我廠生活小區(qū)歷年來供熱管網(wǎng)均采用管架或管溝敷設(shè)方式，管架敷設(shè)影響小區(qū)美觀，《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》已明確規(guī)定小區(qū)供熱管網(wǎng)不應(yīng)采用管架敷設(shè)；地溝敷設(shè)由于管道保溫材料巖棉吸水性大，受潮后導(dǎo)熱系數(shù)增加，造成大量熱量浪費(fèi)，且某些地方地溝堵塞，如遇內(nèi)部積水一時(shí)無法排除，致使保溫管線浸泡在水中，保溫材料脫落，管道腐蝕嚴(yán)重。供熱管網(wǎng)直埋敷設(shè)在國(guó)外已經(jīng)廣泛地得到應(yīng)用，在北京亞運(yùn)村石景山熱力工程等已相繼采用，效果甚佳；它與管溝敷設(shè)相比具有節(jié)能，工程造價(jià)低，工程量少，工期短，不影響市容，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。因此在新建26萬平方米的長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)過調(diào)查研究，岳陽生活小區(qū)zui底處地面標(biāo)高34m，地下水位29m，住宅集中供熱管網(wǎng)可采用直埋敷設(shè)管道；本次設(shè)計(jì)采用的直埋保溫管道是由鋼管經(jīng)水壓試驗(yàn)無滲漏后，進(jìn)行除銹、脫脂，再裹覆防水化學(xué)材料氰凝、憎水不燃型硬質(zhì)聚氨酯保溫材料和高密度耐腐蝕聚乙烯套管而成的保溫管道，可在工廠集中加工，加工后運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)組裝，安裝時(shí)只需將預(yù)制好的聚氨酯直埋管兩端突出部分進(jìn)行焊接，水壓實(shí)驗(yàn)后無滲漏，涂上氰凝，用模具現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡成型；此種保溫層耐溫可達(dá)120℃。
　　
　　2聚氨酯直埋保溫管敷設(shè)與傳統(tǒng)磚砌地溝巖棉保溫管的經(jīng)濟(jì)比較
　　
　　岳陽生活小區(qū)室外空調(diào)主干管全長(zhǎng)約600m，供回水干管總計(jì)約1200m，其中Φ480×9的管線約200m，Φ426×9的管線約600m，Φ325×8的管線約400m；下面就聚氨酯保溫直埋管與磚砌地溝巖棉保溫管兩種敷設(shè)方式在施工工藝、壽命周期費(fèi)用兩方面進(jìn)行比較.
　　
　　2.1施工工藝比較
　　
　　2.1.1聚氨酯保溫直埋管的施工工藝
　　
　　鋼管試壓除銹聚氨酯直埋管的制作（工廠制造）
　　
　　挖溝2.5×2m直埋管的焊接水壓試驗(yàn)
　　
　　發(fā)泡回填土
　　
　　2.1.2磚砌地溝巖棉保溫的施工工藝
　　
　　挖溝2.5×2m打混凝土墊層
　　
　　1.8×1.2m磚砌地溝鋼管除銹防腐鋼管焊接
　　
　　水壓試驗(yàn)巖棉保溫纏玻璃布
　　
　　刷瀝青漆蓋溝蓋板回填土
　　
　　從以上工藝圖中可看出：保溫管線地溝敷設(shè)方式施工工序多，另外還有挖溝取土的運(yùn)輸與傾卸置放，沙石、水泥、磚塊等的運(yùn)輸，施工涉及面廣，施工場(chǎng)地大，施工周期長(zhǎng)；而保溫管線直埋敷設(shè)方式施工工序少，工期短。
　　
　　2.2壽命周期費(fèi)用比較
　　
　　安裝工程費(fèi)用見表1，壽命周期費(fèi)用見表2。
　　
　　安裝方式設(shè)備、材料或
　　
　　費(fèi)用名稱數(shù)量安裝工程費(fèi)/萬元
　　
　　（不包括人工費(fèi)）主材費(fèi)施工費(fèi)人工費(fèi)
　　
　　聚氨酯直埋管聚氨酯保溫管/t144101.1693.66.561.1
　　
　　直埋土方/m3300066
　　
　　小計(jì)106.1693.612.561.1
　　
　　磚砌巖棉保溫
　　
　　管焊接鋼管/t10244.1539.54.650.78
　　
　　紅丹漆兩遍/10m23001.311.310.35
　　
　　巖棉保溫/m31086.15.40.70.57
　　
　　玻璃布外保護(hù)層/10m23601.61.60.3
　　
