说明：为纠正某些生产和经销单位技术资料的误导，确保塑料类管材输送热介质应用的可靠性，特编制本设计选用资料。本资料主要引用DBJ/T 01-49-2000《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》和DBJ 01-605-2000《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》中提供的数据，作了部分修正和补充，适用于低温热水地板辐射加热管、分户热计量住宅户内散热器采暖系统埋地管道和生活热水管道等的设计选择计算。当然，是指符合有关产品质量标准的管材。

1 输送热介质的塑料类管材使用条件分级

注: 1—5级是根据国际标准ISO/10508:1995推荐的方法，按欧洲奥、德、法地区典型使用条件的分级, 3 级已一般不被采用。5 A级为北京市建筑设计研究院根据北京地区气象资料，针对热媒设计供水温度95℃的系统，提出的一组数据,

2 管材的许用设计应力σ_D(MPa)

注：

1.上表系按ISO13760推荐的Miner^，s准则，计算出的确保50年使用寿命的管材许用设计应力, 其中20℃/50年的许用设计应力，安全系数取1.5，只适合输送冷介质时采用。

2.在以下最小壁厚选择表中，当S_CALC.MAX的计算值大于10时，则直接取20℃/50年的许用设计应力作为S_CALC.MAX值。即：最小壁厚应不小于在常温条件下、系统工作压力1MPa、使用寿命50年的壁厚。

3. 在以下最小壁厚选择表中，提供了工作压力为0.4、 0.6、 0.8 和1.0 MPa的数值，当实际工作压力与此不同时，宜按本资料“材质和壁厚选择方法举例”，进行计算选择。

4. 交联铝塑复合（XPAP）管的许用设计应力与PB管相近，但由于尚未有国际标准，为安全起见，宜采用PE-X管的数值。

3 PB管的 S_CALC.MAX值和最小壁厚选择

3.1 适用于使用条件分级 1 (σ_D＝5.18MPa)

3.2 适用于使用条件分级 2 (σ_D＝5.04MPa)

3.3 适用于使用条件分级 4 (σ_D＝5.46MPa)

3.4 适用于使用条件分级 5 (σ_D＝4.31MPa)

3.5 适用于使用条件分级 5A (σ_D＝3.39MPa)

4 PE-X管的 S_CALC.MAX值和最小壁厚选择

4.1 适用于使用条件分级 1 (σ_D＝3.85MPa)

4.2 适用于使用条件分级 2 (σ_D＝3.54MPa)

4.3 适用于使用条件分级 4 (σ_D＝4.00MPa)

4.4 适用于使用条件分级 5 (σ_D＝3.24MPa)

4.5 适用于使用条件分级 5A (σ_D＝2.94MPa)

5 PP-R管的 S_CALC.MAX值和最小壁厚选择

5.1 适用于使用条件分级 1 (σ_D＝3.09MPa)

5.2 适用于使用条件分级 2 (σ_D＝2.13MPa)

5.3 适用于使用条件分级 4 (σ_D＝3.30MPa)

5.4 适用于使用条件分级 5 (σ_D＝1.90MPa)

5.5 适用于使用条件分级 5A (σ_D＝1.45MPa)

6 材质和壁厚选择方法举例1

6.1 根据工程使用性质、运行水温及其作用周期, 选择确定使用条件等级。使用条件分级不是硬性规定, 是按特定地区气候条件和典型使用条件计算所得的推荐性标准, 选择时应加以分析。

(例如: 北京地区热媒设计参数85 / 60℃的散热器采暖工程, 可暂按国际标准ISO/10508:1995的5级, 即在共50Y的总使用周期中, 运行温度20℃共历时14Y, 60℃共历时25Y, 80℃共历时10Y, 90℃共历时1Y, 100℃的意外运行条件不超过共100h。)

6.2 初选管材材质, 根据使用条件分级, 确定该管材的许用设计应力σ_D。

许用设计应力是对应于使用条件等级要求, 在该等级多种运行水温的综合作用下, 在要求的使用寿命年限内, 避免发生不能满足系统工作压力的蠕变。由于使用条件等级不是硬性规定, 因此, 宜按实际要求的使用寿命年限, 并根据使用情况, 分析使用寿命年限内不同温度的作用周期, 合理确定许用设计应力。实际使用寿命不需50Y或使用温度较低, 可以选用设计应力较小的管材。

(例如: 采用PP-R管, 使用条件5级, σ_D＝1.9MPa。)

6.3 计算S_CALC.MAX值, 选择管材的S系列。

(1)根据环应力计算公式，环应力和承受压力之间的关系, 可转换为下式:

上式中:σ 环应力 (MPa)

　　　　P 管内压力 (MPa)

