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4.5管道系统温差变形计算和补偿


4.5.1管道系统应分段设置固定支承或支架,当其间距大于本规程表4.6.3规定时,应采取补偿措施。
4.5.2冷水管道热膨胀或收缩的轴向伸缩量应按下列公式计算:

式中:△L——计算管段的轴向伸缩量(mm);
          L——计算管段长度(mm);
          α——管材的线膨胀系数(1/℃);硬聚氯类管材(PVC-U、PVC-C)可取6×10-5~8×10-5(1/℃),ABS管材可取10×10-5~12×10-5(1/℃),聚烯烃(PP-R、PE-RT)管材可取18×10-5~20×10-5(1/℃),聚丁烯(PB)管材可取13×10-5(1/℃);
          △t——计算温差(℃);
          △ts——管道内水的最大温差(℃);
          △tg——管道周围的环境温差(℃)。
    注:当计算资料不齐全时,管内冷水最低温度取5℃、最高水温取40℃、环境温差取35℃。
4.5.3热水管道热膨胀或收缩的轴向伸缩量应按下式计算:

  式中:△L——计算管段轴向伸缩量(mm);
          L——计算管段长度(mm);
          α——管材的线膨胀系数(1/℃);取值宜符合本规程第4.5.2条的规定;
          △ts——管道内水的最大温差(℃)。
    注:1 当资料不齐全时,管内冷水温度取5℃;
        2 管内热水管计算温度取70℃。
4.5.4管道系统应采用自由臂补偿。较长的直线管段可环绕建筑的梁、柱布置,以自由臂补偿。最小自由臂长度La应按下式计算:

式中:La——最小自由臂长度(mm);
          K——材质系数;聚氯乙烯物理和化学改性管材可取25~27,聚丁烯(PB)管材可取10,交联聚乙烯(PE-X)、聚丙烯(PP-R)、耐热聚乙烯(PE-RT)管材可取20;
          △L——计算管段管道轴向伸缩量(mm);应按本规程第4.5.2、4.5.3条计算确定;
          dn——管材的公称外径(mm)。
4.5.5当计算管段的管径小于40mm时,可采用成品环形补偿器,环形补偿器的环状内径应根据管材材质确定,且不宜小于15倍的管材外径。
4.5.6当冷、热水管道系统采用下列敷设方法时,可不设补偿设施:
    1 埋设管道;
    2 明敷或非埋设的暗敷管道全部采用固定支架的管段;
    3 聚烯烃类管道的立管、横管中设有金属管托的管段;
    4 弹性密封圈连接的管道系统。
4.5.7当明敷的立管与横支管连接时,在横支管上宜设置长度不小于400mm的自由管段。

 

条文说明
4.5.1塑料属高分子材料,线膨胀系数较大,是金属管道6倍~12倍,管道系统设计决不可忽视,工程采用相应的技术措施,以严格防止线膨胀量在管道系统内积累,保证系统的正常工作。如聚丙烯热水管材,当温差在65℃时,其纵向膨胀量约达1%,明装暗敷横管的挠度相当大,若管道支架设置不当,系统既不美观又影响使用寿命及安全运行。
    塑料管道从出厂到安装应用,轴向膨胀或收缩的过程,一般先轴向收缩,因管材生产在流水线上是挤出和牵引后急骤冷却定型,管材存在内应力,这种内应力逐步消除,应力消除过程中管材纵向收缩。管材出厂到使用有一段时间应力才能消除,应力消除后管材遵循热胀冷缩规律。
4.5.2、4.5.3管道轴向热膨胀量与管材品种、管段长度、输水介质温度及环境温度有关,管材选定后取决于管内水温。规程中线膨胀量的计算公式,根据国外资料和国内有关规程公式列出,热水管道常温条件下安装,取水温温差计算系数1.0,是按欧盟通用资料列出。管道膨胀量主要取决于水温,环境温度影响膨胀量小,这样计算公式较简单且偏于安全。
4.5.4最小自由臂长度La计算公式是国内外统一的公式,材质系数K与管材材质的柔韧性有关。材料的柔韧性优良K值小,相反管材刚性好K值大。
4.5.7供水立管当有横向分支管时,立管应设固定支承,且在水流的分支部位设自由臂,以防止管道膨胀或收缩量时,分支点因受剪切而断裂或拉脱,损坏管道产生渗漏水现象。
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建筑给水塑料管道工程技术规程 CJJ/T98-2014
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