第一章__水暖管道施工基礎知識

1、第一章 水暖管道施工基礎知識 第一節(jié) 管道系統元件DN及PN 一、公稱直徑DN管道工程中，管子種類繁多，管子的大小通常用管外徑D和管內徑d表示，量度使用過程中，由于用途不一，需要多種直徑相應的管路附件（包括管件、閥門、法蘭等），這樣，管材和附件的直徑尺寸就相當多，給制造、設計和施工造成了不便，為了能批量生產、降低成本，提高效益，使管道系統元件具有通用性和互換性，必須對管子和管路附件實行標準化，而公稱直徑又是管道工程標準化的重要內容。所謂公稱直徑就是各種管道元件的通用口徑，又稱公稱尺寸（現在國際上普遍使用公稱尺寸這一稱謂）、公稱通徑、公稱口徑，用符號DN表示，DN是用于管道系統元件的字母和數字組

2、合的尺寸標識。它由字母DN和后跟無因次的整數數字組成。這個數字與端部連接件的孔徑或外徑（用mm表示）等特征尺寸直接相關。現行管道元件的公稱直徑按GB/T1047-2005之規(guī)定，列表1-1。表1-1 管道元件的DN（公稱直徑）（GB/T10472005） DN6 DN40 DN200 DN600DN1400DN2600 DN4000 DN8 DN50 DN250 DN700 DN1500 DN2800 DN10 DN65 DN300 DN800 DN1600 DN3000 DN15 DN80 DN350 DN900 DN1800 DN3200 DN20 DN100 DN400 DN1000 D

3、N2000 DN3400 DN25 DN125 DN450 DN1100 DN2200 DN3600 DN32 DN150 DN500 DN1200 DN2400 DN3800注：1除在相關標準中另有規(guī)定，字母DN后面的數字不代表測量值，也不能用于計算目的。 2采用DN標識系統的那些標準，應給出DN與管道元件的尺寸的關系，例如DN/OD或DN/ID。二、管道元件公稱壓力PNPN是與管道系統元件的力學性能和尺寸特性相關、用于參考的字母和數字組合的標識。它由字母PN和后跟無因次的數字組成。管道的公稱壓力列于表1-2。表1-2 管道元件的PN（公稱壓力） （GB/T10482005） DIN系列 P

4、N2.5 PN6 PN10 PN16 PN25 PN40 PN63 PN100 ANSI系列 PN20 PN50 PN110 PN150 PN260 PN420 注：必要時允許選用其他PN值 關于公稱壓力PN需做如下解釋： 字母PN后面的數字不代表測量值，不應用于計算目的，除非在有關標準中另有規(guī)定。 除與相關的管道元件標準有關聯外，術語PN不具有意義。 管道元件許用壓力取決于元件PN的數值，材料和設計以及允許工作溫度等，許用壓力在相應標準的壓力-溫度等級表中給出。 具有同樣PN和DN數值的所有管道元件同與其相配的法蘭應具有相同的配合尺寸。 以上是GB/T10482005關于公稱壓力PN的定義和

5、注釋。這樣的解釋令一般讀者有點費解。特別是初級讀者和已經習慣了GB104870和GB104890對公稱壓力定義的讀者。為了把公稱壓力PN說得更清楚一些，我們有必要回顧一下GB104870和GB104890對公稱壓力PN的解釋。 （1）GB104870對公稱壓力的解釋 公稱壓力是為了設計、制造和使用方便而規(guī)定的一種標準壓力，用Pg表示，其后附加壓力數值。公稱壓力數值上正好等于第一級工作溫度下最大工作壓力。 （2）GB104890對公稱壓力的解釋 公稱壓力是指與管道元件的機械強度有關的設計給定壓力，用PN表示，其后附加壓力數值，單位是MPa。如公稱壓力4.0MPa，記為PN4.0MPa。 通過以上

6、比較，毫無疑問GB/T10482005關于公稱壓力PN的定義和注釋是嚴謹而抽象的。我們可以這樣理解：PN是與管道系統元件的力學性能和尺寸特性相關、用于參考的字母和數字組合的標識，數值上等于基準溫度下最大允許工作壓力。不同材料的制品，其基準溫度不同。塑料制品的基準溫度為20，碳鋼制品的基準溫度是200，合金鋼制品的基準溫度是250，銅制品的基準溫度是120，鑄鐵制品的基準溫度是120。公稱壓力PN對應于準溫度下的最大允許的工作壓力見表1-3。表1-3 公稱壓力PN對應于基準溫度下的最大允許工作壓力PN2.5610162025405063100110150260420PmaxMPa0.250.61

