劉金玲 南京克來沃美的暖通設(shè)備銷售有限公司工程師

1 暖通空調(diào)管道保溫厚度的計算

建筑暖通空調(diào)管道設(shè)計需要多學(xué)科相互配合，還要根據(jù)不同項目的實際情況進行規(guī)范設(shè)計。要想準確計算暖通空調(diào)管道厚度，應(yīng)深入研究和分析其計算方法，為正確選擇管道保溫厚度奠定基礎(chǔ)。

1.1 防止制冷設(shè)備與管道外結(jié)露最小厚度

一般來說，在管道保溫層厚度過薄的情況下，極其容易為結(jié)露現(xiàn)象埋下隱患。要想將保溫層的功能充分發(fā)揮出來，需要計算保溫層防結(jié)露的最小厚度。在具體計算時，應(yīng)密切聯(lián)系管道的形狀。其中，選取圓形和矩形的管道進行分析。

如果圓筒形設(shè)備的圓形管道或公稱直徑在500 mm 以下（包括500 mm）其計算公式為：

式中，d、α、tL、tng、twg、dL、λ分別代表為管道原有直徑、外表面換熱系數(shù)、露點溫度、管內(nèi)介質(zhì)溫度、空氣溫度、流量當量直徑、導(dǎo)熱系數(shù)，以此來準確計算防結(jié)露最小厚度。

1.2 保溫層經(jīng)濟厚度

針對保溫層的厚度，與材料的折舊費用之間的關(guān)系是緊密聯(lián)系、密不可分的，且如果保溫層厚度增加，相應(yīng)的折舊費用也會明顯增加[1]。然而熱量損失的費用與厚度屬于反比例的關(guān)系。要想實現(xiàn)兩者的高度一致與平衡，應(yīng)采取經(jīng)濟性的厚度。在具體計算方面，應(yīng)基于圓形和矩形進行區(qū)分[2]。

對于圓形管道和圓筒設(shè)備，在選擇公稱直徑的取值范圍時，應(yīng)注重聯(lián)系公式（1）和公式（2）公式，其計算公式如下所示：

式中，r、Δt、β、n、b、y分別表示管道的外徑、外溫與內(nèi)溫的差值、熱或冷量單位、輸送媒介時間、折舊率、綜合費用。

總之，針對于上述計算公式，可以準確計算暖通空調(diào)保溫層厚度，但是也存在著一些不足的地方，如式（1）屬于超越函數(shù)，計算過程具有較高的煩瑣性特點，且極容易導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)。所以在實際計算中，可以與圖解法相互配合，再按照結(jié)果查圖，保證結(jié)果的準確性與合理性[3]。

2 建筑暖通空調(diào)管道保溫計算方法的選擇

2.1 暖通空調(diào)管道分類

管道內(nèi)介質(zhì)的溫度，一定程度上決定著暖通空調(diào)管道保溫材料厚度計算方法，根據(jù)管道介質(zhì)溫度進行劃分，暖通空調(diào)管道主要包括以下幾種類型。一是單冷管道，也就是管道內(nèi)介質(zhì)溫度比室內(nèi)環(huán)境溫度要低，只輸送冷水的兩管制風(fēng)機盤管系統(tǒng)的供回水管、冷凝水管等[4]。二是單熱管道，代表室內(nèi)環(huán)境溫度明顯高于管道內(nèi)介質(zhì)溫度，如四管制風(fēng)機盤管系統(tǒng)的熱水供回水管、蒸汽管道等。三是冷熱合用管道，也就是在夏季時，管道內(nèi)介質(zhì)溫度明顯要比室內(nèi)環(huán)境溫度要低，而在冬季，管道內(nèi)介質(zhì)溫度則明顯更高[5]。

2.2 保溫計算方法選用原則

第一，經(jīng)濟厚度法計算在單熱管道保溫材料厚度中具有較高的應(yīng)用價值，同時允許表面熱損失法核算也比較適用，通過對兩種方法計算結(jié)果進行對比分析，應(yīng)取其較大值[6]。第二，防結(jié)露方法計算，比較適用于單冷管道保溫材料厚度，再根據(jù)經(jīng)濟厚度法展開對比，最終取其較大值[1]。第三，對于冷熱合用管道的保溫材料厚度，為了對絕熱層厚度進行計算，應(yīng)根據(jù)冷管道與熱管道的計算方法來進行。管道保溫材料厚度計算方法選用原則如表1 所示。

表1 管道保溫材料厚度計算方法選用原則

在具體選用方面，應(yīng)從管道的具體功能出發(fā)，為管道類型的判斷提供一定的依據(jù)，然后基于管道的類型，來選擇相應(yīng)管道保溫材料厚度的計算方法。

3 保溫材料厚度選型

第一，對于平面管道，應(yīng)通過選用的管道保溫材料厚度計算方法，對保溫材料厚度值予以直接計算，對厚度最接近且大于厚度規(guī)格進行優(yōu)先選擇，也就是管道保溫材料的選型厚度。

第二，對于圓桶面，其保溫厚度的選取，主要選擇厚度最接近且大于計算保溫材料厚度值，以此為管道保溫材料的選型厚度。其中在計算圓桶面保溫材料厚度值時，對于解對數(shù)方程提出了明確要求，但是其計算難度性較高，且具有龐大的計算工作量，所以對工程安裝管理人員并不適用[7]。

