东北地区消防管道保温防冻措施探讨

东北地区消防管道保温防冻措施探讨张健摘要：本文通过对比东北地区在冬季严寒干燥条件下，为保证消防管网正常运行，对消防管道采取防冻保温的措施方案，进行了可行性及经济性分析，对消防管道的防冻措施做了初步探讨。关键词：东北地区消防管道保温防冻NortheastChinafirepipelineheatpreservationandantifreezemeasuresABSTRACT:Inthispaper,bycomparingthenortheastChinainwintercolddryconditions,inordertoensurethenormaloperationoffirecontrolnetwork,thefirepipesfreezeprotectionmeasures,analyzedthefeasibilityandeconomy,makeapreliminarydiscussiononanti-freezingmeasuresoffire-fightingpipe.KEYWORDS:NortheastChinafirefightingpipeheatpreservationanti-freezing引言众所周知，我国东北地区冬季的温度均在摄氏零度以下，最低温度甚至能达零下30多度。随着房地产的开发及公共设施、公共建筑的增多，水消防设施在东北地区的应用也越来越广泛。但是一般的干式、湿式消防系统，在不使用的工况下，消防给水管道内介质流速为零。为了保证消防管网在东北地区寒冷而干燥的冬季中也能正常运行，要求管网中管道不发生冻结以备发生火灾时能立即投入使用，则必须对管道采取保温防冻的处理措施。现行实施的对管道进行保温防冻的措施有很多，但针对消防给水管道来进行系统的防冻保温方案作出可行性分析的，并不多见。本文主要针对东北地区在实际工程施工中，消防管道防冻保温方案的可行性及经济性分析，选出最优及最合理的适合东北地区消防管网的管道防冻措施。1消防管道保温防冻方案综述1.1消防管道冻结原因分析根据《民用建筑设计通则》GB50352-2005中对建筑气候分区的划分，东北四省均属于Ⅰ类严寒地区，冬季时间较长且寒冷干燥，气候主要指标为：1月平均气温≤-10℃，极端最低气温在-30℃以下。建筑物必须满足冬季保温、防寒、防冻等要求。因此，东北地区冬季室内均有采暖设施，室内消防管道应做好保温措施，以确保冬季时室内消防管网的正常运行。而室外埋地管道，由于东北地区冬季寒冷干燥的气候影响，容易冻裂，必须采取保温防冻措施。1.2消防管道保温防冻措施分析1.2.1管道包扎防冻措施室外消防给水管、阀门防冻可采取棉、麻织物或稻草绳子等保温材料进行包扎，可起到一定保温防冻效果。1.2.2填充防冻液防冻措施用防冻液充满系统管网，火灾时，防冻液喷出后，随即喷水，防冻液规格和质量的不同防冻效果也会有所不同。1.2.3管道伴热（暖）系统防冻措施把温（伴）热带缠绕或平放在需要加热、保温、防冻的管道、阀门、泵体、贮罐等器件上，当通电后发热，随着温度升高，电阻自动逐渐增大，最后，在某一温度时电阻值发生突变，以至阻断电流，温度不再升高。若管道温度降低，此时芯带的电阻值又变小，电流又自动增大，又对管道加热，达到保温目的，防冻效果最好。2消防管道保温防冻方案比较2.1管道包扎防冻措施根据包扎的保温材料不同，可以起到一定的保温防冻效果，但对于冬季温度极低地区，此方案作用有限，尤其对于室外的消防系统，采用此方式防冻时候，要充分考虑当地气候条件。但是此种方案优点就是造价低、施工维护方便。管道包扎保护防冻措施安装现场如下列图1～3所示：图1玻璃棉包扎管道防冻图2稻草绳子包扎管道防冻图3保温隔热材料包扎管道防冻2.2填充防冻液防冻措施利用防冻液充填消防管的防冻方案，防冻液在冻结点以上温度时流动性好。可以管道输送。该防冻方案免除了绝热保温和伴暖的初投资费及运行费，故投资小。但该方案存在的技术难点为：（1）如果室内消防用水同时兼顾生活用水的话，则应保证防冻液无毒，另外不能具有助燃性和可燃性。（2）消防设备及设施应考虑防冻液会对水成膜泡沫等化学成分有影响。另外，需要解决在升温时吸纳防冻液的膨胀量、降温时填补防冻液的收缩量，这在技术上有些难度。2.3管道伴热（暖）系统防冻措施该方案以加热电缆为主，产品商品化程度高、柔韧灵活、安全可靠、施工快捷、经济并符合环保要求。方案对电热器件及相应配套没施要求较高，并且整个伴暖系统工作必须在线监测控制，在电伴暖意外失效的情况下，能够及时发现和抢修。