浅谈北⽅寒冷地区给排⽔管道设备保温防冻措施
摘要：针对该我国北⽅寒冷地区各建筑物单体及⼩区在冬季时常发⽣的给排⽔管道设备冻结、冻裂、爆管的现象，从给排⽔系统设计⾓度出发，提出给排⽔管道设备在保温防冻设计时应采取的技术措施。
关键词：保温防冻保温绝热层
在我国北⽅寒冷地区的严冬季节给排⽔管道设备常因保温防冻措施不到位、不完善⽽造成管道设备冻裂、爆管的现象，如管道内⽔流不畅、上下⽔冻结、管道设备冻坏、漏⽔等，失去应有的输⽔、计量等功能，给⼈们的⽣活带来诸多不便，造成不必要的⿇烦与经济损失。因此，科学合理地设计给排⽔管道设备的保温防冻措施成为建筑给排⽔专业⼀项重要⼯作。
1室外给排⽔管道设备
1.1、管道
室外给⽔管道埋地敷设时，管顶最⼩覆⼟深度不得⼩于⼟壤冰冻线以下0.15m；室外排⽔管道埋地敷设时，管道埋设深度不得⾼于⼟壤冰冻线以上0.15m。特别地，当采⽤埋地排⽔塑料管道时，室内⽣活污
⽔排出管埋设深度可不⾼于⼟壤冰冻线以上0.50m。此外，室外埋地管道施⼯时应确保管道回填⼟的密实度：管顶上部500mm以内不得回填直径⼤于100mm的块⽯和冻⼟块，500mm以上部分回填⼟中的块⽯或冻⼟块不得集中。
1.2、设备
1.2.1、倒流防⽌器
倒流防⽌器宜明装，特别地，在⽣活饮⽤⽔回流污染危害程度为低等级的背压回流情况时可采⽤双⽌回阀型室外地下安装⽅式。在有结冻可能的地区，倒流防⽌器阀组宜设置在采暖房间，双⽌回阀型倒流防⽌器可设在冰冻线下阀门井⾥，井盖可采⽤双层保温井盖。 倒流防⽌器室外埋地安装时，应设于专⽤钢筋混凝⼟阀门井内，严禁直埋，其排⽔出⼝也不能被⽔淹没。出于隔断安全性的要求，可设置与倒流防⽌器井相应的排⽔检查井。倒流防⽌器井应是整体防渗结构，进出管也应是套管密封结构。安装排⽔引管将倒流防⽌器的排⽔引⾄排⽔检查井。其中，排⽔引管不得与排污管系统直接连通，其出⼝应有不⼩于300mm的空⽓隔断，向下的出⼝设置防⾍⽹罩。排⽔引出管道上不得设置可以⼈为启闭的控制阀门。对于严寒地区，可在倒流防⽌器井内底部设置潜污泵，提升排⽔，并在倒流防⽌器排⽔出⼝设置漏⽔报警器，监控漏⽔情况。
可视化智慧水务1.2.2、室外给排⽔管道附属构筑物
室外给⽔管道附属构筑物图籍中指出：当地采暖计算温度＜－20℃的地区须做保温；砖砌井做保温井⼝及⽊制保温盖板，⽊制保温盖板材料为松⽊，采⽤热沥青防腐，并且盖板底距离地⾯不⼩于500mm。但笔者认为应调研⼯程所在地的室外管线实际情况，不应局限于当地采暖计算温度。
⼀般⽽⾔，当地计算采暖温度为-10℃～-15℃时，室外给排⽔构筑物均应设置保温井⼝，Ⅰ型钢筋混凝⼟隔油池设置保温盖板（板厚30mm）；当地计算采暖温度为-16℃～-20℃时，应在保温盖板上铺设保温材料进⾏保温，且池内⽔⾯应低于当地冰冻线。
绿地浇灌及⽔景补⽔管道在寒冷季节⽤完后应⽴即把⽔泄空。低点设置的泄⽔井⼀般将较深，⼈⼯操作不便，可以采⽤防冻阀产品。
2 室内给排⽔管道设备
2.1、保温绝热层
阉母鸡敷设在有可能结冻的房间、地下室及管井、管沟等处的给⽔管道应有防冻措施。给⽔排⽔技术措施中指出，为防⽌环境温度低于0℃的时段内管内结冻，⾦属管可按下列公式计算保温层厚度（当计算厚度⼩于25mm 时仍采⽤25mm ）
ln (d+δ)/d =2πλ{3.6KZ/[(G 1C 1+G 2C 2)ln(t 1-t 0)/(t 4-t 0)]－R1}………….. （1）式中d ——管道外
