若你身處在北方，你可以在寒冷的冬日享受到愜意的溫暖，你可能看不到埋藏在地下的數不清的聚氨酯管道，而正是它們讓集中供熱成為可能。若你身處在南方，你或許享受不到集中供暖的福利，而保溫管道依舊和我們的生活息息相關。集中供熱和制冷、石油和天然氣、工業管道、低溫運輸都離不開管道保溫技術，聚氨酯是保溫管道的材料，在歐美等國家的應用比例占據半壁江山，而在我國仍屬于起步階段。聚氨酯保溫管在中國的發展尚有很大的空間，也承載了我們無限的期許……

第一層：工作鋼管層

根據設計和客戶的要求一般選用無縫鋼管、螺旋鋼管和直縫鋼管。鋼管表面經過*的拋丸除銹工藝處理后，鋼管除銹等級可達GB8923-1988標準中的Sa2級，表面粗糙度可達GB6060.5-88標準中R=12.5微米。

第二層：聚氨酯保溫層

用高壓發泡機在鋼管與外護層之間形成的空腔中一次性注入硬質聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗稱的“管中管發泡”。

第三層：高密度聚乙烯保護層

預制成一定壁厚的黑色或黃色聚乙烯塑料管材。其作用一是保護聚氨酯保溫層免遭機械硬物破壞，二是防腐、防水。

人類應用保溫材料已有一千多年的歷史，工業保溫出現在1853年。第一次世界大戰中德意志大規模使用石棉作為艦船保溫隔熱材料，美國在二戰開始就用硅酸鈣。

1948年，美國開始工業性應用生產。

1962年，日本開始使用硅藻土和巖棉作為保溫材料。隨后泡沫玻璃、泡沫塑科等新型保溫材料相繼問世，礦物纖維制品有了新的改進和發展。

1973年，世界能源危機后，保溫材料進一步向系列、多孔、微粒反射方向發展并出現了新的動向。如美、英、德、日等國發表了泡沫瀝青保溫材料，蘇聯研制了蜂窩多孔硅及美、英、法等國研究應用瀝青、焦油和天然石油烴預聚物等。

我國管道保溫材料的發展歷史

全球能源需求上升，需要人們大量投資建設環保型供應基礎設施。自聚氨酯合成料誕生以來，逐漸被運用到管道保溫領域，且應用范圍越來越廣泛。

聚氨酯硬質發泡保溫管自三十年代聚氨酯合成料誕生以來，一直作為一種優良的絕熱保溫材料而得到長足的發展，其應用范圍也是越來越廣泛，更由于其施工簡便，節能防腐而被大量地用于各種供熱，制冷、輸油、輸氣等各種管道。特別是在集中供熱系統中，聚氨酯泡沫材料保溫管大展身手，是很多工程的青睞之選。同樣，在門類繁多的行業中，聚氨酯都是管道和儲罐的材料。

聚氨酯泡沫的導熱性基地，依靠輕薄的保溫層，便可足底啊程度減少熱交換

通過配方調整，可在廣泛的溫度區間下工作

即使密度較低，也能保證優異的機械性能

可在工廠中生產聚氨酯保溫部件，也可以當場發泡

與很多材料兼容，提供出色的粘結力和持久的尺寸穩定性

水汽侵入量少，使管道長期保持出色的保溫性能

聚氨酯這種保溫材料自被應用以來，聚氨酯保溫管就已經開始在我國室內外的各種管道中開始應用。而我們知道聚氨酯保溫管主要是工作鋼管、保溫層、保護殼、滲漏報警線等。

其實，聚氨酯保溫管最重要的作用就是保溫，能夠起到保溫作用是最關鍵的。保溫層緊密地粘結在鋼管外皮，隔絕了空氣和水的滲入，能起到良好的防腐作用。同時它的發泡孔都是閉合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機械性能。因此，工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。

另外，聚氨酯保溫管是一種保溫性能好，加安全可靠，工程造價低的直埋預制保溫管。有效的解決了城鎮集中供熱中130℃－600℃高溫輸熱用預制直埋保溫管的保溫、滑動潤滑和裸露管端的防水問題。高溫預制直埋保溫管不僅具有傳統地溝和架空敷設管道*的*技術、實用性能，而且還具有顯著的社會效益和經濟效益，也是供熱節能的有力措施。高溫預制直埋保溫管采用直埋供熱管道技術，標志著中國供熱管道技術發展已經進入了新的起點。