该方案具有普遍的适用性，能够满足不同管道的防冻要求。但是其前期资金投入较大，安装测试需要专业人员进行、较复杂。运营费用相比较前两种方案较高。2.4方案综合比较上述三种防冻方案综合比较如下表1所示：表1三种防冻方案比较管道包扎防冻防冻液防冻伴热（暖）系统防冻原理最简单简单稍复杂操作最容易较容易一般造价低廉中等稍贵效果差一般好3消防管道保温防冻经济分析3.1管道包扎防冻经济分析3.1.1投资费用（1）玻璃棉按均价8元/m计算，总长100m的管道材料费为：8元/m×100=800元。（2）稻草绳子均价按5元/m计算，总长100m的管道材料费为：5元/m×100=500元。（3）其他保温隔热材料均价按10元/m计算，总长100m的管道材料费为：10元/m×100=1000元。人工费、安装费以材料费的15%计算，管道包扎防冻投资预算（以管道总长为100m的工程计算）如下表2所示：表2管道包扎投资预算（单位：元）包扎材料材料费人工费、安装费总预算玻璃棉800120920稻草绳子50075575其他保温隔热材料100015011503.1.2运行及维修费用（1）运行费用：不需要运行费用。（2）维修费用：材料需间隔一定时间更换，更换费用及频率根据材料不同而不同，可按总预算的5%计算。3.2填充防冻液防冻经济分析3.2.1投资费用（1）防冻液材料费按均价5元/L计算，总长100m的管道材料费为：5元/m×500=500元。（2）人工费：按材料费的10%计算：500×10%=50元。综合以上费用，填充防冻液投资预算（以管道总长为100m的工程计算）如下表3所示：表3填充防冻液投资预算（单位：元）防冻方式材料费人工费总预算填充防冻液500505503.2.2运行及维修费用（1）运行费用：不需要运行费用。（2）维修费用：需间隔一定时间补充防冻液，可按总预算的10%计算：550×10%=55元。3.3管道伴热（暖）系统防冻经济分析3.3.1投资费用(1)电伴热线：自控温电伴热线，电压220V，伴热温度为5℃，价格为人民币133元/m。总长100m的管道材料费计算，则材料费用为100×133＝13300元；安装费用(主要是人工工资)，每5元/m计算，为5元/m×100=500元。(2)供电配电系统：包括配电室、输电线路等材料费用为15700元。安装费用为680元。综合以上费用，管道伴热（暖）系统防冻投资预算（以管道总长为100m的工程计算）如下表3所示：表4电伴热投资预算（单位：元）项目费用材料费安装费综合费用电伴热线1330050013800供、配电系统1570068016380合计301803.3.2运行及维修费用（1）运行费用应用最广泛的自控电伴热线每米用电量为33W。管道全长为以100m计，每小时用电量为100×33/1000=3.3kW.h。当管道温度达到维持温度上限时，电伴热的发热量将逐渐减少，输出功率亦随之下降，从而电伴热的耗电量一般为额定功率的60％；电价若按0.20元/kW.h计，运行日为100天(2400h)，则每年正常耗电费用为：（3.3×2400)×0.20×60%=950.4元。(2)维修费用自控电伴热几乎不需要维修，按规定每年只需要摇表测绝缘即可，这里按5000元/年估算。经以上分项估算，电伴热运行费用估算下表5：表5电伴热运行费用预算（单位：元/年）项目费用伴热能耗950.4检修5000合计5950.4电伴热方案的年费用为：年折旧费用+年运行费用=30180/12+5950.4=8465.4元。4总结综合考虑以上因素，若管道所在地冬季温度不是很低、延续时间不是很长、且用于干式消防系统的资金有限情况下，建议综合采用包扎管道防冻和填充防冻液防冻两种措施。当管道施工时就应该用棉、麻织物或稻草绳子进行包扎作好初步预防工作，当冬季温度过低时再添加防冻液进一步预防。并且安排专人按时检查管道防冻情况，确保火灾时供水畅通。若管道所在地冬季温度很低、延续时间较长、用于湿式消防系统的资金充裕情况下，建议采用伴热（暖）系统防冻。电伴热因本身根据感应管壁（介质）的温度而自调发热量，是一种节能措施。另外电伴热可以有效地杜绝蒸汽伴热的跑、冒、滴、漏现象，可改善当地环境。参考文献：1.《民用建筑设计通则》GB50352-2005，中国建筑工业出版社；2.李炎锋等。《伴暖防冻方案的实验及模拟研究》，北京工业大学学报，2001；3.张长国、喻岩。《新型的管道防冻——电伴热保温施工技术》，国防交通工程与技术，2005年02期4.《建筑产品选用技术》专项图集2015CPXY-S50总444