水务防寒 建筑给排水设施如何保温防冻
水工业网 前几日的寒潮中国大部分城市开启了速冻模式与此同时网上也传来部分地区水管被冻住的坏消息!
那么问题来了肿么办?以下是专治各种被冻住这就需要我们在工程安装过程中采取预防和保护措施以最大可能降低管道设备冻裂爆管现象的发生
一管道设备被冻裂爆管原因分析
《建筑给水排水设计规范》GB50015-20032009年版第3.5.25条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
《建筑设计防火规范》GB50016-2006第1.23条关于给水管道遗漏防冻措施提出了两条改进措施
1一般采用电伴热保温防冻;
2只有在短时有结冻可能或供水保持常流且管径较大的给水管可采用防冻保温做法绝热层厚度应由计算确定
为了防止环境温度低于0℃的时段内管内结冻《建筑给水排水设计手册》第2版给出了金属管道保温层厚度的计算公式
水务防寒建筑给排水设施如何保温防冻
由上可得保温层厚度与金属管道外径成反比也即管道公称直径越小就越容易冻结需要的保温层就越厚反之则需要的保温层越薄通过表2可见管径小于DN80时保温层厚度急剧增加仅仅通过增加保温层厚度来解决防冻问题一来安全系数降低且不经济二来设备管线安装会影响层高且不美观这与05SS904《民用建筑工程设计常见问题分析及图示》的第2条改进措施基本吻合这种情况下就需要通过设置电伴热保温防冻具体做法参见03S401《管道和设备保温防结露及电伴热》此处不再赘述｜
二给排水系统保温防冻案例
2.1给水系统防冻
2.1.1新建住宅楼自管井入户管道防冻
考虑到建筑的美观和降低工程造价新建住宅的给水入户管一般经管井内水表后下返沿楼板面层敷设到每户给水管道须与暖管相间布置或者敷设在暖管之下的保温层内利用供暖管道的辐射热伴热保温做法见图1所示
图1利用供暖管道的辐射热伴热保温
管井内经水表后下返的立管设置三通引至下层管井并设放空阀门以便泄空防冻见图2所示这样新交付的住宅楼房若寒冷季节无人入住便可由物业管理人员通过泄水防止冻胀管道
管井给水管道放空防冻做法｜
另自户外管井沿楼板面层敷设到户的给水管道应避免经过露天开敞的走廊入户花园等直接与室外寒冷空气相通的部位倘无法避免应采用自限温电伴热保温防冻
2.1.2室外景观用水管道防冻
绿地浇灌及水景补水管道在寒冷季节使用完毕应立即把水泄空通常采用在低点设置泄水井的方式泄空防冻由于泄水井一般较深人工操作很不方便笔者建议采用市场上的新出现的防冻阀产品立管防冻栓将防冻阀延长杆延伸至成品阀门箱底部通过上阀体的开关灵活控制下阀体使用原理用水时上阀体开启→下阀体泄水口关闭供水主管与通水管联通→通水管充水;防冻时上阀体关闭→下阀体泄水口开启供水主管与通水管切断→通水管放水见图3所示
图3立管防冻栓产品的应用
2.1.3太阳能热水设施防冻
太阳能作为清洁低碳的能源在政府的大力推广和支持下逐步得到广泛的应用在寒冷地区太阳能生活热水系统的防冻建议采取以下措施
a.逆循环防冻无日照的寒冷结冻期间将贮热水箱的热水返回集热器做定时定温逆循环
b.循环工质采用乙二醇丙三醇等防冻液间接换热制备热水
c.电伴热保温防冻仅适应于管路保温防冻
2.2消火栓系统防冻
2.2.1干式消火栓系统
GB50016-2006《建筑设计防火规范》第8.4.2条第9款严寒和寒冷地区非采暖的厂房仓库及其他建筑的室内消火栓系统可采用干式系统但在进水管上应设置快速启闭装置管道最高处应设置自动排气阀通常做法如下 ｜
a.在消火栓系统的进水干管上设置干式报警阀平时干式报警阀常闭失火时自动开启报警阀后的管道充水时间不应大于5min参见《全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水》2009年第7.1.4条第8款及第13款
b.在消火栓系统的进水干管上设置电动阀平时电动阀后为干式管网当发生火灾时室内火灾探测装置报警并同时开启电动阀充水灭火;试验或灭火结束后关闭电动阀并放空管道防冻参照上述设干式报警阀的干式消火栓系统其管道充水时间亦不应大于5min
2.2.2住宅底部商业网点室内消火栓防冻措施
住宅底部设置商业服务网点由于每户网点的面积不超300m2倘若消火栓设置在外墙并对外开门可大大减少消火栓的数量寒冷地区建议在连接此消火栓栓头的立管底部设置套筒阀门套筒盖水平朝外并注有明显的启闭标识此阀门常闭失火时人工开启使用完毕后关闭此闸阀同时打开放水阀门泄水防冻放水阀门亦应有明显的启闭标识见图4所示
图4 对外开门设置的消火栓防冻做法
2.2.3其他
尽量避免在连廊等开敞区域设置消火栓及管道若条件所限必须设置则应采用自限温电伴热保温防冻
2.3地下车库自喷淋灭火系统防冻
