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摘要：温泉地热管网设计是一项综合性、专业性很强的工程，由于温泉水质的复杂多变性，对设备和管道材质的选用在温泉管网设计中既是重点又是难点。文章结合具体工程实例，分析温泉管道在使用时存在的问题，并对温泉给水管道的选材及设计进行了阐述，以供有关需要提供参考。
关键词：温泉给水；管材；温泉管网设计
随着我国社会经济的快速发展，人们越来越注重观光娱乐、休闲度假、康疗保健等需求。温泉作为度假旅游的一个重要组成部分，具有怯病健身的功效，渐渐成为越来越多的游客度假休闲的选择。管材及其配件的合理选择，不仅关系到减少因频繁维护或更换管道配件所造成供水间断等事故的经济损失问题，而且还有节能和防止热公害的社会效益问题。
1 温泉管网管材选用与类型
当前市场上管材的种类很多，可用于温泉水输送的管道类别按材质分为三种类型：金属-非金属复合管道、金属管道和非金属管道。
1.1 金属-非金属复合管
目前市场上已开发的品种有：
（1）铝塑复合管。该管优点是：可任意弯曲不受地形及室内弯角限制，安装敷设方便，而它的主要缺点则是：①连接不能用熔接和粘连，必须使用专用的耐腐蚀金属管件；②两种材质结合部热胀冷缩后容易脱节，因此仅适合低温场合。
（2）镀锌管内衬塑料复合管。该类复合管优点是：机械力学强度高，刚性好，线膨胀系数小。缺点有：①由于金属管与塑料管材质的线膨胀系数相差6～10倍，所以用于温泉受热后，当粘接剂老化失效后易形成中间脱层，导致内壁鼓起，对水流形成阻力或造成局部破损产生腐蚀；②接头处防渗能力差，容易引起局部腐蚀。
（3）钢丝网骨架塑料复合管。该复合管优点是：①材质比上述衬塑钢管软，具有柔性且重量轻，可适合复杂地形敷设；②接头连接可靠不易产生泄漏。缺点在于：①抗压、抗拉机械强度差，易受机械或尖状物体损伤；②法兰端部塑料与钢丝网之间由于接触面短，所以在受拉条件下，此处是最薄弱的环节；③管件接头与管之间的连接全靠塑料之间的熔焊，所以在受拉条件下它的拉力强度不如金属管件。
（4）孔网钢带塑料复合管。制作工艺与钢丝网骨架类同，优缺点也接近，但由于它是孔板所以金属与塑料二者之间的复合程度不如前者，另外它的壁厚相对较薄，所以相对机械强度也不如前者。
（5）钢丝网骨架玻璃钢复合管。该产品适用于高温高压温泉管道但价格昂贵。
1.2 金属管道
1.1.1 普通钢管
采用普通钢管具有以下优点：①可以耐高温；②本身的膨胀系数较小；③抗压抗拉的机械强度较大。同时缺点也比较明显主要包括：①管材的耐腐蚀度相比其他的管材要差，而且在使用寿命上也相对更短，使用过程中容易被腐蚀从而出现“红水”现象，对于水质的卫生产生较大影响；②管材安装的时候焊接点较多，而接头采用焊接的方式更容易被腐蚀。
1.1.2 耐腐蚀金属管道
由于温泉输送的特殊性要求具有较高的抗腐蚀能力，一般以铜管以及不锈钢管为宜，但是由于铜管和不锈钢管的造价相对较高因此我们经常采用薄壁管来进行温泉水的额输送。
（1）薄壁不锈钢管
通常我们的不锈钢为Gr（铬）含量超过11.5%的铁铬合金，不锈钢具有重量轻、耐高温、力学性能较好以及耐腐蚀、膨胀系数较小、摩阻系数小、而且过程当中不会产生二次的污染，与相关的国家标准比较符合。同时其也具有一定的缺点主要包括：薄壁管由于壁较薄因此抗拉拽以及抗压的强度也相对更低，尤其是在复土负荷层或者受热力效应影响较大的时候，容易受压变形；由于管壁较薄，因此管道很难避免不会被二次的装修所破坏。
（2）薄壁紫铜管
薄壁紫铜管的优势是强度较高而且材质较为坚硬通常其拉伸的强度在205～315MPa之间，而且重量较轻，管壁也较为光滑，流动阻力较小。其缺点则主要包括：容易受到人力以及外力的破坏；由于是铜管因此容易出现结垢的问题，在含有二氧化碳和二氧化硫的水环境当中使用容易产生铜绿，会对水质的卫生产生较大的影响，而且由于温泉水本身就含有二氧化硫和二氧化碳因此更容易受到影响。
1.3 非金属管道
非金属管有以下三类：
1.2.1 塑料管
目前市场上用于热水系列的塑料管主要品种有：
（1）PPR管、PEX管和ABS管，与金属管相比，主要优点在于不结垢、耐腐蚀，化学稳定性高、内壁光滑，流动阻力小；重量轻、可塑性强并有柔性便于复杂地形安装。缺点是抗压、抗拉强度低，容易受机械或尖状物体损伤。
（2）增强热塑性塑料复合管（RTP管）是一种高压塑料复合管道，与其它管材相比，它具有的优点是：①管材安装接头少，单根长度可达150～400m；②耐腐蚀、耐高压、耐温保温能力强；③柔韧性好，具有良好的耐冲击性，抗地面车荷载、土壤沉降能力高，且安装时通过蛇型布局进行自然补偿，不需要热补偿装置。缺点是：接头连接全靠塑料之间的熔焊，所以在受拉条件下它的拉力强度不如金属管件；且连接时必须使用专用的仪器设备，所以其连接成本高。
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1.2.2 玻璃钢管
玻璃钢使用温度可达100℃。它最大的缺点是接头连接处受热应力后容易产生泄漏或脱节，在日照和高温条件下存在老化问题。