　　瀝青漆兩遍/10m23002.72.71.1
　　
　　管溝2.5×2m6004040
　　
　　小計(jì)95.8644.950.963.1
　　
　　表2壽命周期費(fèi)用比較（30年）萬元
　　
　　名稱聚氨酯保溫直埋管磚砌地溝巖
　　
　　棉保溫管
　　
　　安裝工程費(fèi)106.2695.86
　　
　　運(yùn)行維護(hù)費(fèi)330
　　
　　壽命周期費(fèi)109.26125.86
　　
　　從表1、表2可以看出：雖然完成小區(qū)室外主管網(wǎng)的供暖工程，聚氨酯保溫管直埋敷設(shè)比巖棉保溫管管溝敷設(shè)安裝工程投資費(fèi)用稍高，但直埋管的熱老化壽命為60年，而巖棉保溫管每隔10~15年需更換一次，其運(yùn)行維修費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚氨酯保溫直埋管，因此聚氨酯保溫直埋管具有較高的綜合效益。
　　
　　3聚氨酯保溫直埋管敷設(shè)技術(shù)分析
　　
　　直埋敷設(shè)供熱管道方法有三種：無補(bǔ)償方式、一次性補(bǔ)償方式和有補(bǔ)償安裝方式，因城市生活小區(qū)供熱管網(wǎng)從經(jīng)濟(jì)安全方面考慮均采用溫度≤120℃的熱水，且聚氨酯保溫直埋管耐溫可達(dá)120℃，故只討論前兩種直埋方式。
　　
　　3.1無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式
　　
　　無補(bǔ)償直埋敷設(shè)即利用土壤與外套管之間的摩擦阻力固定管道。當(dāng)土壤與管道的摩擦阻力之和等于或大于管道膨脹力時(shí)，管線不再伸長(zhǎng)，即可不加補(bǔ)償器，這時(shí)管道在熱脹冷縮過程中所產(chǎn)生的位移勢(shì)能，被儲(chǔ)存在管道壁上；無補(bǔ)償直埋敷設(shè)時(shí)，在管道上不用設(shè)置補(bǔ)償器、滑動(dòng)支架、固定支架等管道附件，管道在直管段基本處在停止?fàn)顟B(tài)，而在彎管、出土段等自由端所謂“摩擦長(zhǎng)度l”范圍內(nèi)有位移；依據(jù)《集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)》在交變次數(shù)15000次、熱媒允許溫差83℃以內(nèi)其應(yīng)力值不會(huì)超過許用應(yīng)力。這種埋設(shè)方式適用于95℃以下的低溫供熱管線。岳陽生活小區(qū)集中空調(diào)水溫為5℃～70℃，可采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式。
　　
　　3.2一次性補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式
　　
　　這種直埋方式在管道某處設(shè)置固定支架及一次性補(bǔ)償器，一次性直埋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)型式見圖1。
　　
　　圖1一次性直埋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)
　　
　　其工作原理是將該種產(chǎn)品焊管道上，拆除定位角鋼,把管道加熱到要求的溫度，管道熱伸長(zhǎng)，波紋膨脹節(jié)補(bǔ)償器被相應(yīng)壓縮，在此狀態(tài)下將補(bǔ)償器外套筒鋸形搭接焊縫焊死，此后補(bǔ)償器成為剛性整體，不再有補(bǔ)償能力。工作中則由管道的拉伸—壓縮彈性變型進(jìn)行補(bǔ)償。用這種辦法，補(bǔ)償器補(bǔ)償了該段管道在設(shè)計(jì)溫差下產(chǎn)生的變形總量的一部分，它的作用只使管路工作中拉伸—壓縮的平衡點(diǎn)處于設(shè)計(jì)溫差下變形總量的中點(diǎn)。使拉伸、壓縮應(yīng)力基本相等，起降低管路拉伸或壓縮變形應(yīng)力的作用。一次性補(bǔ)償器適用于工作壓力≤1.6MPa、工作溫度≤120℃的管道，其使用壽命超過30年。
　　
　　4聚氨酯保溫直埋管道施工注意事項(xiàng)
　　