7、1.622.5456.31011152642bar2.5610162025405063100110150260420第二節(jié) 熱塑性塑料管材公稱外徑、公稱壓力、通用壁厚 塑料加熱后軟化具有可塑性，可制成多種形狀的制品，冷卻后又結硬，可多次加熱，反復成型，這類塑料是熱塑性塑料。常用的熱塑性塑料有聚氯乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、有機玻璃等。用熱塑性塑料制成的管子是熱塑性塑料管。常用的熱塑性塑料管有：硬聚氯乙烯塑料管、聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）塑料管等。一、流體輸送用熱塑性塑料管材公稱外徑、公稱壓力 1術語 （1）公稱外徑dn 管材或管件插口外徑的規(guī)定數值，單位為mm。在

8、熱塑性塑料管材系統中，它適用于除法蘭和用螺紋尺寸表示的部件外的所有熱塑性塑料管道系統部件。為便于參考采用整數值。公稱外徑是管材產品標準中規(guī)定的最小平均外徑dem，min。 （2）外徑de 1）平均外徑dem。管材或管件插口端任意橫斷面的外圓周長除以，并向大圓整到0.1mm得到的數值。 2）最小平均外徑dem，min。在管材產品標準中規(guī)定的平均外徑的最小允許值，數值上等于公稱外徑dn。 （3）壓力 1）公稱壓力PN。公稱壓力PN是與管道系統部件的力學性能相關用于參考的標識。是指管材在溫度為20時，最大的允許工作壓力。2）最大允許工作壓力PPMS?？紤]總體使用（設計）系數C后確定的管材允許壓力，單

9、位為MPa。3）工作壓力。系統設計輸送介質的壓力。 （4）置信下限 置信下限是一個用于評價材料性能的應力值，指該材料制造的管材在20、50年的內水壓下，置信度為97.5%時，預測的長期強度的置信下限，單位為MPa。 （5）最小要求強度MRS 最小要求強度MRS是將20、50年置信下限的值按GB/T321的R10或R20系列向下圓整到最接近的一個優(yōu)先數得到的應力值，單位為MPa。當置信下限的值小于10MPa時，按R10系列圓整，當大于等于10MPa時，按R20系列圓整。MRS是單位為MPa的環(huán)應力值。 （6）總體使用（設計）系數C 總體使用（設計）系數C是一個大于1的數值，它的大小考慮了使用條件

10、和管路其他附件的特性對管系的影響，是在置信下限所包含因素之外考慮的管系的安全裕度。（7）溫度 1）設計溫度TD。水輸送系統溫度的設計值，單位為。 2）最高設計溫度Tmax。僅在短期內出現的設計溫度TD的最高值。 3）故障溫度Tmal。當控制系統出現異常時，可能出現的超過控制極限的最高溫度。2公稱外徑dn 、公稱壓力PN、最小要求強度MRS的選定 （1）公稱外徑dn 公稱外徑dn 應從表1-4中選定。（2）公稱壓力PN公稱壓力PN應從表1-5中選定。（3）最小要求強度MRS最小要求強度MRS應從表1-6中選定。表1-4 公稱外徑dn的允許值 mm（摘自GB/T4217-2008）2.510401

11、2525050010003125014028056012004166316031563014005207518035571016006259020040080018008321102254509002000 表1-5 公稱壓力級別PN（對應最大允許工作壓力PPMS）（摘自GB/T4217-2008）PN12.53.24566.381012.51620PPMSMPa0.10.250.320.40.50.60.630.81.01.251.62.0bar12.53.24566.381012.51620如要求更高的公稱壓力，應從GB/T321中的R5系列或R10系列選取表1-6 最小要求強度允許值MR

12、S MPa （摘自GB/T4217-2008）12.56.312.52031.51.253.1581422.435.51.54101625402511.21828 注：從1到10的各個值選自GB/T321中的R10系列（增量25%），大于10的值選自GB/T321中的R20系列（增量12%）二、熱塑性塑料管材通用壁厚 1術語 （1）壁厚 1）公稱壁厚en。用于表示管材壁厚的一個數值，單位為mm。它等于任一點最小允許壁厚ey，min經圓整后的數值。 2）任意一點壁厚ey。管材或管件上任意一點測得的壁厚 。 3）最小壁厚emin。管材或管件圓周上任意一點壁厚的規(guī)定最小值。4）最大壁厚emax。管材

