小編聊幾句：
大家還記得前幾日的寒潮嗎？中國大部分城市開啟了速凍模式。網友紛紛表示："說好的暖冬ne"。小編表示囤了一年的脂肪，終于要派上用場了。
南方各地小伙伴更是興奮，除了曬“百年一遇”雪景外，還展示了自己獨特的手工作品~~
與此同時，網上也傳來部分地區水管被凍住的壞消息。。。
腫么辦？小編翻箱倒柜，為大家查閱相關資料，專治各種”被凍住“，這就需要我們在工程安裝過程中采取預防和保護措施，以最大可能降低管道設備凍裂爆管現象的發生。
1 管道設備被凍裂爆管原因分析
《建筑給水排水設計規范》（GB 50015-2003，2009年版）第3.5.25條：敷設在有可能結凍的房間、地下室及管井、管溝等處的給水管道應有防凍措施。
《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）第1.23條關于給水管道遺漏防凍措施提出了兩條改進措施：
1、一般采用電伴熱保溫防凍；
2、只有在短時有結凍可能（或供水保持常流），且管徑較大的給水管可采用防凍保溫做法，絕熱層厚度應由計算確定。
為了防止環境溫度低于0℃的時段內管內結凍，《建筑給水排水設計手冊》（第2版）給出了金屬管道保溫層厚度的計算公式：
由上可得，保溫層厚度與金屬管道外徑成反比，也即管道公稱直徑越小，就越容易凍結，需要的保溫層就越厚，反之則需要的保溫層越薄。通過表2可見管徑小于DN80時保溫層厚度急劇增加，僅僅通過增加保溫層厚度來解決防凍問題，一來安全系數降低且不經濟，二來設備管線安裝會影響層高且不美觀，這與05SS904《民用建筑工程設計常見問題分析及圖示》的第2條改進措施基本吻合。這種情況下，就需要通過設置電伴熱保溫防凍，具體做法參見03S401《管道和設備保溫、防結露及電伴熱》，此處不再贅述。
3 給排水系統保溫防凍案例
2.1給水系統防凍
2.1.1新建住宅樓自管井入戶管道防凍
考慮到建筑的美觀和降低工程造價，新建住宅的給水入戶管一般經管井內水表后下返沿樓板面層敷設到每戶，給水管道須與暖管相間布置，或者敷設在暖管之下的保溫層內，利用供暖管道的輻射熱伴熱保溫，做法見圖1所示。
圖1 利用供暖管道的輻射熱伴熱保溫
管井內經水表后下返的立管設置三通引至下層管井，并設放空閥門以便泄空防凍，見圖2所示。這樣新交付的住宅樓房，若寒冷季節無人入住，便可由物業管理人員通過泄水防止凍脹管道。
另自戶外管井沿樓板面層敷設到戶的給水管道，應避免經過露天開敞的走廊、入戶花園等直接與室外寒冷空氣相通的部位，倘無法避免應采用自限溫電伴熱保溫防凍。
2.1.2室外景觀用水管道防凍
綠地澆灌及水景補水管道在寒冷季節使用完畢應立即把水泄空，通常采用在低點設置泄水井的方式泄空防凍。由于泄水井一般較深，人工操作很不方便，筆者建議采用市場上的新出現的防凍閥產品：立管防凍栓，將防凍閥延長桿延伸至成品閥門箱底部，通過上閥體的開關靈活控制下閥體，使用原理：用水時上閥體開啟→下閥體泄水口關閉，供水主管與通水管聯通→通水管充水；防凍時上閥體關閉→下閥體泄水口開啟，供水主管與通水管切斷→通水管放水，見圖3所示。
圖3 立管防凍栓產品的應用
2.1.3太陽能熱水設施防凍
太陽能作為清潔低碳的能源，在政府的大力推廣和支持下逐步得到廣泛的應用。在寒冷地區太陽能生活熱水系統的防凍建議采取以下措施：
a．逆循環防凍，無日照的寒冷結凍期間，將貯熱水箱的熱水返回集熱器做定時定溫逆循環。
b．循環工質采用乙二醇、丙三醇等防凍液，間接換熱制備熱水。
c．電伴熱保溫防凍，僅適應于管路保溫防凍。