　?。?）施工中溝槽要平整，保證槽底干燥，且需要作200mm左右厚的細(xì)砂墊層，保溫管兩側(cè)及上部至少應(yīng)覆蓋200mm左右厚的細(xì)沙。其目的一是防止硬物損壞保溫外套管，二是利用砂子的流動(dòng)性，充分填充管道周圍的空隙，以保證足夠的摩擦力。
　　
　?。?）管道安裝完畢需進(jìn)行1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn),待水壓實(shí)驗(yàn)合格后方可進(jìn)行接口發(fā)泡處理，要保證接口鋼管表面、兩側(cè)保溫端面和搭接段外殼表面的水分、油污、雜質(zhì)和端面保護(hù)層去除干凈；接口使用聚氨酯發(fā)泡時(shí)環(huán)境溫度不應(yīng)低于10℃
　　
　?。?）一次性補(bǔ)償直埋管線必須要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱至設(shè)計(jì)溫度時(shí)要保證溫度的恒定，并保證到一次性補(bǔ)償器施焊完畢或回填土全部完成方可降溫。
　　
　?。?）管道進(jìn)入建筑物、地溝時(shí)應(yīng)加穿墻套管，在出土端設(shè)置固定支墩。
　　
　　（5）回填土要分層夯實(shí)?；靥钔恋馁|(zhì)量對(duì)于管線的安全運(yùn)行非常重要，一定要給予重視。
　　
　　5結(jié)論
　　
　　長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)采用聚氨酯保溫直埋管不僅解決了磚砌地溝巖棉保溫管管道腐蝕嚴(yán)重、壽命周期短的問題，而且滿足了小區(qū)整體規(guī)劃及施工場(chǎng)所小、施工周期短的要求；在以后的工程中會(huì)得到更廣泛的使用。我廠生活小區(qū)歷年來供熱管網(wǎng)均采用管架或管溝敷設(shè)方式，管架敷設(shè)影響小區(qū)美觀，《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》已明確規(guī)定小區(qū)供熱管網(wǎng)不應(yīng)采用管架敷設(shè)；地溝敷設(shè)由于管道保溫材料巖棉吸水性大，受潮后導(dǎo)熱系數(shù)增加，造成大量熱量浪費(fèi)，且某些地方地溝堵塞，如遇內(nèi)部積水一時(shí)無法排除，致使保溫管線浸泡在水中，保溫材料脫落，管道腐蝕嚴(yán)重。供熱管網(wǎng)直埋敷設(shè)在國(guó)外已經(jīng)廣泛地得到應(yīng)用，在北京亞運(yùn)村石景山熱力工程等已相繼采用，效果甚佳；它與管溝敷設(shè)相比具有節(jié)能，工程造價(jià)低，工程量少，工期短，不影響市容，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。因此在新建26萬平方米的長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)過調(diào)查研究，岳陽生活小區(qū)zui底處地面標(biāo)高34m，地下水位29m，住宅集中供熱管網(wǎng)可采用直埋敷設(shè)管道；本次設(shè)計(jì)采用的直埋保溫管道是由鋼管經(jīng)水壓試驗(yàn)無滲漏后，進(jìn)行除銹、脫脂，再裹覆防水化學(xué)材料氰凝、憎水不燃型硬質(zhì)聚氨酯保溫材料和高密度耐腐蝕聚乙烯套管而成的保溫管道，可在工廠集中加工，加工后運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)組裝，安裝時(shí)只需將預(yù)制好的聚氨酯直埋管兩端突出部分進(jìn)行焊接，水壓實(shí)驗(yàn)后無滲漏，涂上氰凝，用模具現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡成型；此種保溫層耐溫可達(dá)120℃。
　　
　　2聚氨酯直埋保溫管敷設(shè)與傳統(tǒng)磚砌地溝巖棉保溫管的經(jīng)濟(jì)比較
　　
　　岳陽生活小區(qū)室外空調(diào)主干管全長(zhǎng)約600m，供回水干管總計(jì)約1200m，其中Φ480×9的管線約200m，Φ426×9的管線約600m，Φ325×8的管線約400m；下面就聚氨酯保溫直埋管與磚砌地溝巖棉保溫管兩種敷設(shè)方式在施工工藝、壽命周期費(fèi)用兩方面進(jìn)行比較.