聚氨酯保溫管行業的發展已經使其不僅僅具有保溫的功效，更有其他很多的優勢，因此，聚氨酯保溫管才會受到大家的*。

南北供熱之爭

“我是一匹來自北方的狼，卻在南方被凍成了狗。”這個在網上流傳頗廣的段子，是不少北方人長期以來對南方冬天的印象。

在南方有些城市，90％以上的城市家庭配有取暖設備，冬天開始變得并不那么難熬。“南北方供暖之爭”已經演化為“集中與分散”的供暖模式之爭。

南方居民家庭自備的取暖設備，效果或許不亞于北方的集中供暖，但就整個城市而言，自發無序的分散供暖，不僅效率低下，還影響了正常的經濟社會秩序。最近幾年，“迎峰度冬”成為南方電網的一大景觀，一些城市冬季用電頻頻出現缺口，乃至于不得不拉閘限電，企業被迫停工。同時，供暖缺失導致一些地方取暖產品坐地起價，增加了群眾的生活負擔。

放眼世界范圍，許多發達國家已形成較為完善的供暖體制。比如，德國政府相繼頒布房屋建筑結構和供熱設施節能法規、暖氣和熱水根據實際耗用量來測量和結算費用的計量法規。這些法規實施后，德國全社會的供暖能耗整體下降了20%到30%，每年可因此節省66億公斤焦炭或50多億升的燃油，同時限制了二氧化碳的排放，促進了空氣質量的改善。可見，增加能耗，加劇污染并非集中供暖的死結。只要改革計量模式，探索更靈活的“分散計量”；加快老舊小區節能改造，降低建筑能耗占比，就*可以揚長避短。

并非所有南方城市有供暖需求，真正需要的是國家劃定的“夏熱冬冷”地區，包括上海、重慶、湖北、湖南、安徽、江西、江蘇、浙江、四川等。這些省份冬季室溫遠低于北方城市集中供熱時的室內溫度。

北方的冬：冷暖各異

在北方現行的集中供暖模式下，受樓層、樓體質量、管網等因素影響，即使處于同一熱網內的住戶，取暖效果也往往大不相同。交同樣的取暖費但“冷暖各異”，這往往令居民對供熱公司產生怨氣。

集中供暖主要有三方面的能源損耗，一是管網熱損耗，尤其是長途輸送，二是建筑熱損耗，三是一些居民“開窗散熱”等不良習慣帶來的浪費。其中，建筑損耗占比達到40%以上。所以無論南方北方，當務之急是對老舊小區做好節能改造，新建房屋必須提高節能標準。供熱管道和建筑本身的保溫性能，一定程度上決定了集中供熱最終的呈現效果。

有集中供暖，卻無集中供冷？

（1）根本原因是這種系統的效率低，效果沒有供暖的明顯。北方在零下10度時，可提供溫度較高水蒸汽，比如七八十度的，相對溫差達到100度，效率高。

然而，集中供冷效果不怎么好，輸送的冷水也就零度，再低管道不好用，而室外氣溫才三十多度，溫差只有三十多度，效果不好。

（2）這樣一套系統的建設與維護費用昂貴。太原市有個地方就真的建了個這樣的系統，無奈負責人說“收來的電費還不夠買煤”。

（3）冬季供熱取暖屬于“溫飽型”的消費需求，夏季供冷屬“享受型”的消費范疇。夸張點來講北方的供暖是來活命的，南方供冷是裝個高級空調，另外，不是每家每戶都認同裝。

集中供冷在香港，日本，新加坡都已經有安裝，深圳前海也已經就集中供冷開始可行性研究了。項目名稱并非集中供冷，而是叫做DCS( district cooling system)區域集中制冷。

廣州大學城是我國最早實施集中供冷的區域之一，供冷系統共設四個區域供冷站。

2009年年初，山東省某小區將試點“三聯供”模式，即冬季集中供暖、夏季集中供冷、一年四季打開水龍頭就流出熱水。屆時，在該小區的居民家中，將不再有空調和熱水器這些家電設備。