2.2消火栓系統防凍
2.2.1干式消火栓系統
GB50016-2006《建筑設計防火規范》第8.4.2條第9款：嚴寒和寒冷地區非采暖的廠房（倉庫）及其他建筑的室內消火栓系統，可采用干式系統，但在進水管上應設置快速啟閉裝置，管道最高處應設置自動排氣閥。通常做法如下：
a．在消火栓系統的進水干管上設置干式報警閥，平時干式報警閥常閉，失火時自動開啟，報警閥后的管道充水時間不應大于5min，參見《全國民用建筑工程設計技術措施/給水排水》（2009年）第7.1.4條第8款及第13款。
b．在消火栓系統的進水干管上設置電動閥，平時電動閥后為干式管網，當發生火災時，室內火災探測裝置報警，并同時開啟電動閥，充水滅火；試驗或滅火結束后，關閉電動閥并放空管道防凍。參照上述設干式報警閥的干式消火栓系統，其管道充水時間亦不應大于5min。
2.2.2住宅底部商業網點室內消火栓防凍措施
住宅底部設置商業服務網點，由于每戶網點的面積不超300m2，倘若消火栓設置在外墻并對外開門，可大大減少消火栓的數量。寒冷地區建議在連接此消火栓栓頭的立管底部設置套筒閥門，套筒蓋水平朝外并注有明顯的啟閉標識，此閥門常閉，失火時人工開啟。使用完畢后關閉此閘閥，同時打開放水閥門泄水防凍（放水閥門亦應有明顯的啟閉標識）。見圖4所示。
2.2.3 其他
盡量避免在連廊等開敞區域設置消火栓及管道，若條件所限必須設置，則應采用自限溫電伴熱保溫防凍。
2.3地下車庫自噴淋滅火系統防凍
JGJ100-98 《汽車庫建筑設計規范》第6.3.1條規定：嚴寒地區和寒冷地區的汽車庫內應設集中采暖系統。但是隨著汽車低溫啟動性能的提高，大部分北方地區的地下車庫均不設置采暖系統；第6.3.4條規定：地下汽車庫宜設置獨立的送風、排風系統，其風量應按允許的廢氣標準量計算，且換氣次數每小時不應小于6次，其排風機宜選用變速風機。依此條規定，嚴寒地區的地下車庫的氣溫很容易達到0℃以下，這勢必對我們車庫內的消防系統造成不利影響。通常寒冷地區地下車庫內自噴淋滅火系統的防凍建議采取以下措施：
a．地下車庫盡量避免設置露天敞開的采光通風窗井。
b．自噴淋采用預作用系統，報警閥前濕式管道的保溫加厚或采用電伴熱保溫。
c．地下室若設置濕式噴淋系統，則在車庫出入口、采光窗井等容易與外界形成空氣對流的部位，設置自限溫電伴熱保溫防凍。
d. 采用防凍濕式系統，使用符合國家和地方有關衛生標準的防凍液（與飲用水系統相連須使用甘油和丙二醇防凍液，與非飲用水系統相連可使用工業防凍液），其與水混合的冰點參見《自動噴水滅火系統設計手冊》（黃曉家，姜文源主編）表3.2-6和表3.2-7，所配置防凍液的冰點應低于環境歷年統計最低溫度，防凍液的密度應校核。
2.4室內排水系統防凍
近年來住宅項目飛躍發展，新建住宅高度不斷增加，在入住率不高的前提下，寒冷地區的排水管道凍結脹裂的現象也時有發生，究其原因在于少量排水在貼著管壁旋流排放的過程中，溫度不斷降低，在無人居住的房間內極易達到冰點，隨著排水量的累加，管壁結冰厚度亦逐漸增加，從而導致管道堵塞脹裂溢流。
GB50015-2003（2009年版）《建筑給水排水設計規范》第4.9.12條“注：當生活陽臺設有生活排水設備及地漏時，可不另設陽臺雨水排水地漏。”此條意為開敞陽臺的雨水排水和生活排水合用排水地漏（此地漏須設置防串味水封措施），由于寒冷地區會對此水封地漏造成凍脹性破壞，故此條應僅適用于常年氣溫在0℃以上的南方地區。筆者建議排水管道防凍要做到以下幾點：