　　
　　2.1施工工藝比較
　　
　　2.1.1聚氨酯保溫直埋管的施工工藝
　　
　　鋼管試壓除銹聚氨酯直埋管的制作（工廠制造）
　　
　　挖溝2.5×2m直埋管的焊接水壓試驗(yàn)
　　
　　發(fā)泡回填土
　　
　　2.1.2磚砌地溝巖棉保溫的施工工藝
　　
　　挖溝2.5×2m打混凝土墊層
　　
　　1.8×1.2m磚砌地溝鋼管除銹防腐鋼管焊接
　　
　　水壓試驗(yàn)巖棉保溫纏玻璃布
　　
　　刷瀝青漆蓋溝蓋板回填土
　　
　　從以上工藝圖中可看出：保溫管線地溝敷設(shè)方式施工工序多，另外還有挖溝取土的運(yùn)輸與傾卸置放，沙石、水泥、磚塊等的運(yùn)輸，施工涉及面廣，施工場(chǎng)地大，施工周期長(zhǎng)；而保溫管線直埋敷設(shè)方式施工工序少，工期短。
　　
　　2.2壽命周期費(fèi)用比較
　　
　　安裝工程費(fèi)用見表1，壽命周期費(fèi)用見表2。
　　
　　安裝方式設(shè)備、材料或
　　
　　費(fèi)用名稱數(shù)量安裝工程費(fèi)/萬元
　　
　　（不包括人工費(fèi)）主材費(fèi)施工費(fèi)人工費(fèi)
　　
　　聚氨酯直埋管聚氨酯保溫管/t144101.1693.66.561.1
　　
　　直埋土方/m3300066
　　
　　小計(jì)106.1693.612.561.1
　　
　　磚砌巖棉保溫
　　
　　管焊接鋼管/t10244.1539.54.650.78
　　
　　紅丹漆兩遍/10m23001.311.310.35
　　
　　巖棉保溫/m31086.15.40.70.57
　　
　　玻璃布外保護(hù)層/10m23601.61.60.3
　　
　　瀝青漆兩遍/10m23002.72.71.1
　　
　　管溝2.5×2m6004040
　　
　　小計(jì)95.8644.950.963.1
　　
　　表2壽命周期費(fèi)用比較（30年）萬元
　　
　　名稱聚氨酯保溫直埋管磚砌地溝巖
　　
　　棉保溫管
　　
　　安裝工程費(fèi)106.2695.86
　　
　　運(yùn)行維護(hù)費(fèi)330
　　
　　壽命周期費(fèi)109.26125.86
　　
　　從表1、表2可以看出：雖然完成小區(qū)室外主管網(wǎng)的供暖工程，聚氨酯保溫管直埋敷設(shè)比巖棉保溫管管溝敷設(shè)安裝工程投資費(fèi)用稍高，但直埋管的熱老化壽命為60年，而巖棉保溫管每隔10~15年需更換一次，其運(yùn)行維修費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚氨酯保溫直埋管，因此聚氨酯保溫直埋管具有較高的綜合效益。
　　
　　3聚氨酯保溫直埋管敷設(shè)技術(shù)分析
　　
　　直埋敷設(shè)供熱管道方法有三種：無補(bǔ)償方式、一次性補(bǔ)償方式和有補(bǔ)償安裝方式，因城市生活小區(qū)供熱管網(wǎng)從經(jīng)濟(jì)安全方面考慮均采用溫度≤120℃的熱水，且聚氨酯保溫直埋管耐溫可達(dá)120℃，故只討論前兩種直埋方式。
　　
　　3.1無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式
　　
　　無補(bǔ)償直埋敷設(shè)即利用土壤與外套管之間的摩擦阻力固定管道。當(dāng)土壤與管道的摩擦阻力之和等于或大于管道膨脹力時(shí)，管線不再伸長(zhǎng)，即可不加補(bǔ)償器，這時(shí)管道在熱脹冷縮過程中所產(chǎn)生的位移勢(shì)能，被儲(chǔ)存在管道壁上；無補(bǔ)償直埋敷設(shè)時(shí)，在管道上不用設(shè)置補(bǔ)償器、滑動(dòng)支架、固定支架等管道附件，管道在直管段基本處在停止?fàn)顟B(tài)，而在彎管、出土段等自由端所謂“摩擦長(zhǎng)度l”范圍內(nèi)有位移；依據(jù)《集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)》在交變次數(shù)15000次、熱媒允許溫差83℃以內(nèi)其應(yīng)力值不會(huì)超過許用應(yīng)力。這種埋設(shè)方式適用于95℃以下的低溫供熱管線。岳陽生活小區(qū)集中空調(diào)水溫為5℃～70℃，可采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式。
