标准规范下载简介

DB37／T 1215-2010 地埋管地源热泵系统应用技术规程.pdf

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如系统同时供应生活热水，宜优先采用地埋管热泵系统制备（或预热）生活热水，不足部分由其它热源 提供。

DB44／T 1706-2015 额定电压450／750V 及以下阻燃橡皮绝缘电缆.pdf5.3地埋管换热器设讯

5. 3. 1基本要求

管换热器的设计应按场地规划、埋管负荷、埋管长度、平面布置、系统水力平衡及承压能力验 进行。

5.3.2地埋管换热器设计

5.3.2.1地理管换热器设计时应明确理管区域内客种地下管线的种类、位置、深度及理管区域进出重 型设备的车道位置和荷载，并为未来可能的发展预留空间。 5.3.2.2地埋管换热器应避开泄洪主干道和交通主干道以及构成破坏隐患的建筑物或构筑物。 5.3.2.3地理管换热器宜靠近热泵机房或以机房为中心。 5.3.2.4地理管换热器的计算宜根据现场实测岩土体及回填料的热物性参数、测试并的吸放热能力进 行。垂直地埋管换热器的设计可按附录C给出的方法进行计算。 5.3.2.5当全年累计释热量和吸热量相差不大（小于20%）的工程，应分别按供冷与供热工况进行地埋 管换热器的长度计算，并取其较大者确定地埋管换热器的长度；当两者相差较大（大于20%）时，应进 行技术经济比较，通过增加辅助冷热源的措施来解决。还可以通过水源热泵机组间歇运行来调节；也可 以采用热回收机组。 5.3.2.6设计地埋管换热器时，环路集管不应包括在地埋管换热器总长度内。但对于水平埋管较多的 竖直埋管系统，水平埋管应折算成适量的地埋管换热器总长度。 5.3.2.7竖直理管换热器理管深度宜大于20m，钻孔孔径宜大于0.11m；为满足换热需要，钻孔间距应 根据热响应试验通过计算确定，一般岩石地区宜为4～6m；砂土地区宜为5～7m。 5.3.2.8水平环路集管距地面不宜小于1.5m，且应在冻土层以下0.6m。环路供、回集管的间距不应小 于0.6m。在赋存有地下咸水的地区，竖直地埋管底部与咸水层底板间距不宜小于10m。 5.3.2.9地埋管换热器内传热介质应保持紊流状态，单U形管不宜小于0.6m/s，双U形管不宜小于 0.4m/s，水平环路集管应敷设不小于0.002的坡度，坡向竖直埋管。 5.3.2.10大型项目中，竖直地理管换热器应进行分组连接，每组换热器数目宜相等，且不超过换热器 总数的10%。各组换热器形成的地埋管环路两端应分别与供、回水环路集管连接；应采取管网平衡措施， 并应在各环路的总接口处设置检查井。 5.3.2.11竖直地埋管环路也可采取分、集水器联接的方式，一定数量（一般6～8个）的地埋管环路 供、回水管分别接入相应的分、集水器的方式，各分、集水器之间宜有平衡和调节各地埋管环路流量的 措施。 5.3.2.12地理管换热系统应设自动补水定压装置， 5.3.2.13需要防冻的地区，应设防冻保护装置。 5.3.2.14地理管换热系统应根据水文、地质特征确定回填材料，回填材料的导热系数不宜低于钻孔外 或沟槽外岩土体的导热系数。在建筑的桩基基础之间理设换热器时，回填材料还应满足地基强度的要求， 5.3.2.15地埋管换热系统设计时应根据所选用的传热介质的水力特性进行水力计算，地埋管压力损失 可按附录D计算。源侧循环水泵的流量，应按水源热泵机组蒸发器和冷凝器额定流量的较大值确定，水 泵扬程为管路、管件、地埋管换热系统、热泵机组蒸发器或冷凝器（选取较大值）的阻力之和。

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5.3.2.17与地埋管换热器连接的水泵、阀门、管道附件等设计与选择应符合国家现行相关规范的要求。 冬夏转换的蒸发器或冷凝器阀门组应尽可能集中安装，以便使用与调节。 5.3.2.18地理管换热系统应具有反冲洗功能，冲洗流量宜为工作流量的2倍。 5.3.2.19在地埋管换热系统设计中应了解当地地下水渗透和流动情况，并确定是否需将地下水渗流对 换热的影响考虑到热交换器的设计中去。地下水的渗流或流动有利于地埋管换热器的传热，能够减少地 理管换热器的设计容量，当地下水渗流速 地理管热交换的能力比无渗流时约增大30%。

