甘建红
奥雅纳工程咨询 （上海） 有限公司
摘 要： 采用表面温度法对民用建筑中非低温空调 （送风温度逸15 益） 冷凝水管橡塑材料的防结露最小保冷层厚 度进行了分析计算。 通过计算， 得出了较干燥地区、 较潮湿地区的空调冷凝水管在不同管径下的保冷层最小厚度。 根据计算结果， 将空调冷凝水管的橡塑保冷层厚度按照较干燥地区、 较潮湿地区进行了简化， 为工程师在图纸设 计或制作招标技术标准时提供了参考。
关键词： 空调冷凝水管保冷层最小厚度较干燥地区较潮湿地区表面温度法
Analysis and Calculation of Flexible Rubber Insulation Thickness
of Airconditioning Condensate Pipe in Civil Buildings
GAN Jianhong
Arup Engineering Consulting (Shanghai)Co.,Ltd.
Abstract: The surface temperature method was used to analyze and calculate the minimum thickness of the anticondensation layer of the rubber insulation material of the nonlow temperature airconditioning condensate pipe in
civil buildings.Through the calculation,the minimum thickness of the rubber insulation material of airconditioning condensate pipes in drier areas and wetter areas under different pipe diameters was obtained.According to the calculation results,the thickness of the rubber insulation layer of air conditioning condensate pipe in drier and wetter areas is simplified,which provides a reference for the designers in the design of drawings and the engineers of the consultant company in the production of technical standards for bidding.
Keywords: minimum insulation thickness of airconditioning condensate pipe,drier areas,wetter areas,surface temperature method
收稿日期： 202116 作者简介： 甘建红 （1984~）， 女， 硕士， 工程师， 上海淮海中路 1045号淮海国际广场39楼 （201821）； Email:*****************
0 引言
改革开放以来， 我国经济迅速发展， 人们对于空 气品质的要求也越来越高， 公共建筑设置空调已成为 常态。空调冷凝水管外表面温度通常会低于管道外的 环境温度， 如保温设置不合理， 会造成能源或经济上 的浪费。同时， 管道外表面结露而导致滴水， 破坏建筑 吊顶， 严重的甚至会破坏相应区域的设备， 将造成重 大的财产损失。为减少空调冷热水系统在输送过程中 的能耗损失， 防止空调冷水管道及凝水管道结露而破
坏建筑室内设施， 有必要对空调冷热水管及冷凝水管 道进行保温保冷。
橡塑保温材料具有导热系数低、 防火阻燃、 防潮阻 湿、 减振降噪、 环保健康、 使用寿命长等优点，
加上施工 简便， 外观整洁美观， 且产品不含纤维粉尘， 不会滋生 霉菌等有害物质， 被广泛应用于中央空调中的相关冷 热介质管道或容器。目前， 民用建筑中， 当空调水管介 质温度臆60 益时， 保温保冷材料采用柔性泡沫橡塑的 做法最为常见。因此本文主要讨论采用柔性泡沫橡塑
作为空调冷凝水管的保冷材料的厚度要求。
第 41 卷第 3期 2022 年 3 月
建 筑 热 能 通 风 空 调
Building Energy &Environment Vol.41No.3 Mar.2022.72~74
文章编号： 10030344 （2022） 30724
展示架制作. All Rights Reserved.