可以說，集中供冷還未能普及。

源于德國

“被動房” 建筑的概念是在德國上世紀80 年代低能耗建筑的基礎上建立起來的。“被動房”這個拗口的詞語是翻譯過來的，它的英文名稱是“Passive House”，翻譯成中文之后，總感覺不到它有“高大上”的地方，因此現在也有人把它稱做“被動式低能耗建筑”。

如果從技術的角度來解釋“被動房”，那就是：建筑節能理念和各種技術產品的集大成者，通過充分利用太陽能、地熱能等可再生能源使采暖消耗的一次能源不超過15千瓦/平米的房屋。如此低的能耗標準，是通過高隔熱隔音、密封性強的建筑外墻和可再生能源得以實現。

為“夏熱冬冷”而設

據說早在上個世紀八十年代，瑞典隆德大學(Lund University)的阿達姆森教授(Bo Adamson)和德國的菲斯特博士(Wolfgang Feist)在考察中國的時候，發現我國以秦嶺-淮河為分界線，以北地區冬季集中供暖，以南地區沒有集中供暖的待遇。

其時，我國南方地區，例如按照氣候分區的夏熱冬暖地區，冬季不集中供暖也沒有什么問題，因為這個地區的冬季氣溫也沒那么低。只有長江流域，所謂的夏熱冬冷地區，在冬季的氣溫還是比較低的。一般室外氣溫低于5℃的時候，室內若沒有取暖設備，住宅房子里感覺很不舒適的。而這個地區的居民，在冬季卻沒有我國北方居民那么幸運，享受到漫長冬季長久的室內溫暖舒適的待遇了。

這兩位專家到提出了一套能夠適應夏熱冬冷氣候環境的舒適性建筑，利用建筑物優良的外圍護條件，達到冬季沒有集中供暖，居住在里面的人們也能感受到春天般的舒適。于是，兩位專家回到歐洲之后就著手這類建筑的實踐。

在1991座被動房建筑終于在年德國的達姆施塔特建成，而且從建成至今的十幾年里，一直按照設計的要求正常運行，取得了很好的效果。可以說，這一理念的建筑在德國實現了落地。

現在你知道了吧，“被動房”初是為我國夏熱冬冷地區的氣候環境提出的高舒適性建筑哦！

我國被動房發展

2010年，我國名義上的第一棟“被動房”漢堡館在上海世博會亮相，開啟了我國“被動房”建設的潮流。

由于我國建筑節能發展的需求，更低能耗建筑的建設也迫在眉睫。住房與城鄉建設部科技發展促進中心在推廣被動房方面做了很多努力工作。各個氣候環境下的被動房如雨后春筍般出現，烏魯木齊幸福堡被動式商業綜合樓、威盧克斯公司辦公樓、秦皇島在水一方居住建筑、朗詩布魯克被動式酒店、CABR近零能耗辦公建筑就是目前的代表之作。

日前，我國發布了住房建設領域的“十三五”規劃綱要，計劃在“十三五”期間發展綠色建筑以及建筑節能事業，穩步提升我國的建筑節能水平，并推動綠色建筑的普及。并設定了建筑節能行業的發展目標：要求到2020年，城鎮綠色建筑在建筑增量中的比重要達到50%，綠色建材的使用比例要達到40%。

我國建筑節能進展

“十二五”時期，我國建筑節能和綠色建筑事業取得重大進展，建筑節能標準不斷提高，綠色建筑呈現跨越式發展態勢，既有居住建筑節能改造在嚴寒及寒冷地區全面展開，公共建筑節能監管力度進一步加強，節能改造在重點城市及學校、醫院等領域穩步推進，可再生能源建筑應用規模進一步擴大，圓滿完成了國務院確定的各項工作目標和任務。

