幾十年來,我們一直沿用在地下溝渠中鋪設(shè)混凝土泵管的方法,這主要有以下缺點(diǎn):(1)用于管道保溫的保溫材料(巖棉、珍珠巖、泡沫混凝土等)。)大多是吸收性材料。浸泡在水中或由于地下溝渠的熱濕效應(yīng),不僅嚴(yán)重降低了保溫效果,還會造成“一年新、兩年壞、三年?duì)€”的情況,需要年復(fù)一年的維護(hù),給正常供熱帶來很大的麻煩。由于保溫性能差,滲入傳統(tǒng)保溫結(jié)構(gòu)的水會腐蝕鋼管,降低管道的使用壽命。(2)保溫結(jié)構(gòu)纏繞包裹,接頭多,熱損失大。根據(jù)試驗(yàn),接頭處的散熱量約為其他部件的5倍。24號鉛絲用于粘合隔熱材料。在潮濕的環(huán)境中,導(dǎo)線容易生銹和急劇下降,這進(jìn)一步增加了外部網(wǎng)絡(luò)的熱損失。根據(jù)一些運(yùn)行3年的外熱網(wǎng)(珍珠巖瓦保溫)測試,外熱網(wǎng)熱損失高達(dá)25%左右,每公里溫降達(dá)10 ~ 20℃.遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家規(guī)定的外網(wǎng)允許熱損失指標(biāo),與國家現(xiàn)行節(jié)能政策不一致。(3)我國城鎮(zhèn)住宅面積已達(dá)到50億平方米,并將以每年3億平方米的速度增長,其中供熱建筑面積約占48%。每年新增約20,000公里的供熱管道。大約75億塊紅磚被用來建造如此長的管道溝。除了消耗大約150萬噸煤(相當(dāng)于兩個(gè)大型礦井的年產(chǎn)量)來燒制這些紅磚之外,數(shù)萬英畝的農(nóng)田仍然需要被摧毀。我國依靠占世界7%的可耕地來改善占世界22%人口的糧食供應(yīng),所以我們不應(yīng)該破壞現(xiàn)有的農(nóng)田。(4)由于挖溝、砌筑、混凝土泵管安裝、保溫、回填等工序在溝內(nèi)敷設(shè)供熱管道,施工人員工作條件惡劣,工期長,施工成本高。(5)據(jù)估計(jì),每年需要運(yùn)輸約4.5億噸土方和2.4億噸磚、灰等建筑材料來建造供熱管溝。來回運(yùn)輸上述噸位的土方和建筑材料需要約1.7億輛4t卡車。大量汽車運(yùn)輸產(chǎn)生的排氣噪聲和粉塵給城市環(huán)境保護(hù)帶來了極大的危害。
因此,從節(jié)能、降低成本、縮短工期、保護(hù)環(huán)境等多方面考慮,傳統(tǒng)的地溝供熱管道敷設(shè)方式亟待改革。為了解決混凝土泵送管道的弊端,國外一些發(fā)達(dá)國家,如瑞典、芬蘭、丹麥、德國、日本等國家,早在20-30年前就開始研究和應(yīng)用“直埋供熱管道”來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溝埋敷設(shè)方式,這種方式現(xiàn)在已經(jīng)成為一種相對成熟和完善的先進(jìn)技術(shù)。在丹麥和芬蘭,該國90%以上的供熱管道直接埋在冰島首都雷克雅未克,冰島只有10萬人口。直埋供熱管道總長591公里。丹麥、德國、瑞典、意大利、芬蘭、日本等國家都有一家或多家工廠專門生產(chǎn)直埋預(yù)制保溫管。理論研究和產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)展迅速。采用泄漏報(bào)警檢測系統(tǒng),提高直埋供熱管道的安全性和可靠性。丹麥的國際通訊公司和瑞典的生態(tài)管道公司是目前世界上最大的兩個(gè)直埋預(yù)制保溫管道制造商。兩家公司年產(chǎn)20根φ1200mm預(yù)制保溫管分別為1100公里和800公里。他們的產(chǎn)品已經(jīng)出口到美國、歐洲和非洲等幾十個(gè)國家。早在20世紀(jì)50年代和60年代,中國的供熱技術(shù)人員就開始探索填充礦渣棉和預(yù)制泡沫混凝土瓦的方式,進(jìn)行供熱管道的直埋施工。但存在的問題是防水性能差、管道外腐蝕嚴(yán)重、使用壽命短、管件多
雖然這種鋪設(shè)方法具有貨源充足、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),但在運(yùn)輸或施工吊裝過程中,很容易在外保護(hù)層上產(chǎn)生裂縫,水蒸氣埋在地下后通過裂縫滲入保溫層。珍珠巖吸水性強(qiáng),對鋼管腐蝕嚴(yán)重,大大降低了管道的使用壽命。到20世紀(jì)80年代,中國的直埋管道技術(shù)又向前邁進(jìn)了一步。在沈陽、佳木斯、北京、大慶、黑河、阜新等地,采用聚氨酯泡沫噴涂保溫,外包玻璃纖維布,涂瀝青作為保溫層。存在的問題是:聚氨酯發(fā)泡成分比例難以掌握,泡沫自由發(fā)泡,質(zhì)量難以均勻掌握,差距大,強(qiáng)度低。噴涂濺得到處都是,浪費(fèi)了大量原材料。同時(shí),保護(hù)層強(qiáng)度低,防水絕緣性能差。從上表可以看出,聚氨酯硬泡的保溫效果比其他保溫材料提高了約4~9倍。聚氨酯硬泡的吸水率很低,約為0.2kg/m2,是其他保溫材料無法比擬的。吸水率低的原因是聚氨酯硬泡的閉孔率高達(dá)92%左右,導(dǎo)熱系數(shù)低,吸水率低,再加上保溫層外的高密度聚乙烯或玻璃鋼防護(hù)殼具有良好的防水性能,克服了供熱管道傳統(tǒng)的“穿濕棉襖”溝敷設(shè)的狀況,大大降低了供熱管道的整體熱損失。根據(jù)天津大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院的測試,《氰聚塑直埋供熱管道》的熱損失比其他保溫材料保溫的管道熱損失減少40%~60%。