国家规范 [12]将国内不同地区按照较干燥地区、 较 潮湿地区分区，同时给出不同气候区的室内空调冷、 热水管的保温保冷层厚度。各设计单位在设计时基本 按照上述规范提供的参考值执行。国家规范对空调冷 凝水管的保冷层厚度未提供参考值，而不同设计单 位、顾问公司对空调冷凝水管保冷层厚度的要求不 同， 且差别较大。根据笔者参与的众多项目， 各设计单 位提供的冷凝水管保温厚度通常在 10mm~25mm不 等。例如， 上海某设计院在黄山某酒店项目设计说明 中要求的空调冷凝水管采用橡塑保冷层最小厚度为 13mm。另一设计院提供的上海桃浦地区某项目空调 冷凝水管采用柔性橡塑保冷的最小厚度要求为20 mm。苏州某设计院提供的苏州某公建项目采用柔性 橡塑进行保冷的厚度要求为20mm。苏州另一设计院 提供的苏州某公建项目的保冷层厚度要求为 25mm。 由此可见， 不同的设计单位对同一气候区的保 冷层厚度要求差异较大， 从13~25mm不等。同时， 由 于出图或招标时间较紧， 大部分设计人员或顾问公司 工程师在施工图设计说明或招标技术文件中提供的 空调冷凝水管道保冷层厚度基本均是按照本单位的 常规要求统一提供， 而没有按照实际项目所属区域进 行区别设计。例如北京某设计院提供的长沙梅溪湖某 公建项目的设计说明中给出的空调冷凝水管橡塑材
料保冷层厚度为10mm。上海某顾问公司在招标文件 中给出的空调冷凝水管保冷层最小厚度要求为 19mm。 这就导致了部分设计院在做跨区 （指较干燥地 区、 较潮湿地区） 的设计项目时， 提出的冷凝水保冷层 厚度要求与实际项目要求不符， 出现偏大或偏小的情 况， 保冷层厚度要求偏大则造成经济上的浪费， 偏小 将导致保温层外表面结露滴水， 对空调冷凝水管经过 的区域造成积水， 影响室内功能房间的使用。
为确保空调冷凝水管保冷层厚度既满足不结露 要求， 又不造成经济上的浪费， 本文将对干燥地区、 潮 湿地区的空调冷凝水管保冷层厚度进行分析计算。
1计算原则及方法
国家规范 [3]对室内空调管道保温保冷层厚度计算 提供了三种不同的方法， 即经济厚度法， 表面温度法 及热平衡法。上述规范给出了管道的保冷层厚度计算 原则， 计算原则如下：
1） 为减少冷损量损失并且防止外表面凝露时， 采 用经济厚度法计算保冷层厚度， 以热平衡法校核其外 表面温度， 该温度应高于环境的露点温度， 否则应加 厚重新核算， 直至满足要求。
2） 为防止外表面凝露时， 采用表面温度法计算保 冷层厚度。
3） 对于工艺上需要控制冷量损失时， 采用热平衡 法计算保冷层厚度， 并校核其外表面温度， 该温
度应高 于环境的露点温度， 否则加厚重新进行核算， 直至满足 要求。
民用建筑的空调冷凝水管通常不作冷凝热回收， 直接排放， 因此， 其保冷层厚度仅需防止管道外表面结 露， 采用表面温度法计算即可。国家规范 [1]中8.5.23条 文解释说明给出了空调冷凝水管坡度 1‰、 3‰时， 不 同管径下空调冷凝水管承担的冷负。常规设计时， 为 了保证冷凝水顺利排除，冷凝水管道坡度一般取逸 3‰。当冷凝水管道坡度为3‰时， 不同管径冷凝水管 道承担的负荷如表1：
表1 不同管径承担的空调冷负荷
根据表1可知，建筑的空调冷凝水管管径不大于 DN150。因此，本文对空调冷凝水管管道按照 DN20~DN150的进行保冷层厚度分析计算。
pam加药2各参数确定及分析计算
通常情况下， 建筑物的空调冷凝水管道由室内空 调设备接至管井内再排至相应的给排水地漏， 排水井 或机房。冷凝水管敷设区域常规为室内空调区域， 空 调机房， 管井或室内其他空调区域， 经过室外的情况极 少， 而室内设置空调的区域在非运营时段的情况与室 内非设置空调区域的情况相似， 因此， 室内设置空调区 域的空调冷凝水管的保冷层厚度可参照室内非空调 区域设置。因此，本文仅对敷设在室内非空调区域的 空调冷凝水管保冷层厚度进行分析计算。而不同湿度 条件对结露的影响较
大， 有必要对不同气候地区的空 调冷凝水管保冷层厚度分别进行计算。国家规范 [12]将 气候区大致分为两类， 即较干燥地区、 较潮湿地区。根 据上述规范定义， 较干燥地区， 是指室内机房环境温度 不高于31益、 相对湿度不大于75%地区。 较潮湿地区， 是指室内机房环境温度不高于33益、 相对湿度不大于 80%的地区。
按照前文所述， 空调冷凝水管保冷对控制冷量损 失无要求，满足防止管道外表面结露即可。空调冷凝 水管的防结露采用表面温度法计算公称直径 直径/mm DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN80 DN100 DN125 DN150
负荷/kW ≤17 17~42 43~230 231~400 401~1100 1101~2000 2001~3500 3501~15000 ＞15000
甘建红： 民用建筑空调冷凝水管橡塑保冷厚度分析计算
第 41 卷第 3 期 ·73·. All Rights Reserved.