　　　　D_e 管外径 (mm)

　　　　e 管壁厚 (mm)

　　　　S值不仅是管材环应力与承压的比值, 也是管道的规格系列特性。

(2)计算S _CALC.MAX 值。

上式中:σ_D 许用设计应力 (MPa)

　　　　P _D 系统工作压力 (MPa)

(例如: 系统工作压力P_D ＝0.8 MPa, σ_D / P_D ＝1.9/0.8＝2.375)

(3) 环应力σ应不大于许用设计应力σ_D，因此应根据S不大于S_CALC.MAX 的原则, 选择管材系列S。

（例如: 应圆整选择S 2系列, 因为2＜2.375。)

6.4 在所选管材系列S中, 按管材的公称外径, 确定所需最小壁厚。

(例如: 在S3.2系列内, D_e16壁厚为3.3mm, D_e20壁厚为4.1mm。)

6.5 按壁厚检验初选管材是否合理。

(例如: D_e20的壁厚已达4.1mm, 一般无此产品, 只能改用其它材质。)

6.6 改用其它材质的验算。

(例如: 改选用PB管，使用条件5级,σ_D ＝4.31MPa, σ_D /P _D ＝4.31/0.8＝5.388，园整选择S 5系列, 在S 5系列内, D_e16壁厚为1.5mm, D_e20壁厚为1.9mm。)

6.7 考虑管材生产和施工过程中可能产生的缺陷，管材的壁厚地板辐射供暖不宜小于1.7mm，散热器供暖不宜小于2.0mm，因此壁厚应为2.0mm。

7 材质和壁厚选择方法举例2

7.1 根据工程使用性质、运行水温及其频率, 选择确定使用条件等级。使用条件分级不是硬性规定, 是按特定地区气候条件和典型使用条件计算所得的推荐性标准, 选择时应加以分析。 (例如: 北京地区的一般地板辐射供暖工程, 暂按国际标准ISO/10508:1995的4级, 即在共50Y的总使用周期中, 运行温度20℃共历时2.5Y, 40℃共历时20Y, 60℃共历时25Y, 70℃共历时2.5Y, 100℃的意外运行条件不超过共100h。)

7.2 初选管材材质, 根据使用条件分级, 确定该管材的许用设计环应力σ_D。

许用设计环应力是对应于使用条件等级要求, 在该等级多种运行水温的综合作用下, 在要求的使用寿命年限内, 避免发生不能满足系统工作压力的蠕变。由于使用条件等级不是硬性规定, 因此, 宜按实际要求的使用寿命年限, 并根据使用情况, 分析使用寿命年限内不同温度的频率, 合理确定许用设计环应力。例如, 实际使用寿命不需50Y或使用温度较低, 就有可能选择许用设计环应力较小的管材。(例如: 采用PP-R管, 使用条件4级, σ_D＝3.3Mpa。)

7.3 计算S_CALC.MAX值, 选择管材的S值。

(1)管材的环应力和承受压力之间的关系, 可用下式表示:

上式中:σ 环应力 (MPa)

　　　　P 管内压力 (MPa)

　　　　D_e 管外径 (mm)

　　　　e 管壁厚 (mm)

从上式可见, S值是管材环应力与承压的比值, 它仅与管道尺寸有关, 不同管道尺寸的S值不同。

(2)计算S _CALC.MAX 值

上式中:σ_D 许用设计环应力 (MPa)

　　　　P _D 系统工作压力 (MPa)

(例如: 系统工作压力P_D ＝0.8 MPa, σ_D / P_D ＝3.3/0.8＝4.1。)

(3)根据S应小于S_CALC.MAX 的原则, 选择所选管材系列S。

（例如: 应圆整选择S3.2系列, 3.2＜4.1。)

7.4 在所选管材系列S中, 按管材的公称外径, 确定所需最小壁厚。

(例如: 在S3.2系列内, D_e16壁厚应为2.2mm, D_e20壁厚应为2.8mm。)

7.5 按壁厚检验初选管材是否合理。

(例如: D_e20的壁厚已达2.8mm, 不易弯曲, 宜选用其它材质。)

7.6 改选用其它材质并验算。

(例如: 改选用PB管σ_D ＝5.46MPa, σ_D /P _D ＝5.46/0.8＝6.85, 应园整选择S6.3系列, 参见附录, 确定所需最小壁厚, D_e16壁厚为1.3mm, D_e20壁厚应为1.5mm。)

7.7 考虑管材生产和施工过程中可能产生的缺陷，采用管材的壁厚地板辐射供暖不宜小于1.7mm，散热器供暖不宜小于2.0mm。

PB

PE-X

PP-R

相关文章：