13、或管件圓周上任意一點壁厚的規(guī)定最大值。（2）設計應力在規(guī)定條件下的允許應力，等于最小要求強度（單位為MPa）除以總體使用系數C。 （1-1） （3）標準尺寸比SDR管材的公稱外徑與公稱壁厚的比值，按公式SDR=dn/en計算并按一定規(guī)則圓整。SDR由公式（1-2）、（1-3）之一計算。 (1-2) 或 (1-3)式中 dn 管材公稱外徑，mm； en 管材公稱壁厚，mm； MRS最小要求強度，MPa； PPMS最大允許工作壓力，MPa； C總體使用(設計)系數； 設計應力，MPa。 給定SDR的值，用產品標準中規(guī)定的MRS和C可以按（1-4）、（1-5）計算出最大允許工作壓力PPMS。 (1-

14、4)或 (1-5) （4）管材系列S 管材系列簡稱管系列，用S表示，是一個與公稱外徑和公稱壁厚有關的無量綱數值，按下式計算： （1-6） 對于壓力管管系列S可表達為： （1-7）式中 誘導應力，MPa；P內壓，MPa。 （5）靜液壓應力 管材充滿有壓液體時，管壁所受到的應力，單位為MPa，它與壓力、壁厚和外徑的關系： （1-8）式中 P管道靜液壓力，MPa； de管材的外徑，mm； e管材的壁厚，mm。 2壁厚值的計算 熱塑性塑料壓力管由下面二個公式之一計算： （1-9） （1-10）式中 en公稱壁厚，mm； dn公稱外徑，mm； 誘導應力，MPa； P設計工作壓力，MPa； S管材系列數。

15、式（1-9）、（1-10）也適用于表達最大允許壓力PPMS以及設計應力間的關系。 （1-11）三、熱塑性塑料管材及管件的使用級別 熱塑性塑料管材及管件的使用條件分為5個級別，見表1-7，每一個級別均對應一個50年的設計壽命下的使用條件。在一些地區(qū)因特殊的氣候條件，也可以使用其他分級。 表1-7 使用條件級別(GB/T18991-2003)使用條件級別工作溫度To/在To下的使用時間a /年最高設計溫度Tmax /在Tmax下使用的時間 /年故障溫度Tmal /在Tmal下的使用時間 /h 應用舉例1604980195100供熱水(60)2704980195100供熱水(70) 3b304020

16、25504.565100 地板下的低溫供熱440602025702.5100100地板下供熱和低溫暖氣5c60802510901100100較高溫暖氣 注：a 當時間和相關溫度不止一個時，應當疊加處理。由于系統在設計時間內不總是連續(xù)運行，所以對于50年的使用壽命來講，實際操作時間并未累計到達50年，其他時間按20考慮。 b 僅在故障溫度不超過65適用。 c 本標準僅適用于To、Tmax、和Tmal的值都不超過表1-7中第5級的閉式系統。第三節(jié) 塑料管道施工術語與代號 一、術語1給水塑料管道（1）給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管 以聚氯乙烯（PVC）樹脂為主要原料，加入了符合國家標準的管材所必需

17、的添加劑組成的混合料（混合料中不允許加入增塑劑），經擠出成型的管材，記為PVC-U管（2）氯化聚氯乙烯(PVC-C)管以氯化聚氯乙烯樹脂 (PVC-C)為主要原料，加入了為提高其加工性能而又符合國家標準所必需的添加劑經擠出成型的冷熱水用管材，記為PVC-C管。（3）給水用聚乙烯（PE）管1）聚乙烯混配料。以聚乙烯基礎樹脂，加入必要的抗氧化劑、紫外線穩(wěn)定劑和顏料制造而成的粒料。2）給水用聚乙烯（PE）管。給水用聚乙烯(PE)管是以聚乙烯混配料為主要原料，經擠出成型的管材，記為PE給水管。 （4）交聯聚乙烯（PE-X）管 以密度大于等于0.94g/cm3的聚乙烯或乙烯共聚物，添加適量助劑，通過化學