1.2.3 塑料玻璃钢管复合管
塑料玻璃钢复合管（PVC/FRP）充分利用了玻璃钢管的高强度、耐热性、聚氯乙烯的气密性和耐高化学腐蚀，使其具有优异的综合性能。由于它接头的连接方式同玻璃钢管，所以同样存在接头泄漏或脱节问题。
2 工程实例
对于温泉管网设计中温泉管道管材的选择上，了解温泉水的温度、水质、本工程的供水压力等特性是设计人员选择管材的首要任务。下面简单列举几个本人设计的工程实例来看下温泉管网设计中管材具体选用：
2.1 实例一
某酒店休闲中心，共设180间客房，客房内均设置温泉泡池，温泉水源为当地地热资源公司市政管网供给。该酒店的温泉水质主要指标为：氯离子190mg/L，矿化度665.71mg/L，温度56℃（水源温度70～82℃），pH值6.63。根据指标分析按照“理疗热矿泉水水质标准”，矿化度小于1000mg/L，温泉水就可命名为“淡水”，水质比较好，所以本工程选择管材最主要考虑因数为温泉的水温和供水压力。按这个标准来选择管材很多管材都能满足，由于加压管道压力为0.76MPa，本项目又是高档大酒店，设计考虑采用比较好的管材，选择304薄壁不锈钢管管材，这种管材做为温泉输送管道，它具有耐高温、重量轻、力学性能好、线膨胀系数小、耐腐蚀、使用寿命长，摩阻系数小（相对流量大），不易产生二次污染，符合国家卫生标准等优点。
2.2 实例二
某温泉会所，按办公休闲会所一类高层综合楼设计，建筑高度97.3m，两栋楼总建筑面积7.3万m2，三～十九层186套会所办公每间内均设置温泉泡池，温泉水源为该市地热资源公司市政管网供给。温泉水质主要指标为：氯离子8768.43mg/L，矿化度15597.16mg/L，温度73℃（地热公司加热保证温度），pH值7.06。根据指标分析矿化度大于5000mg/L，温泉水就可命名为“盐水”或“海水”，水质比较差，由于温泉水里富含矿物质，是该省比较少有的海水温泉，所以甲方要求不能对水质进行处理，像这样的水质来分析选择管道，几乎都不能满足要求，首先本项目供水压力大，温度高，氯离子高，如果选用塑料管，那么温度高压力大都达不到要求，玻璃钢管主要用于大口径源水输送，压力也达不到，一般的不锈钢管也没办法满足氯离子这么高的温泉水，经过咨询和论证，后面选择唯一可能满足要求的6%Mo超级奥氏体、超级双相不锈钢管，这种管材能够满足氯离子含量为15000～6000mg/L，压力也能够满足1.2MPa，耐温也能满足73℃。
3 相关建议
3.1 温泉水市政输送管道
温泉水市政输送管道一般距离相对较长（一般大于5km），其特点是沿途地形复杂、很多地段又不允许因经常爆管漏水维修改造而进行频繁的开挖，所以这类管道建议用质好耐用且相对可靠的增强热塑性塑料复合管（RTP管），它不仅重量轻、接头少、搬运安装方便，而且可适合复杂地形安装。但由于它容易受人为机械损伤，所以要求埋深相对要深些，露天或浅埋段应加固。
3.2 使用区内室外温泉供水主干管道
在住宅或商用建筑的温泉供水工程项目中，该区内供水管道的最主要特点是水温一般为60℃左右，由于在绿化带下以及区内道路下一般不允许因为水管爆裂而产生维修。因此对于此类的管道要谨慎考虑管材，如果管道规格大于DN100我们则通常使用RTP管来进行铺设，而当管道规格小于DN100我们则建议采用热镀锌钢管内衬薄壁不锈钢管或者耐高压的PPR管道。同时管道按规范要求的埋深及方法敷设。
3.3使用区内室外温泉回水主干管道
针对温泉回水的水温相对较低，而且压力也不大因此我们在工程应用中回水管通常采用用耐腐蚀、价格相对较低的铝塑复合管或衬塑镀锌钢管。
3.4建筑管道井中温泉供回水立管
建筑管道井中温泉供回水立管的维修难度相对较大，同时高层区域和低层区域温泉供水压力也不一样。因此高层区域供水管道我们建议采用304不锈钢管或者热镀锌钢管内衬薄壁不锈钢管；而低层区域温泉供水管道我们则建议采用造价较低的PPR管道；回水管则以铝塑复合管为宜。
3.5 管道的伸缩问题
设计计算中应分别按不同管材在管道上合理布置伸缩补偿器，热水管道因受热膨胀会产生伸长，若管道无自由伸缩的余地，则使管道内承受超过管道所许可的内应力，致使管道弯曲甚至破裂，并对管道两端固定支架产生很大的推力。
4 结束语
可见，温泉给水系统能否良好运行，管道的选择至关重要，对于工程管网系统的正常使用和安全可靠性，管道的选择更是不能忽视。当前给水工程管网设计中可供选择的管材类型非常多，但一定要注意其安全可靠性，要不断探索、实践，总结出给水管道设计与施工的一些优化方法和措施，为人们绿色健康生活贡献一份力量。
参考文献：
[1]巨鹏.资源管理视角的温泉旅游地开发模式研究[J].山东社会科学.2011（07）
[2]沈惠珊.春都温泉地下热水井自流量与开采管径的设计[J].西部探矿工程.2007（04）
[3]林永青.浅谈某度假村温泉给水系统设计[J].中国科技信息.2006（15）
论文作者:李春光
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/30
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