困境之中尋機遇

我國建筑節能與綠色建筑發展也面臨不少困難和問題，主要是：

建筑節能標準要求與同等氣候條件發達國家相比仍然偏低，標準執行質量參差不齊；

城鎮既有建筑中仍有約60%的不節能建筑，能源利用效率低，居住舒適度較差；

綠色建筑總量規模偏少，發展不平衡，部分綠色建筑項目實際運行效果達不到預期；

可再生能源在建筑領域應用形式單一，與建筑一體化程度不高；

農村地區建筑節能剛剛起步，推進步伐緩慢；

綠色節能建筑材料質量不高，對工程的支撐保障能力不強；

主要依靠行政力量約束及財政資金投入推動，市場配置資源的機制尚不完善。

集中供熱作為城市能源建設的一項基礎設施以及國家能源合理分配和利用的一項重要措施，不僅提高能源利用率，還減輕大氣污染、改善環境，隨著綠色建筑的大力推進和發展，城鎮集中供熱普及率將得到進一步提升。聚氨酯在集中供熱領域備受青睞，提供了優異的保溫性能，大幅降低能耗。

隨著能源需求的日益增大，越來越多的海上油氣資源成為勘探開發的熱點。據統計，全球發現的油氣儲量中，有2/3來自深海。海底管線在輸送原油(氣)過程中不但要承受海洋環境中的低溫、靜壓力、洋流沖刷等惡劣條件，還要保證原油(氣)不能在運行或停輸過程中形成水合物阻塞管道，導致生產事故。因此，必須對輸送原油(氣)的管道進行有效保溫，以保證管道安全運行。本文介紹了國內外海底管道常用的管中管保溫結構、單壁管保溫結構、集束管保溫結構及其特點。

管中管保溫結構

“管中管”保溫結構在國內外都有廣泛的應用，國外技術已可滿足3000m水深油氣資源的開采使用要求。由于外護鋼管可以對保溫材料提供的保護，所以對保溫材料要求不高，陸上常用的保溫材料，如巖棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料，酚醛泡沫塑料等，都可以使用，目前以聚氨酯泡沫應用的最多。管中管保溫結構能有效地減小內管的熱變形，但鋼材耗量大，焊接費用高，鋪管效率低，并需要對鋼套管進行防腐處理及陰極保護，因而這種保溫結構造價很高，通常應用于管徑較小的海底保溫管道。

在幾種“管中管”保溫結構中，聚氨酯泡沫管中管保溫結構具有優異的保溫性能，生產效率高，應用廣泛。圖1是聚氨酯泡沫管中管保溫結構示意圖，表2列出了聚氨酯泡沫管中管保溫結構部分性能與適用條件。有時為了進一步降低投資成本，取消了塑料套管，聚氨酯泡沫層采用扣模發泡工藝預制成型。在油氣介質對溫度比較敏感而單純保溫材料保溫又不能滿足要求時，管中管保溫結構可以與電輔助伴熱結合，以滿足油氣輸送的溫度要求。

單壁管保溫結構

混凝土配重保溫管

混凝土配重保溫管主要應用于40米以內的淺海區域，它相對于管中管保溫結構，用混凝土配重層代替了外套鋼管，可節約三分之二的鋼材，并減少了鋼管補口的焊接工作量。保溫層為聚氨酯泡沫，由于聚氨酯泡沫層需要承受海水靜壓力，聚氨酯泡沫的抗壓強度要求比陸上的高，因此，聚氨酯泡沫密度需要適當提高

混凝土配重保溫管的補口比較簡單，在完成補口防腐層后，早期采用的是瀝青馬蹄酯填充，近幾年已被高密度開孔聚氨酯泡沫取代。

不發泡聚氨酯復合保溫體系

不發泡聚氨酯復合保溫體系將保溫和防護作用合二為一，從而使海管性能保持連續一致性。該技術采用中空微球作為填料與聚氨酯彈性體復合，利用微球實現體系的保溫性能，復合保溫體系具有優異的韌性和強度滿足抵抗海洋凈水壓力的要求。適用的范圍從淺海到深海，對現用的各種口徑的海管均適用，300m以內的淺水系列采用聚氨酯與聚合物微球復合體系，300m以上深水系列采用聚氨酯與玻璃微球復合體系。不發泡聚氨酯復合保溫體系受聚氨酯材料本身性能所限，其使用溫度不超過115℃。