a．開敞陽臺避免設置洗衣機，如必須設置，則建議排水管道及地漏伴熱保溫處理，水龍頭采用市場上的新興防凍閥產品，如圖3c所示。
b．北向廚房、衛生間內貼北墻的排水立管宜做保溫處理。
2.5下沉庭院壓力排水系統防凍
北方地區的一些項目設置露天的下沉庭院或采光井，比室外地面低，需要設置壓力排水設施，這就給寒冷季節防凍帶來一定難度，筆者建議采取如下防凍措施：
a．如有條件建議建筑專業設置防雨采光頂棚，給排水專業不做壓力排水設施。
b．如必須做成開敞的下沉庭院或采光井，則建議壓力排水設施設置在一個相對封閉的小室內，壓力提排管路如圖5所示，使立管中不存水，橫管中的雨水廢水能立即排至檢查井。
3 特殊部位保溫防凍案例
3.1屋頂水箱間設施防凍
屋頂高位消防水箱內水體容積較大，一般不易結凍，而水箱間內的增壓穩壓泵不經常運轉，其與管路均容易結凍造成系統故障。增壓穩壓水泵一旦運轉需要散熱，尤其是軸承部位不宜做電伴熱，建議采取以下保溫防凍的措施。
屋頂水箱間外墻必須做保溫處理，檢修門盡量開在冬季非主導風向的部位，并采用密封性能好的有保溫層的門，盡量開小窗采光，水箱、氣壓罐及管路要做加厚保溫處理，必要時設置自控溫散熱裝置（如電油汀等），保持室內溫度為4℃以上。
3.2設備轉換層或避難層給排水設施防凍
設備轉換層或避難層的土建保溫要求同上述，但暖通專業通常在設備轉換層或避難層設置大面積的通風百葉，室內外空氣對流很明顯，建議設置預作用噴淋系統，穿越此房間的重力流排水管道要做保溫處理，其他濕式管道均采用自限溫電伴熱措施。
3.3一層入口門斗防凍
尤其是北向一層入口門斗處，受冷空氣影響很嚴重，暖通專業一般設置熱風幕來提高空氣溫度，但是夜間或節假日非營業時段熱風幕一旦停止運行，管道就會出現結凍現象，建議設置在此處的濕式管道采用自限溫電伴熱措施。
3.4水暖管井防凍
水暖管井應避免貼北外墻設置，受條件所限必須貼北外墻設置的管井，建議管井內墻加強保溫處理，給排水管道要加厚保溫。
4 管道設備保溫應注意的問題
（1）絕熱保溫材料一般選用不燃、難燃類材料，外包防潮層，不然潮濕部位的水汽（如地庫、管溝）極易侵入保溫層，降低保溫效果。采用泡沫橡塑材料，可不設防潮層。防潮層的燃燒性能應與保溫絕熱層的燃燒性能相匹配。絕熱保溫材料的選擇應注明耐火性能和使用密度。
（2）電伴熱適應于工業與民用建筑室內給排水金屬管道及設備的保溫和防凍，推薦采用自限溫電伴熱，其具有一定的自調控功能，在各個區段能隨時調整功率，自動跟蹤按需供熱，使管溫處處、時時均勻同步；當用于防凍時，應采用環境型溫度傳感器，安裝在氣溫變化比較敏感的地方（如地庫出入口或采光井百葉窗處），當氣溫低于4℃時，電氣開關箱內電源接通，與該電氣開關箱連接的所有電熱帶系統都通電工作；當氣溫高于4℃時，電源切斷，所有電熱帶系統斷電，停止工作。
（3）管道支、吊架處的保溫，在管道和支、吊架之間應設置隔熱硬墊木，防止冷橋現象。
5 結語
現行國標圖集03S401《管道和設備保溫、防結露及電伴熱》中僅對管道和設備的保溫、防結露提供了相關參數和做法，除電伴熱防凍外無其他防凍相關的做法。
現行的規范手冊中明確了給排水管道的防凍要求，卻鮮有防凍做法。由于我國地域廣闊，南北各地的氣象參數差別甚大，保溫防凍做法必然不盡相同，筆者有針對性的列舉了當地幾個典型案例供各位讀者參考，以期共同探討。
原標題：建筑給排水設施寒冷季節保溫防凍措施探討
作者：吳相杰，連 捷，李祥峰（青島騰遠設計事務所有限公司）
本文來自2012年第1期。如需轉載請表明出處。
