理，给排水管道要加厚保温。相关的做法。现行的规范手册中明确了给排水管道４管道设备保温应注意的问题的防冻要求，却鲜有防冻做法。由于我国地域广阔，（１）绝热保温材料一般选用不燃、难燃类材料，南北各地的气象参数差别甚大，保温防冻做法必然外包防潮层，否则潮湿部位的水汽（如地库、管沟）极不尽相同，笔者有针对性的列举了当地几个典型案易侵入保温层，降低保温效果。采用泡沫橡塑材料，例供各位读者参考，以期共同探讨。可不设防潮层。防潮层的燃烧性能应与保温绝热层参考文献的燃烧性能相匹配。绝热保温材料的选择应注明耐火性能和使用密度。１ＧＢ５００１５—２００３建筑给水排水设计规范，２００９年版２０５ＳＳ９０４民用建筑工程设计常见问题分析及图示（２）电伴热适应于工业与民用建筑室内给排水３中国建筑设计研究院主编．建筑给水排水设计手册．第２版．金属管道及设备的保温和防冻，推荐采用自限温电北京：中国建筑工业出版社，２００８伴热，其具有一定的自调控功能，在各个区段能随时４０３Ｓ４０１管道和设备保温、防结露及电伴热调整功率，自动跟踪、按需供热，使管温处处、时时均５ＧＢ５００１６—２００６建筑设计防火规范匀同步；当用于防冻时，应采用环境型温度传感器，６住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院．全国民用建筑工程设计技术措施给水排水．北京：中国计安装在气温变化比较敏感的地方（如地库出入口或划出版社，２００９采光井百叶窗处），当气温低于４℃时，电气开关箱７ＪＧＪ１００—９８汽车库建筑设计规范内电源接通，与该电气开关箱连接的所有电热带系８黄晓家，姜文源．自动喷水灭火系统设计手册．北京：中国建筑统都通电工作；当气温高于４℃时，电源切断，所有工业出版社，２００２电热带系统断电，停止工作。¤通讯处：２６６０７１山东省青岛市香港西路２２号青岛腾（３）管道支、吊架处的保温，在管道和支、吊架远设计事务所有限公司之间应设置隔热硬垫木，防止冷桥现象。电话：１３６７８８９８３６５５结语Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｘｉａｎｇｊｉｅ＠１２６．ｃｏｍ现行国标图集《管道和设备保温、防结露及电伴收稿日期：２０１１－０５－１０檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏檪檪檪檪水利部出台中小河流治理项目资金实施细则檪檪檪檪日前，财政部、水利部印发了《中小河流治理项目资金及有关人员对资金业务的授权批准方式、权限、程序、责任檪檪檪使用管理实施细则》（以下简称“细则”），从管理职责、资金和相关控制措施，要规定经办人办理货币资金业务的职责檪檪檪使用、支出管理、资产管理、财务报告、监督检查等六个方范围和工作要求；大额资金支付业务，应实行集体决策和檪檪面，对各地中小河流治理项目财务管理和资金使用的全过审批。檪檪程提出了具体要求和实施办法。“细则”还指出，中小河流治理项目建设工程阶段结算檪檪檪“细则”明确要求，中小河流治理项目法人应按规定设必须符合《建设工程价款结算暂行办法》的规定，严格遵循檪檪檪置独立的财务管理机构或配备专人负责项目资金管理和核工程进度款结算支付程序。预付的工程款必须在合同中约檪檪算工作，对项目资金实行统筹安排、分级负责、专款专用、专定抵扣方式，并在工程进度款中进行抵扣，凡是没有签订合檪檪账管理。中小河流治理项目法人必须执行《国有建设单位同或未按合同条款要求提交预付款保函（或保证金）或不具檪檪檪檪会计制度》，实行地方财政结算（支付）中心统一负责核算的备施工条件的工程，项目法人不得预付工程款，不得以预付檪檪中小河流治理项目，分项目进行核算，项目法人应指定专人款为名转移资金。檪檪按照基本建设项目资金管理和核算的有关要求，对项目资“细则”的出台对于进一步加强基本建设项目资金监管檪檪檪金使用实行辅助登记管理。力度，提升基建财务管理水平，规范中小河流项目的资金使檪檪檪“细则”强调，中小河流治理项目法人应加强资金使用用管理，切实保障中小河流治理项目资金的使用安全，促进檪檪管理，建立严格的资金使用授权审批制度，明确单位负责人水利事业又好又快发展具有重要意义。檪檪殏殏檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪９２给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２０１２