管道和设备保温层厚度浅析

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1、·338·第13届全国暖通空调技术信息网大会文集供暖供热管道及设备保温层厚度浅析济南市建筑设计研究院有限责任公司孔祥瑞梁丽敏摘要由于功能和结构专业的需要，很多高层建筑设有地下室，而多数地下室均无供暖设施，在寒冷及严寒地区，对敷设其内的介质温度高于环境温度的管道，其保温层厚度应满足最小保温厚度的要求；对给水及消防管道的保温，除满足防结露的要求外，还应满足防冻结的要求。管道内的介质因所属系统功能的不同，其动、静状态各异，因此应采用不同的保温层厚度计算公式及保温方式。通过对不同保温目的的保温层厚度计算公式的推导分析，探讨分析了防结露、防烫伤的

2、保温层厚度计算，及当环境温度低于0℃时，防冻结保温层厚度计算所遇到的问题，当保温层厚度不能满足防冻结要求时，或者厚度过大实际工程难以实现时，应采取伴热保温方式。再者，根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084--2001)中第7．2．3条：当梁、通风管道、排管、桥架等障碍物的宽度大于1．2ITI时，其下方应增设喷头。而实际工程中多数排烟管道的宽度均大于1．2m，根据本条应增设喷头；当火灾发生时排烟管道内的烟气温度很高，对环境温度产生很大影响，从而对安装在排烟管道周围的喷头是否动作起着至关重要的作用。提出了以喷头的动作温度为参考值的

3、环境温度来计算排烟管道的保温层厚度。关键词保温层厚度环境温度排烟管道的环境温度最大允许热损失伴热保温1管道保温层厚度的计算1．1供热及热水管道保温厚度的计算1．1．1最小保温层厚度函的计算在供热及热水管道最小保温厚度葫的计算中，应根据一维稳态温度场及第三类边界条件(如图1所示)列能量方程。一设管道外径(保温层内径)为Di，保温层外径为Donf通过保温层的热流量Q’为拈蕊to—ts(1)2州⋯Di‘、。—、’t。●A．口lIt-＼、-．．．一t。口”一D．一圈1保温层传热示意圈保温层向周围环境传递的热量秽为硝一口。丌D。l(t。一乙)在稳

4、态温度场中：Ql=氆联立以上三式得到：(2)(3)啦扣磊事to--ta高“’2蒯⋯Di。口。兀D。￡即通过单位面积的热流量为Q。为2蕊to--t‘(5)若设Q为通过保温层的允许最大热流量，即得到最小保温层厚度的计算公式，如下：西一—O_--FD—i(6)丢Doln瓦Do=A(可t。--t,一i1)(7)式(1)～(7)中．：I——保温材料的导热系数，w／(m·℃)：口。——保温层外表面传热系数，室内及地沟内安装时口。取11．63W／(m2·℃)，室外安装时口。取23．26W／(m2·℃)，计算赴时口。取8．141W／(mz·℃)；Q一不

5、同介质温度下，绝热层外供暖供热暖通空调HV&AC2005年第35卷增刊·339·表面最大允许热损失量，W／m2，见表1及表2，气——管道或设备外表面温度，取介质温度，℃；乙——环境温度，计算函时，冬季运行工况室外安装，t。取一14．Z℃，全年运行工况室外安装，t。取一4．1℃，室内安装时t。取20℃，地沟安装时，t。一20℃(当介质温度为50℃)，ta----30℃(当介质温度为100℃)，t。一40℃(当介质温度为150℃)，计算赴时，t。取为35℃：气——保温层外表面温度，在防烫伤计算中，取60℃。表1冬季运行最大允许热损失量(GB

6、50264—97l笪望：堡鱼丛查雯塑壁!!!!!!竺!!竺!竺!!旦!塑允许最大散热损失／(W／m2)116163203244279308表2全年运行最大允许热损失量(0350264—97J管道设备外表50100150200250300350400450500550600面温度／℃最大允许热损失5893116140163186209227244262279296量／(W／m2)1．1．2防止烫伤保温层厚度岛的计算方法赴：—O_mFD—i(8)将式(1)与(2)相比，得到：扣·n台=喜爱㈤1．1．3防结露的保温层厚度矿的计算在防止保温层外

7、表面结露的管道保温层厚度计算中，应使保温层外径Do满足下列恒等式要求：扣tn茜=妾毽c，。，式中幻——当地气象条件下最热月的露点温度，℃。1．1．4经济保温层厚度艿’的计算在管道保温层经济厚度计算中，应使保温层外径D0满足下列恒等式要求：Doln瓦Do=3．795×1旷√业铲一i22(11)式中Pe——能量价格5P1-——绝热结构单位造价’孓—_绝热工程投资年摊效率。1．1．5由以上分析可见，即使同一保温材料，不同管径的管道，其保温层厚度也不同。而对于一般无特殊要求的设备或管道，其保温层厚度是取最小保温层厚度和经济厚度两者中的较大值。由

8、于式(7)，(9)，(10)及(II)为隐函数方程，须用计算机语言编程来计算结果，在实际应用中，不同保温材料下不同管径所对应的保温层厚度可参见文献[4]。1．2防冻结保温层厚度岛的计算方法敷设在有可能冻结的