rgd-208径（m ）；
δ——保温层厚度（m ）；
λ——选⽤保温材料的导热系数[W/(m ·℃)]，见表1；
K ——⽀、吊架影响修正系数，⼀般室内管道K=1.2；
Z ——保持不结冻的时间（h ）；
G 1——单位长度内⽔的重量（kg/m ）；
C 1——⽔的⽐热[kJ/(kg ·℃)]，按4.186计；
G 2——单位长度管道的重量（kg/m ）；
C
2——管道材料的⽐热[kJ/(kg ·℃)]，钢材、铸铁按0.480计；
t 1——管内⽔温（℃）；
t 0——周围环境⽔温（℃）；
t 4——⽔温的终温（℃），按0℃计；
高效除雾器
R 1——管道保温层外表⾯到周围空⽓的放热阻⼒[（m ·℃）/W ]，见表2。
管道和设备保温图籍中指出在保温绝热层的计算中，⽆采暖房间⾥环境温度取年平均温度；有采暖房间⾥环境温度取采暖设计温度，通常为18℃或20℃。以青岛为例，地下⽔温4℃。在不采暖的条件下，为保持12h 不结冻，不同管径的钢管，采⽤泡沫橡塑的保温层厚度即δ（mm )值见表4。
若是⽔温60℃，在不采暖的条件下，为保持24h不结冻，不同管径的钢管，采⽤泡沫橡塑的保温层厚度即δ（mm )值见表5。
手压式旋转拖把
⽽查⾦属管道泡沫橡塑制品保温厚度表，在环境温度10℃、⽔温60℃的条件下，保温层厚度如表6。
对⽐分析表4、表5和表6可以看出，计算保温层厚度的公式不适于环境温度＞0℃的情况，如表4中环境温度为12.2℃时，保温层厚度却⼩于0。环境温度＜0℃时，⾦属管道外径与保温层厚度成反⽐。管径越⼩，δ值越⼤；当管径DN=25时，δ急剧变⼤。因此建议⼩管径管道需要保温时，设置电伴热保温防冻。
2.2、给排⽔系统设置
2.2.1、给⽔及消防系统
给⽔⽔平管道设置坡度坡向泄⽔，⽅便在试压冲洗及维修时能及时排空管道内的积⽔，尤其在冬季寒冷未正式采暖时，管道内如有残存积⽔易冻结。此外，在国家规定的⾮采暖地区，且极限最低温度低于－4℃时，室内公共部位的分户⽔表或邻近西北两侧外墙的⽔表应采⽤⼲式⽔表。如采⽤湿式⽔表应做保温处理。
⾮采暖的⼚房（仓库）内消⽕栓系统，可采⽤⼲式系统，进⽔管上应设置快速启闭装置（⼲式报警阀或电动阀），管道最⾼处设置⾃动排⽓阀。平时为⼲式管⽹，发⽣⽕灾时充⽔灭⽕；灭⽕结束后，放空管道防冻。给⽔⼲管末端的消⽕栓进⽔管上设置⾃动排⽓阀。
消⽕栓给⽔系统原理图
⾃动排⽓阀安装⽰意图
不设采暖的地下车库，⽓温0℃以下时势必对车库内消防系统造成不利影响。通常采取下列措施：①预作⽤⾃动喷淋系统报警阀前湿式管道保温层加厚；
②采⽤防冻湿式系统，防冻液应符合国家和地⽅有关卫⽣标准。
2.2.2、排⽔系统
伸颈通⽓⽴管的管径在最冷⽉平均⽓温低于-13℃的地区，⽐如锦州，应在室内平顶或吊顶以下0.3m处将管径放⼤⼀级。
放线架
少量排⽔在附壁螺旋流的状态下，随着温度降低，附壁⽔会结冻并且厚度增加，因此⽴管中不能存⽔，即使是压⼒流的排⽔形式。将排⽔泵的出⽔管设置如下图所⽰。
3 结语
给排⽔管道设备保温防冻的重要性在寒冷季节最为突出。为此，本⽂针对保温防冻作出⼀定的分类总结，希望对今后的设计施⼯⼯作有所帮助。
参考⽂献
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