直埋热水管道固定节的绝热问题

固定节在生产厂家预制而成，长度为2~3 m，主要由保温管、固定钢板、加强肋板组成。管道两端预留一段不做保温层，通过焊接与直埋热水管道连接在一起。

2.3  非绝热固定节热桥产生的原因

固定钢板直接焊接到直埋热水管道的钢管上，钢管内是温度≤130 ℃的热水，热水与钢管、固定钢板接触传热，其传热系数比周围保温层（聚氨酯）的传热系数大，在直埋热水管道内热水与管道外环境（一般按10 ℃考虑）的温差（约120 ℃）作用下，形成固定钢板处较大的热流密度，固定钢板成为热桥。由此而形成直埋热水管道热量损失较大的关键部位，产生固定节热桥效应，影响固定墩以及直埋热水管道的长期稳定运行。需要指出的是，加强肋板不是热桥，因为肋板是埋在保温层（聚氨酯）内，保温层阻断了热量的传递，可以保证加强肋板不形成热桥。
固定墩由钢筋混凝土浇筑而成，钢筋混凝土的热导率一般为1.28 W/（m·K）；直埋热水管道所用的保温层（聚氨酯）的热导率在0.018~0.024 W/（m·K）范围；不同钢材的热导率在13.7~43.6 W/（m·K）范围。可见，钢筋混凝土的热导率与聚氨酯的热导率相差两个数量级，较多的热量从固定节的固定钢板处传至固定墩，增加了直埋热水管道的散热损失。

3.阻断固定节热桥的基本要求

根据文献中的混凝土热导率计算公式［5-6］，采用CFD软件进行建模并数值求解，得到固定墩及其周围土壤的温度场分布情况。结果是：固定墩处的散热量较大，热桥效应比较明显。

一个固定墩的散热量约为13.5 m直埋热水管道的散热量［7］。

因此，需要进一步研究阻断热桥的方法。
为了阻断热桥，需要对固定节采取绝热措施，需要考虑如下问题：
①所选用的方法必须具有良好的绝热性能，有效地阻断热桥。
②固定节整体结构设计应符合直埋热水管道轴向推力要求，即所选用的绝热材料的抗压强度必须满足固定墩稳定运行的抗压强度要求。

4.绝热固定节

4.1  绝热固定节做法

固定节绝热的基本方法就是在固定钢板外加绝热材料，以阻断固定钢板成为热桥。目前所用的固定节绝热做法主要由两部分组成。第一部分：在固定钢板外加一层10 mm厚的石棉绝热板，石棉绝热板要做成和固定钢板相同的形状（方形或者圆形），套在固定钢板上。第二部分：在石棉绝热板外加紧固层，本文采用钢制紧固层，钢制紧固层要紧密排列在石棉绝热板的四周，根据固定钢板和石棉绝热板（方形或者圆形，厚度为30~60 mm）的大小设计钢制紧固层的大小，使其包围石棉绝热板，接缝采用焊接。最后将绝热固定节浇筑到钢筋混凝土里，使其成为一个整体（即固定墩）。绝热固定节结构见图2。

5.结论

5.1本文给出了阻断固定节处热桥的一种方法，并分析了该方法阻断热桥的机理。

5.2通过直埋热水管道运行效果分析，得到该绝热固定节方案能够阻断热桥，延长固定墩的使用寿命