18、的或物理的方法，使其線型的大分子交聯成三維網狀的大分子結構管。通常記為PE-X管。（5）耐熱聚乙烯（PE-RT）管 以乙烯和辛烯共聚制成的特殊的線型中密度乙烯共聚物，添加適量助劑，經擠出成形的熱塑性管，記為PE-RT管。（6）給水用鋼骨架聚乙烯復合管 給水用鋼骨架聚乙烯復合管是以連續(xù)纏繞焊接成型的網狀鋼絲骨架與聚乙烯（中密度或高密度）熱塑性樹脂，以擠出方式復合成型的聚乙烯塑料復合管。（7）鋼絲網骨架塑料（聚乙烯）復合管鋼絲網骨架塑料（聚乙烯）復合管是以纏繞鋼絲網為中間層，內外層為塑料，采用專用熱熔膠，通過擠出成型方法復合成一體的管材。 （8）無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R） 丙烯和另一種烯烴單體（或

19、其他多種烯烴單體）共聚而成的無規(guī)共聚物，烯烴單體中無烯烴外的其他官能團。 （9）耐沖擊共聚聚丙烯（PP-B）也稱為嵌段共聚聚丙烯，由均聚聚丙烯（PP-H）和無規(guī)共聚聚丙烯PP-R與橡膠形成的兩種或多相丙烯共聚物。橡膠相是由丙烯和另一種烯烴單體（或多種烯烴單體）的共聚物組成。該烯烴單體中無烯烴外的其他官能團。（10）無規(guī)共聚聚丙烯管 以丙烯和適量乙烯的無規(guī)共聚物，添加適量助劑，經擠出成型的熱塑性管，記為PP-R管。 （11）耐沖擊共聚聚丙烯管 耐沖擊共聚聚丙烯管也稱為嵌段共聚聚丙烯管，以丙烯和乙烯嵌段共聚物，添加適量助劑，經擠出成形的熱塑性管，記為PP-B管。 （12）聚丁烯（PB）管聚丁烯(P

20、B)管材是用聚丁烯(PB)管用料為原料，經擠出成型的管材。（13）鋁塑復合管 內層和外層為交聯聚乙烯或耐高溫聚乙烯、中間層為增強鋁管、層間采用專用熱熔膠，通過擠出成型方法復合而成的管材。 （14）熱熔連接 由相同牌號熱塑性塑料制作的管材、管件相互連接時，采用專用加熱工具將連接部位加熱使其熔融，再施壓連接成一體的連接方式。（15）電熔連接相同牌號的熱塑性塑料管材連接時，套上特制的電熔管件，由電熔連接機具對電熔管件進行通電，依靠電熔管件內部預先埋設的電阻絲產生所需要的熱量進行熔接，冷卻后管材與電熔管件連接成為一個整體的連接方式。（16）法蘭連接由熱塑性塑料法蘭連接件及套入的金屬法蘭盤組成活套法蘭的

21、連接方式。法蘭連接件與管材可采用熱熔連接或粘接。（17）機械式連接由金屬材料或高強度塑料制作的管件，用專用工具通過機械緊固和密封，使管材與管件緊密連接的連接方式。 （18）卡套連接 由帶鎖緊螺帽和絲扣管件組成的專用接頭而進行管道連接的一種連接形式。 （19）設計壓力PD 在設計選定的工作水溫、預期壽命的條件下，管道系統設計的最高工作壓力。 （20）最小通徑 表示管件通水截面的最小直徑。 （21）最大不圓度 管材或管件插口端同一截面測量最大外徑與最小外徑的差值，或者承口端橫截面測量最大內徑與最小內徑的差值。 （22）自然補償 利用管道敷設過程中的自然彎曲（如L形、Z形等）吸收管道因溫度變化產生的

22、伸縮變形，稱為自然補償。 （23）自由臂 自然補償時，利用轉彎管段的懸臂位移，吸收管道自固定點起到轉彎處的伸縮變形，該對應的轉彎管段稱為自由臂。 （24）偏置 在管路中采用一組彎頭配件，使管線偏離但又平行于原來的管軸線。 （25）固定支架 使管道在X、Y、Z三維空間均不產生位移的支架。 （26）滑動支架 允許管道沿軸向產生位移的支架。（27）分水器 具有多個配水管接頭的配水連接件。（28）管道配件 管道與管道或管道與設備連接用的各種零、配件的統稱。 2排水塑料管道 （1）伸縮節(jié) 用于補償系統使用時的溫度與安裝時環(huán)境溫度不同導致管道產生縱向伸縮的管道元件。 （2）防火套管 由耐火材料和阻燃劑制成