JGJ100-98《汽车库建筑设计规范》第6.3.1条规定严寒地区和寒冷地区的汽车库内应设集中采暖系统但是随着汽车低温启动性能的提高大部分北方地区的地下车库均不设置采暖系统;第6.3.4条规定地下汽车库宜设置独立的送风排风系统其风量应按允许的废气标准量计算且换气次数每小时不应小于6次其排风机宜选用变速风机依此条规定严寒地区的地下车库的气温很容易达到0℃以下这势必对我们车库内的消防系统造成不利影响通常寒冷地区地下车库内自喷淋灭火系统的防冻建议采取以下措施
a.地下车库尽量避免设置露天敞开的采光通风窗井
b.自喷淋采用预作用系统报警阀前湿式管道的保温加厚或采用电伴热保温
c.地下室若设置湿式喷淋系统则在车库出入口采光窗井等容易与外界形成空气对流的部位设置自限温电伴热保温防冻
d.采用防冻湿式系统使用符合国家和地方有关卫生标准的防冻液与饮用水系统相连须使用甘油和丙二醇防冻液与非饮用水系统相连可使用工业防冻液其与水混合的冰点参见《自动喷水灭火系统设计手册》黄晓家姜文源主编表3.2-6和表3.2-7所配置防冻液的冰点应低于环境历年统计最低温度防冻液的密度应校核
2.4室内排水系统防冻
近年来住宅项目飞跃发展新建住宅高度不断增加在入住率不高的前提下寒冷地区的排水管道冻结胀裂的现象也时有发生究其原因在于少量排水在贴着管壁旋流排放的过程中温度不断降低在无人居住的房间内极易达到冰点随着排水量的累加管壁结冰厚度亦逐渐增加从而导致管道堵塞胀裂溢流 ｜
GB50015-20032009年版《建筑给水排水设计规范》第4.9.12条注当生活阳台设有生活排水设备及地漏时可不另设阳台雨水排水地漏此条意为开敞阳台的雨水排水和生活排水合用排水地漏此地漏须设置防串味水封措施由于寒冷地区会对此水封地漏造成冻胀性破坏故此条应仅适用于常年气温在0℃以上的南方地区笔者建议排水管道防冻要做到以下几点
a.开敞阳台避免设置洗衣机如必须设置则建议排水管道及地漏伴热保温处理水龙头采用市场上的新兴防冻阀产品如图3c所示
b.北向厨房卫生间内贴北墙的排水立管宜做保温处理
2.5下沉庭院压力排水系统防冻
北方地区的一些项目设置露天的下沉庭院或采光井比室外地面低需要设置压力排水设施这就给寒冷季节防冻带来一定难度笔者建议采取如下防冻措施
a.如有条件建议建筑专业设置防雨采光顶棚给排水专业不做压力排水设施
b.如必须做成开敞的下沉庭院或采光井则建议压力排水设施设置在一个相对封闭的小室内压力提排管路如图5所示使立管中不存水横管中的雨水废水能立即排至检查井
下沉庭院压力排水系统防冻
三特殊部位保温防冻案例
3.1屋顶水箱间设施防冻
屋顶高位消防水箱内水体容积较大一般不易结冻而水箱间内的增压稳压泵不经常运转其与管路均容易结冻造成系统故障增压稳压水泵一旦运转需要散热尤其是轴承部位不宜做电伴热建议采取以下保温防冻的措施
屋顶水箱间外墙必须做保温处理检修门尽量开在冬季非主导风向的部位并采用密封性能好的有保温层的门尽量开小窗采光水箱气压罐及管路要做加厚保温处理必要时设置自控温散热装置如电油汀等保持室内温度为4℃以上
3.2设备转换层或避难层给排水设施防冻
设备转换层或避难层的土建保温要求同上述但暖通专业通常在设备转换层或避难层设置大面积的通风百叶室内外空气对流很明显建议设置预作用喷淋系统穿越此房间的重力流排水管道要做保温处理其他湿式管道均采用自限温电伴热措施
3.3一层入口门斗防冻
尤其是北向一层入口门斗处受冷空气影响很严重暖通专业一般设置热风幕来提高空气温度但是夜间或节假日非营业时段热风幕一旦停止运行管道就会出现结冻现象建议设置在此处的湿式管道采用自限温电伴热措施
3.4水暖管井防冻
水暖管井应避免贴北外墙设置受条件所限必须贴北外墙设置的管井建议管井内墙加强保温处理给排水管道要加厚保温
四管道设备保温应注意的问题
1绝热保温材料一般选用不燃难燃类材料外包防潮层不然潮湿部位的水汽如地库管沟极易侵入保温层降低保温效果采用泡沫橡塑材料可不设防潮层防潮层的燃烧性能应与保温绝热层的燃烧性能相匹配绝热保温材料的选择应注明耐火性能和使用密度
2电伴热适应于工业与民用建筑室内给排水金属管道及设备的保温和防冻推荐采用自限温电伴热其具有一定的自调控功能在各个区段能随时调整功率自动跟踪按需供热使管温处处时时均匀同步;当用于防冻时应采用环境型温度传感器安装在气温变化比较敏感的地方如地库出入口或采光井百叶窗处当气温低于4℃时电气开关箱内电源接通与该电气开关箱连接的所有电热带系统都通电工作;当气温高于4℃时电源切断所有电热带系统断电停止工作
3管道支吊架处的保温在管道和支吊架之间应设置隔热硬垫木防止冷桥现象
五结语
现行国标图集03S401《管道和设备保温防结露及电伴热》中仅对管道和设备的保温防结露提供了相关参数和做法除电伴热防冻外无其他防冻相关的做法
现行的规范手册中明确了给排水管道的防冻要求却鲜有防冻做法由于我国地域广阔南北各地的气象参数差别甚大保温防冻做法必然不尽相同笔者有针对性的列举了当地几个典型案例供各位读者参考以期共同探讨