3.1.1地理管换热系统施工前应具备地理管区域的工程勘察报告、完备的设计文件、施工图纸和施工 组织方案。 6.1.2地埋管换热系统施工前，应了解埋管场地内已有的地下管线、地下构筑物等准确位置。严禁损 坏其它地下管线和地下构筑物。

6.3地埋管换热器施工

.1地理管换热器施工前应进行地面清理、整理交通、平整作业面。 .2水平支管沟应在竖直钻孔完成后开挖，并应设遮蔽物防止杂物进入钻孔。 3 在施工现场应对地埋管系统所用材料进行保护，并应符合以下规定： 进入现场的管材、管件必须逐件进行外观检查： 管材和管件存放、搬运和运输过程中，应小心轻放，排列整齐，采用柔韧性好的皮带、吊带或 吊绳进行装卸，不得随意抛摔和沿地拖拽； 夏季施工应预防管道受热发生热变形，未安装的管子应避光存放，

6.3.4管道连接应符合以下规定

所有理地管道应采用热熔或电熔连接。管道连接应符合CJJ101的规定； 壁厚不大于3.5mm的PE、PB塑料管，应该使用活接头连接或承插连接；壁厚大于3.5mm的塑 料管，宜采用对接焊接或活接头连接； 竖直地埋管换热器井内使用的管道，应整根放入，不得拼接：

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管径大于De90时，宜采用热熔对接方式。如需采用金属件丝扣连接时，必须在连接件外作防 腐处理，并作地下检查井维护。 6.3.5地埋管系统施工时，水平管沟和钻孔应防止进入杂物。 6.3.6水平地埋管换热器安装时，管道底部及周围应铺细砂。应防止重物撞击管身，管道不应有折断、 扭结等问题，转弯处应光滑，并采取固定措施。 6.3.7水平沟槽所用回填土应细小、松散、均匀且不含石块等坚硬杂物。回填土应采用人工逐层均匀 玉实，每层厚度不宜大于0.3m。回填土应与管道外壁紧密接触，且不得损伤管道。 3.3.8对于管径为De32及De40的理管，钻孔孔径宜为150mm250mm。孔深在120m以内时，竖直钻 孔的垂直偏差不应大于1.0%，孔深大于120m时，垂直偏差应小于0.8%。 6.3.9钻孔施工时应设排水沟和泥浆池等设施，以排除钻井时产生的水和储存钻孔浆液。 .3.10 竖直地埋管换热器的安装应遵循以下要求： 一对于U型换热管，在钻孔前，换热管必须组装好；应用水充满管道，打压合格后在有压状态下 将换热管放入钻孔，以防孔内积水使换热管脱离孔底上浮，达不到预埋深度； 当钻孔成孔后，应立即下管；下管时应将灌浆管和U型管一起插入孔中，直至孔底。下管时， 必须保证下管长度符合设计要求，管道不应受钻孔内积水浮力影响而产生位移； 一灌浆管端头宜设防堵装置，且灌浆时应能够将其冲开： 一下管完毕后U型管上端应高出地面，管端应作好封闭措施，防止进入杂物 一下管完毕后U型管竖直支管应保持分开状态。 6.3.11竖直地埋管换热器安装完成后应该在12h内用灌浆材料回灌封孔。灌浆应密实，无空腔。在灌 浆之前应对埋管进行试压，确认无泄露现象后方可进行灌浆。 3.3.12回填材料宜采用膨润土、水泥、砂和水组成的混合物，其中膨润土、水泥、砂的含量宜取5%~ 10%、5%～10%和15%～25%。严禁仅采用钻孔施工上返岩屑或原浆作为灌浆料。利用上返岩屑或原浆进 行灌浆时，灌浆材料中膨润土含量应在4%～10%，砂的含量不得低于20%。 6.3.13在基岩地质为主的地区，当换热器埋设在非常密实或坚硬的土壤、岩石中时，宜采用水泥基料 灌浆。 6.3.14灌浆材料应搅拌均匀后方可使用。灌浆回填过程中，应注意观察竖直埋管周围回填物的沉降情 况，必要时需采用多次灌浆回填，确认稳定后方可结束该工序。 6.3.15安装后应进行管道水冲洗。 6.3.16地埋管换热器的安装应进行水压试验，要求如下： 竖直地理管换热器在下管前、完成下管准备进行钻孔回填前均应做水压试验。试验压力应为工 作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；在试验压力下，稳压至少15min，观察其压力降，当压 降不大于3%，且无泄露现象，试压合格； 热专 后应进径水压试验试验压力下稳压至少 30min稳压