　　
　　3.2一次性補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式
　　
　　這種直埋方式在管道某處設(shè)置固定支架及一次性補(bǔ)償器，一次性直埋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)型式見圖1。
　　
　　圖1一次性直埋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)
　　
　　其工作原理是將該種產(chǎn)品焊管道上，拆除定位角鋼,把管道加熱到要求的溫度，管道熱伸長(zhǎng)，波紋膨脹節(jié)補(bǔ)償器被相應(yīng)壓縮，在此狀態(tài)下將補(bǔ)償器外套筒鋸形搭接焊縫焊死，此后補(bǔ)償器成為剛性整體，不再有補(bǔ)償能力。工作中則由管道的拉伸—壓縮彈性變型進(jìn)行補(bǔ)償。用這種辦法，補(bǔ)償器補(bǔ)償了該段管道在設(shè)計(jì)溫差下產(chǎn)生的變形總量的一部分，它的作用只使管路工作中拉伸—壓縮的平衡點(diǎn)處于設(shè)計(jì)溫差下變形總量的中點(diǎn)。使拉伸、壓縮應(yīng)力基本相等，起降低管路拉伸或壓縮變形應(yīng)力的作用。一次性補(bǔ)償器適用于工作壓力≤1.6MPa、工作溫度≤120℃的管道，其使用壽命超過30年。
　　
　　4聚氨酯保溫直埋管道施工注意事項(xiàng)
　　
　?。?）施工中溝槽要平整，保證槽底干燥，且需要作200mm左右厚的細(xì)砂墊層，保溫管兩側(cè)及上部至少應(yīng)覆蓋200mm左右厚的細(xì)沙。其目的一是防止硬物損壞保溫外套管，二是利用砂子的流動(dòng)性，充分填充管道周圍的空隙，以保證足夠的摩擦力。
　　
　　（2）管道安裝完畢需進(jìn)行1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn),待水壓實(shí)驗(yàn)合格后方可進(jìn)行接口發(fā)泡處理，要保證接口鋼管表面、兩側(cè)保溫端面和搭接段外殼表面的水分、油污、雜質(zhì)和端面保護(hù)層去除干凈；接口使用聚氨酯發(fā)泡時(shí)環(huán)境溫度不應(yīng)低于10℃
　　
　　（3）一次性補(bǔ)償直埋管線必須要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱至設(shè)計(jì)溫度時(shí)要保證溫度的恒定，并保證到一次性補(bǔ)償器施焊完畢或回填土全部完成方可降溫。
　　
　?。?）管道進(jìn)入建筑物、地溝時(shí)應(yīng)加穿墻套管，在出土端設(shè)置固定支墩。
　　
　?。?）回填土要分層夯實(shí)?；靥钔恋馁|(zhì)量對(duì)于管線的安全運(yùn)行非常重要，一定要給予重視。
　　
　　5結(jié)論
　　
　　長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)采用聚氨酯保溫直埋管不僅解決了磚砌地溝巖棉保溫管管道腐蝕嚴(yán)重、壽命周期短的問題，而且滿足了小區(qū)整體規(guī)劃及施工場(chǎng)所小、施工周期短的要求；在以后的工程中會(huì)得到更廣泛的使用。