DN20~DN150 的保冷层厚度， 参考国家规范 [3]
给出的 圆筒面单层防止表面凝露的保冷层厚度计算， 具体公 式如下：
式中： D 0 为管道的外径， m ； D 1 为管道保冷层的外径， m ；
t 为管道外表面温度， 取介质的正常运行温度 t f ， 益； t a 为环境温度， 益； t d 为露点温度，
与环境温度对应的露 点温度， 益； t s 为保冷层外表面温度，取 t s =t d +(1~ 3)益， 益， 对于聚氨酯泡沫塑料， 当 驻 t =(t a t d )臆2 益时取 下限制， 当 驻 t 逸4 时取上限； a s 为表面换热系数， 即保 冷层外表面周围对周围空气的换热系数，一般取8.14
W/(m 2
K)； 姿为保冷材料热导率， 应按其使用温度修正。 民用建筑中的空调冷凝水管多采用柔性橡塑材
料进行保冷防结露。根据国家规范 [1]
中附录K.0.22表 下注释： 橡塑保温材料的导热系数公式：
姿 =0.034+0.00013t m
（3）
其中， 平均温度 t m =(t +t s
)/2。 综上所述， 可得出较干燥地区、 较潮湿地区的空 调冷凝水管道保冷层厚度计算公式中各项参数
如下： 1）
t —— —管道外表面温度， 取介质的正常运行温度 t f 。对于民用建筑，
经冷盘管处理后的空调送风温度通 常不低于15 益，冷凝水管外表面温度t 则可按 15 益 取值。
2） t a —— —对于较干燥地区， t a =31 益， 对于较潮湿地 区， t a =33 益。 3） t d —— —对于较干燥地区， 按照 t a =31 益， 相对湿 度 75%，得出露点温度为 26 益，对于较潮湿地区， t a
=33 益， 相对湿度80%， 得出露点温度为29.1 益。 4）
t s —— —基于橡塑材料的性能，外表面温度按高 于露点温度1 益取值。对于较干燥地区， t d =（26+1） = 27益， 对于较潮湿地区， t d = （
29.1+1） 益=30.1 益。 5） 姿 =0.034+0.00013t m ， 将 1、 4 条的数据代入公式 t m =(t +t s
)/2， 得出 对于较干燥地区， 姿 =0.034+0.00013(15+27)/2= 0.03673。
对于较潮湿地区， 姿 =0.034+0.00013(15+30.1)/2= 0.0369315。
6） a s
—— —表面换热系数， 取8.14W/ （m 2
双氧水稳定剂·K ）。 将上述参数代入式
（1）， 利用excel 表格中的数据 模拟分析中的单变量求解方法，可求出较干燥地区、
较潮湿地区在不同管径下的空调冷凝水管橡塑保冷
层外径 D 1 ， 并将 D 0 及求解出的 D 1 代入式 （2） 中， 并将 计算结果向上取整后， 可求出不同管径下较干燥地区 及较潮湿地区的空调冷凝水管橡塑保冷层厚度则如 表2：
表2 较干燥地区的空调冷凝水管
橡塑保冷层最小厚度
表3 较潮湿地区的空调冷凝水管
橡塑保冷层最小厚度
根据计算结果可知， 较干燥地区与较潮湿地区的
空调冷凝水管橡塑保冷层的厚度差异较大， 而空调冷 凝水管道直径对保冷层厚度影响较小。较干燥地区的 空调冷凝水管保冷层最小厚度为11mm ~13mm ， 较潮 湿地区的空调冷凝水管保冷层最小厚度为 17mm ~ 22mm 。
防眩通路灯
3 结论
民用建筑空调冷凝水管坡度通常逸3‰， 空调冷凝 水管管径在DN20~DN150范围可满足要求。 空调冷凝 水管保冷材料主要采用柔性泡沫橡塑，
设置保冷层厚 度主要是为了防止管道外表面结露。根据规范 [3]
采用 表面温度法对空调冷凝水管防结露保冷层厚度进行 计算，得出不同气候区的非低温送风（送风温度逸15 益）空调冷凝水管道管径在 DN20~DN150 范围内时，
采用橡塑绝热材料保冷厚度要求如下：
1）
较干燥地区， 保冷层的最小厚度要求为 11~ 13mm ，
具体为： 公称直径 DN25 及以下的保冷层最小 厚度为11mm ；公称直径逸DN32且臆65的保冷层最
小厚度为 12mm ；公称直径逸DN80 的保冷层最小厚 度为13mm 。
2） 较潮湿地区， 保冷层的最小厚度要求为 17~ 22mm ，
具体为： 公称直径 DN20 及以下的保冷层最小 厚度为 17mm ；甲基化引物设计
公称直径 DN25、DN32 的保冷层最小 厚度为18mm ；
公称直径 DN40、DN50 的保冷层最小 厚度为19mm ；公称直径DN65、
DN80的保冷层最小 厚度为20mm ；公称直径DN100、
DN125的保冷层最 小厚度为21mm ；
公称直径DN150的保冷层最小厚度 为22mm 。
( ) ( )
11 000 2 ln s s a s t t D D
D D D a t t l - = - g 0 1
0 1 2 D D D d æö =
- ç
÷ èø
（1） （2）
直径/mm DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN70 DN80 DN100 DN125 DN150 厚度/mm
11
11
12
12
12
12
13
13
13
13
直径/mm DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN70 DN80 DN100 DN125 DN150 厚度/mm
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
（下转71页）
2022年
建 筑 热 能 通 风 空 调 ·74·. All Rights Reserved.