4 工程實例及計算舉例說明

在項目應(yīng)用方面，暖通空調(diào)管道保溫厚度計算及選用方法的實施效果顯著，現(xiàn)分析項目實例“當量厚度”計算選型方法。

4.1 平面保溫厚度計算

在公式構(gòu)成中，主要涵蓋保冷層材料導(dǎo)熱系數(shù)、介質(zhì)溫度、保冷層外表面溫度等具體數(shù)值，可以為驗算平面管道保溫厚度提供可行的依據(jù)，從而將保溫建筑成本控制在合理范圍內(nèi)。

4.2 圓筒面保溫厚度計算

在計算過程中，由于代入驗收過程較大，涉及龐大的工作量，所以應(yīng)加強Excel表格的引用，使工作量得到有效控制，現(xiàn)以單冷供水管為例。

根據(jù)當量厚度公式了解到[2]，當量厚度值與管徑、保溫材料厚度之間的聯(lián)系性密切。對于外徑為25 mm 管道，根據(jù)管道保溫厚度的計算方法，防結(jié)露法和經(jīng)濟厚度法在該管道保溫厚度值計算中具有較高的應(yīng)用價值。在計算對應(yīng)的保溫厚度時，應(yīng)代入保溫材料的參數(shù)以及其他參數(shù)，以此來保證標準當量厚度的準確計算。在Excel表中代入保溫材料廠家標準規(guī)格產(chǎn)品中不同的規(guī)格厚度，其中較小厚度（19 mm）對應(yīng)的當量厚度值，明顯要比標準當量厚度值要小，而25 mm 厚度對應(yīng)的當量厚度值，則明顯要比標準當量厚度值要大，對于32 mm 厚度對應(yīng)的當量厚度值，也在標準當量厚度值之上。所以最終選型保溫厚度為中間厚度25 mm（需要注意的是，該管徑管道的保溫厚度值，主要選取防結(jié)露法和經(jīng)濟厚度法計算方法計算結(jié)果的較大值）。通過Excel 的應(yīng)用，可以充分展示出管道保溫計算結(jié)果，使大量代入驗算的過程得到有效簡化，同時防止計算結(jié)果失誤的發(fā)生[8]。

4.3 保溫厚度計算的注意要點

首先，正確選擇參數(shù)。在應(yīng)用公式計算時，必須要根據(jù)建筑物所在地實際情況來選擇參數(shù)，以此來給予計算結(jié)果一定的保證。其次，計算結(jié)果的處理。對于保溫計算的結(jié)果，應(yīng)對工程系統(tǒng)的特殊性進行分析，如果為常規(guī)工程，則免去了放大保溫厚度余量這一環(huán)節(jié)；但是如果地區(qū)當?shù)貙嶋H濕度與設(shè)計值存在較大差距時，可以適度放大保溫余量。最后，保溫厚度驗算。對于保溫廠家或第三方檢測機構(gòu)來說，應(yīng)與驗算保溫厚度這一環(huán)節(jié)保持密切的配合，并出具完整的保溫厚度計算報告書，以便于業(yè)主、監(jiān)理單位的審核。

4.4 經(jīng)濟效益分析

在該工程暖通空調(diào)管道保溫厚度優(yōu)化以后，可以有效協(xié)調(diào)選用的保溫厚度與該工程的空調(diào)系統(tǒng)，從而避免浪費不必要的建造成本。在經(jīng)濟效益分析方面，對于橡塑這一項目，設(shè)計保溫用量為1 350 m3，計算保溫用量為1 120 m3，直接節(jié)約保溫用量為230 m3，因保溫施工損耗節(jié)省用量為11.5 m3，保溫單價為2 500 元/m3，節(jié)省成本為60 萬元；而對于玻璃棉這一項目，設(shè)計保溫用量為1 050 m3，計算保溫用量為790 m3，直接節(jié)約保溫用量為240 m3，因保溫施工損耗節(jié)省用量為12 m3，保溫單價為2 100 元/m3，節(jié)省成本為53 萬元。橡塑和玻璃棉合計節(jié)省113 萬元。

5 結(jié)語

通過以上分析可知，現(xiàn)階段，在建筑節(jié)能不斷發(fā)展過程中，暖通空調(diào)管道保溫，為建筑節(jié)能措施之一，但是在實際上，建筑工程中管道的保溫厚度設(shè)計的合理性難以保證。保溫厚度過薄，不僅不利于建筑能耗控制水平的提升，而且極容易造成結(jié)露現(xiàn)象；但如果保溫厚度過厚，極容易使工程成本出現(xiàn)浪費現(xiàn)象，甚至使機電管道綜合排布和安裝的難度性大大增加?；诖?，應(yīng)不斷規(guī)范保溫厚度計算方法，并借助工程實例進行驗算，確保管道的保溫厚度計算的準確無誤，但是該計算方法在計算前，應(yīng)對保溫材料的品牌進行了解，所以并非完全適用于建筑工程設(shè)計階段，故應(yīng)及時確定保溫材料品牌，實現(xiàn)對暖通空調(diào)管道保溫厚度的準確計算。