23、的，套在塑料排水管外壁可阻止火勢沿管道貫穿部位蔓延的短管。 （3）阻火圈 由阻燃膨脹劑制成的，套在硬塑料排水管外壁可在發(fā)生火災時將管道封堵，防止火勢蔓延的套圈。 （4）H管 用于通氣立管與排水立管連接起結合通氣管的管件。 （5）補氣閥能自動補入空氣，平衡排水管道內壓力的單向空氣閥。 （6）公稱環(huán)剛度SN 經過圓整的管材、管件的環(huán)剛度數值，表明管材環(huán)剛度或管件環(huán)剛度要求的最小值。 3地面輻射供暖 （1）低溫熱水地面輻射供暖 以溫度不高于60的熱水為熱媒，在加熱管內循環(huán)流動，加熱地板，通過地面以輻射和對流的傳熱方式向室內供熱的供暖方式。 （2）分水器 水系統中，用于連接各路加熱管供水管的配水裝置。

24、 （3）集水器 水系統中，用于連接各路加熱管回水管的匯水裝置。 （4）面層 建筑地面直接承受各種物理和化學作用的表面層。 （5）找平層 在墊層或樓板面上進行找平找坡的構造層。 （6）隔離層 防止建筑地面上各種液體或地下水、潮氣透過地面的構造層。 （7）填充層 在絕熱層或樓板基面上設置加熱管或發(fā)熱電纜用的構造層，用以保護加熱設備并使地面溫度均勻。 （8）絕熱層 用以阻擋熱量傳遞，減少無效熱耗的構造層。 （9）伸縮縫 補償混凝土填充層、上部構造層和面層等膨脹或收縮用的構造縫。 4聚乙烯燃氣管道（1）燃氣用聚乙烯（PE）管燃氣用聚乙烯(PE)管是以聚乙烯混配料為主要原料，經擠出成型的管材，記為PE燃

25、氣管。（2）燃氣用聚乙烯管件用聚乙烯混配料通過注塑成型等工藝生產的管件。 （3）聚乙烯燃氣管道由燃氣用聚乙烯管材、管件、閥門及附件組成的管道系統。（4）鋼骨架聚乙烯復合管道鋼骨架聚乙烯復合管道由鋼骨架聚乙烯復合管和管件組成。鋼骨架聚乙烯復合管包括：鋼絲網（焊接）骨架聚乙烯復合管、鋼絲網（纏繞）骨架聚乙烯復合管、孔網鋼帶聚乙烯復合管。 1）鋼絲網（焊接）骨架聚乙烯復合管。是以聚乙烯混配料為主要原料，經、緯鋼絲以一定螺旋角焊接成管狀的鋼絲網為增強骨架，經擠出復合成型工藝生產的管材。 2）鋼絲網（纏繞）骨架聚乙烯復合管。是以聚乙烯混配料為主要原料，斜向交叉螺旋式纏繞鋼絲為增強層，經擠出復合成型工藝生

26、產的管材。3）孔網鋼帶聚乙烯復合管。是以聚乙烯混配料為主要原料，焊接成管狀的孔網鋼帶為增強骨架，經擠出復合成型工藝生產的管材。（8）溫度對工作壓力的折減系數。管道在20以上溫度連續(xù)使用時，工作壓力比在20時減少的系數。（5）聚乙烯焊制管件從聚乙烯管材上切割的管段，采用角焊機熱熔對接焊制的管件。（6）鋼塑過渡接頭由工廠預制的用于聚乙烯管道與鋼管連接的專用管件。（7）示蹤線燃氣管道施工時，隨管走向敷設的、通過專用設備能探測到管道位置的金屬導線。（8）警示帶提示地下有城鎮(zhèn)燃氣管道的標識帶。（9）拖管法敷設沿溝槽拖拉管道入位的敷設方法。（10）喂管法敷設在機械開槽的同時將聚乙烯管道埋入溝槽的敷設方法。（11）非開挖施工不開挖或極少開挖路面的管道敷設方法。（12）水平定向鉆進法敷設采用水平定向鉆進技術開鉆先導孔，回拉擴孔，同時敷設聚乙烯管道的方法。（13）導向鉆進法敷