Cómo lidiar con problemas de expansión y contracción térmica en sistemas de sifones HDPE en edificios de gran altura

Características de expansión y contracción térmica de los materiales HDPE
HDPE (polietileno de alta densidad) es un termoplástico con obvias características de expansión y contracción térmica. El coeficiente de expansión térmica es generalmente 0.17 ~ 0.20 mm/m · ℃. Los cambios en la diferencia de temperatura causarán grandes cambios en la longitud de la tubería, especialmente en edificios de gran altura. Al instalar elevadores y tuberías principales horizontales de larga distancia, su expansión lineal y contracción deben considerarse científicamente.

Bajo las condiciones de funcionamiento alternativas de alta temperatura en verano y baja temperatura en invierno, las tuberías en el sistema de sifón HDPE se expandirán o contratarán con la fluctuación de la temperatura ambiente. Si no se maneja correctamente, causará graves consecuencias, como la deformación de la tubería, la dislocación de la interfaz, la fuga del sistema o la inestabilidad del soporte.

Manifestaciones principales de expansión térmica y contracción en edificios de gran altura
Los problemas de expansión y contracción térmica de Sistemas de sifón HDPE En los edificios de gran altura se manifiestan principalmente de las siguientes maneras:
El elevador se ve afectado por la altura del piso, y la longitud total cambia enormemente, lo cual es fácil de causar el desplazamiento axial de la tubería.
Bajo la condición de la colocación de larga distancia de la tubería principal horizontal en el techo, la diferencia de temperatura entre el día y la noche o la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior es significativa.
Si el soporte de fijación de tuberías no está dispuesto razonablemente, causará la concentración de estrés, la rotura de la interfaz e incluso el daño del sistema.
La percha y el soporte deslizante no se usan juntos, lo que restringe el movimiento libre de la tubería y forma puntos de acumulación de estrés.

Estrategia de liberación de estrés para la expansión y contracción térmica en el sistema de drenaje de sifón
El control de expansión y contracción térmica del sistema de sifón en edificios de gran altura debe tratarse de manera integral por una variedad de medios técnicos:
Configurar soporte deslizante
En el diseño de las tuberías principales horizontales y los elevadores verticales, se deben establecer soportes deslizantes para permitir que la tubería se mueva libremente en la dirección axial. Los soportes deslizantes generalmente están dispuestos entre los soportes fijos. Se recomiendan soportes de acero inoxidable o almohadillas deslizantes de polietileno para reducir el coeficiente de fricción. Durante la instalación, preste atención a la dirección deslizante debe ser consistente con la dirección de expansión de la tubería para evitar la interferencia.
Diseño razonable de soportes fijos
El soporte fijo debe instalarse en una parte estable y rígida de la estructura, como debajo del haz, en la pared y en el costado de la columna. Se recomienda configurar un soporte fijo cada 3 a 5 pisos en edificios de gran altura. La función principal del soporte fijo es determinar el punto de referencia de la tubería para evitar el deslizamiento general, pero no evita la expansión térmica y el desplazamiento de contracción.
Brecha de expansión de reserva para tuberías
En el diseño del sistema de sifón HDPE, el margen de expansión apropiado debe reservarse de acuerdo con las condiciones de diferencia de temperatura al conectar cada sección de la tubería. Tomando una tubería HDPE de 50 metros de largo como ejemplo, si la diferencia de temperatura es de 30 ℃, la expansión lineal puede alcanzar 250 ~ 300 mm. Los diseñadores necesitan reservar espacio buffer en la interfaz y soldadura de fusión eléctrica.
Agregar anillo de expansión o curva de búfer
En el lugar donde gira la tubería, es larga o la diferencia de temperatura cambia con frecuencia, se puede establecer un "anillo de expansión" o "curva de tampón en forma de U". Esta forma estructural puede absorber efectivamente la expansión y la contracción de la tubería causada por la expansión y contracción térmica, evitar la concentración de tensión en la sección recta y proteger la estabilidad del sistema.
Seleccione conexiones o compensadores flexibles
Las juntas de caucho flexibles o los compensadores de expansión se pueden considerar en nodos especiales de algunos edificios de gran altura (como a través de losas de piso y a través de aberturas de pared). Estos componentes pueden amortiguar ciertos desplazamientos y vibraciones, pero su frecuencia de uso debe controlarse para evitar afectar las características de presión negativa del sistema.

Optimización del diseño del eje de la tubería en edificios de gran altura
El espacio del eje vertical en edificios de gran altura es limitado. Cuando el sistema de drenaje de sifón HDPE está dispuesto en el eje de la tubería, la selección del diámetro de la tubería, la posición del soporte, la protección del aislamiento térmico y otras medidas deben optimizarse.
La tubería no debe estar cerca de la pared, y debe haber una cierta cantidad de expansión térmica y espacio de movimiento;
La diapositiva de pista vertical puede ayudar al elevador a expandirse y contraerse libremente;
Se recomienda establecer una conexión suave o una junta de búfer en la parte inferior del elevador para evitar el desplegable general del sistema;
El aislamiento de la tubería puede reducir el impacto de la diferencia de temperatura entre el día y la noche, y reducir la frecuencia y el grado de expansión y contracción.

Medidas de control de expansión y contracción térmica en casos de ingeniería
El sistema de sifón de agua de lluvia en el techo de un complejo comercial de gran altura utiliza tuberías HDPE, con una longitud de sección de tubería horizontal máxima de 60 metros. Se establecen soportes deslizantes de múltiples puntos, y los anillos de expansión térmica en forma de U están diseñados en la sección central. Después de la simulación y la depuración en el sitio, el sistema funciona de manera continua y estable bajo una diferencia de temperatura ambiente de ± 35 ℃, sin la dislocación o el soporte de interfaz, verificando completamente la efectividad de la estrategia de tratamiento de expansión y contracción térmica.

Precauciones durante la instalación y construcción
El registro de temperatura de instalación es un datos de referencia importantes, que se utilizan para determinar el espacio de expansión reservado durante la soldadura;
Todos los soportes deben instalarse firmemente, el tratamiento anticorrosión debe estar en su lugar, y el tipo deslizante/fijo debe marcarse;
Después de la soldadura, no es aconsejable empujar o tirar con fuerza de la tubería para evitar dañar la capa de soldadura;
Después de instalar la tubería, la prueba de ventilación del sistema y presión negativa debe llevarse a cabo para observar si la expansión térmica y la contracción tienen un impacto en el sellado del sistema.