不發泡聚氨酯復合保溫管現場補口時，采用與管體材料一致的純聚氨酯彈性體進行填充，不同的是補口用的聚氨酯彈性體反應速度要快，以滿足海上施工的進度要求。

不發泡聚氨酯復合保溫體系的難點有兩個方面。材料開發方面：既要提高聚氨酯彈性體的力學性能，以抵抗海洋中洋流等因素的破壞，又要降低聚氨酯復合體系的海水滲透能力，而聚氨酯彈性體本身含有很多極性基團，屬于容易吸水的材料。預制加工方面：將中空微球均勻充分分散在聚氨酯原料中也是難點，尤其是中空玻璃微球，分散過程中容易受損破碎，市場上通用的聚氨酯彈性體澆注設備不能直接應用于聚氨酯復合保溫體系的澆注，需要配套開發。同時還要保證在澆筑過程不能帶入空氣，以免形成空洞造成材料缺陷。

聚丙烯復合保溫體系

聚丙烯復合保溫體系可以滿足從淺水到深水不同深度和海況下海洋管道的保溫要求。它采用多層不同類型的聚丙烯材料(因其具有良好的力學性能、較低的氧氣、水滲透率和耐老化性能)，如聚丙烯泡沫、聚丙烯復合泡沫以及抗紫外線聚丙烯等復合而成。厚度與層數可以根據生產需要調整;保溫層根據水深等實際應用條件，600m以內選擇聚丙烯泡沫，600m以上多是聚丙烯泡沫和玻璃微球復合聚丙烯泡沫的復合結構，防護層可根據不同需求采用聚丙烯或抗紫外聚丙烯，各層之間采用共聚物粘合劑進行粘接處理。該結構體系具有保溫、質輕、抗壓、不可滲透、穩定、韌性好、可修復、經濟環保等特點。聚丙烯復合保溫體系可應用于155℃以內的油氣輸送，彌補了聚氨酯復合保溫體系不能高溫應用的不足。

集束管保溫結構

海底集束管系統分為兩類：一類為開放式，將單獨的管線(含電纜)用卡(夾)具或繩索固定成一體。這種形式制造相對簡單，但由于輸油管線直接暴露在海水中，管線容易遭到破壞。該類型的管道保溫結構不固定，前述的幾種結構均可組合使用。另一種稱為封閉式，是將諸多輸油管線、注入管線、加熱管線和電纜等匯集在一根大外徑的外套管(承載管)內。相比于比單壁管，封閉式集束管尤其適用于高保溫要求下多根油氣管線的集輸，可提供優異的保溫性能，有效防止結蠟和水化物生成。封閉式集束管的承載管對內部管道提供機械和腐蝕保護，陸上保溫常用的硬質聚氨酯泡沫、巖棉、玻璃棉都可以使用。

1.延長保溫管道的生命周期

有很多因素會影響到聚氨酯保溫管道的生命周期，無論是材料本身的性能差異，還是施工過程中的問題。如妥當地排除這些因素的干擾，保溫管道的生命周期方能得到保障或提升。

1.保溫層偏心，即聚氨酯保溫層與鋼管不同心，形成保溫厚薄不均，嚴重的可使外層塑料軟化而被損壞。

2．使用不當而遭受破壞，在運輸及安裝過程中易受損傷，在埋地后距地面深度不夠或上部土壤及道 路較軟，造成載重車輛碾壓后被損壞。

3.接口處理不當，在管道敷設安裝過程中，相接二根管焊接不嚴密造成滲水，或在“補口”過程中操作不認真而造成外部污水滲入保溫層等造成的破壞。

4.聚氨酯保溫管密度低造成強度低而在搬運過程中就已損壞。

2.提高生產效率

目前，國內生產的聚氨酯保溫管有兩種工藝，即俗稱的“一步法”和“二步法”。

“一步法”指的是，外層塑料管與聚氨酯發泡和工作鋼管，三者同時運行，一次完成復合管成品制造。

“二步法”指的是，先按聚氨酯保溫管配套尺寸生產出塑料管，在鋼管外面按一定距離裝入一道固定支架，其作用是使鋼管和塑料管之間被撐起而形成環狀空腔以備發泡保溫層之用，同時也防止“偏心”。

“一步法”適合生產管道在大批量而且單一品種的管道發泡，效率非常高。“兩步法”適合生產各種不同規格的的管道，比較靈活。

目前，多數工程都需要多種規格的管道，多使用“兩步法”。未來在效率上的改善，可能逐漸向著“一步法”發展，一方面要使其變得更加靈活可控，另一方面要解決很多環節存在的問題。

3.改善保溫效果

4.進一步拓展管道工作條件