然对流到室内， 为室内供暖， 效果比较明显。 图8 室内温度变化趋势
2.6 输出功率尧发电量
1）
输出功率 从图9 可以看出，
晴天时输出功率从8:00开始呈 抛物线上升，
12:30左右达到最大， 随后开始下降， 中间 小的波动较多， 晴间多云天气波动较大，
由于西侧树 林的影响， 15:00以后1#发电功率降低较多。取9:00~ 15:00阳光较好时间段，四个单元发电功率平均值分 别为：
251.1W 、 266.4W 、 272.3W 、 268.8W ， 3# 最大， 1# 最小， 这和光伏组件背板温度的温度规律一致， 说明 降低光伏组件温度确实能提高发电功率。从曲线也可 以看出， 在 10:00~15:00 时间段， 由于光伏组件背板温
度高，
1#单元发电功率也明显小于其它3个单元。 图9 发电功率对比分析
2）
发电量 4个实验单元的每日发电量统计见表1，
即使有西 侧树林的因素 （15:00以后， 先遮挡1#单元， 以此类推， 最后遮挡4#单元）
，
当日发电量3#单元发电量最大， 1#单元发电量最小，
和输出功率的趋势一致。 表1 每日发电量统计
3 结论及建议
1）
光伏背板温度， 空腔温度与室外环境温度及辐 照度密切相关。 环境温度高， 辐照度大， 则其温度越高。 中午时间段， 光伏组件温度比环境温度高 30耀 40益， 为 避免光伏组件温度过高，提高光伏组件寿命及发电 量， 需采取一定的散热措施。
2） 通过实验数据分析， 3# 外循环模式散热效果最 好，其次为 4# 内循环模式，
2# 开缝模式散热效果较 差，
1#密闭模式效果最差。 光伏组件的输出功率、 当日 发电量也是3#单元最大，
1#单元最小。在无供暖需求 的夏热冬暖地区，
BIPV 建筑适合采用外循环模式。在 有供暖需求的寒冷及严寒地区， 适合采用内循环模式。
3） 4#内循环盒子电动窗开启时：在晴天工况下， 可提升室内温度9耀 10
益，多云工况下可提升5耀 6 益， 既说明内循环模式利用光伏余热供暖的效果较好， 也 说明辐照度是影响室内温升的主要因素。
参考文献
[1]
黄莹. 太阳能光电光热住宅建筑一体化 （BIPV/T ） 方案设计与 研究[D]. 南京：东南大学,2013
3.6日
3.7日 3.9日 3.13日 1#单元（kW ）
1.2
2.0 1.5 1.5 2#单元（kW ） 1.4 2.2 1.7 1.5 3#单元（kW ） 1.5 2.3 1.7 2.0 4#单元（kW ）
1.4
2.3
1.7
2.0
由此可见， 相同气候分区范围内， 尤其是较干燥 地区，空调冷凝水管径规格对保冷层厚度的影响较
小， 而不同气候分区之间的空调冷凝水管最小保冷层 厚度相差较大。因此， 实际设计中需要按照较干燥区 和较潮湿区分别设置保冷层最小厚度。当空调冷凝水 管采用柔性橡塑材料保冷时， 结合市场上主要厂家的 橡塑绝热材料规格， 可简化为： 较干燥地区的保冷层 最小厚度可按13mm 设置。 较潮湿地区保冷层最小厚
度可区分档位设置，
DN50 及以下按 19mm 设置， DN50以上保冷层厚度按22mm 设置。
参考文献
[1]GB507362012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S]. [2]GB 501892015公共建筑节能设计标准[S]. [3]
GB/T 81752008设备及管道绝热设计导则[S].
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秦继恒等： 光伏热效应实验单元散热及余热利用的实验研究 第 41 卷第 3 期 ·71·
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