6.3.16地埋管换热器的安装应进行水压试验，

竖直地理管换热器在下管前、完成下管准备进行钻孔回填前均应做水压试验。试验压力应为工 作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；在试验压力下，稳压至少15min，观察其压力降，当压 降不大于3%，且无泄露现象，试压合格； 地埋换热器支管与环路集管连接完成后应进行水压试验，试验压力下，稳压至少30min，稳压 后压力降不应大于3%，且无泄露现象，试压合格，进行装配； 管沟回填前，应对所有管道进行水压试验，试验压力下，稳压至少1h，稳压后压力降不应大 于3%，确认地埋管无渗漏后回填，全部完成后方可拆除压力检验装置，条件允许则可保留以 备随时检测； 地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗及回填全部完成后，应进行水压实验，在试验压力下，

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稳压至少3h，稳压后压力降不应大于3%； 地埋管换热器安装竣工后，应在总平面图上标示出其具体位置，并在水平埋管上方30cm处做 标识带。

7地埋管换热系统的检验、调试与验收

7地埋管换热系统的检验、调试与验收

.1.1地理管热泵系统在室外系统及室内系统分项完成施工、调试和验收后应进行整体检验、调试和 验收。主要内容有： 系统的压力、温度、流量等各项技术数据应符合设计要求和相关规范的规定； 系统连续运行应达到正常平稳；水泵的压力和水泵电机的电流波动不应超出国标值； 一各种自动计算检测元件和执行机构的工作应正常，满足建筑设备自动化系统对测定参数进行检 测和控制的要求： 应保证控制、检测设备与系统检测元件和执行机构的信号传输、状态参数的正确显示以及设备 连锁、自动调节、自动保护机构的正确动作。 7.1.2地埋管热泵机组的整体调试和验收应符合GB50243和GB50274的规定。 7.1.3对大型项目，在埋管深度范围有咸淡水分层的地质条件下，应在竣工一年后对所在区域的地下

7.2.1地埋管换热系统施工和安装过程，应由监理工程师进行现场检验，检验内容应符合以下规定： 管材、管件等材料应符合现行标准的规定： 管材及管件连接应符合CJJ101的要求，连接部分内部熔化的材料不能造成管径缩小； 竖直埋管与水平埋管的钻孔与沟槽位置、深度、竖直度及埋管长度与规格均应符合设计要求； 一回填材料应符合设计要求； 一水压试验和水冲洗应符合设计要求和相关规范： 防冻液和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求和相关规范； 7.2.2 管道试压与检漏应符合以下规定： 在地埋管安装、回填及水冲洗前后至少应进行5次水压试验 水压试验过程中，局部管道的单独试压必须采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检 查，不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试验。 7.2.3对回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。 7.2.4机房内的热泵机组、配套设备及相关材料应符合以下规定： 所有设备的型号、数量、性能、运行工况及主要参数应满足设计要求： 一所有设备质量均应符合设计要求，并应具有产品合格证书、产品性能检验报告及产品说明书等 文件，并加盖制造单位质量检验章。 7.2.5地理管热泵系统的热泵机组、配套水泵、定压与水处理装置、分、集水器等设备以及配电工程 安装应符合国家现行规范要求。 7.2.6地理管换热系统管道、管件必须确保试压合格，且须满足设计要求的水量、水质、水温等。 7.2.7地埋管热泵机组各供、回水管道上应安装压力及温度检测装置；机房应配置热泵机组运行功率 及系统耗电量检测设备。进入分、集水器的各供回水干管上宜设压力及温度检测装置。

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7.3.1地埋管地源热泵系统运转调试之前应会同建设单位、设计单位、监理单位进行全面检查，符合 设计与相关规范要求后，才能进行运转和调试。 7.3.2地埋管地源热泵系统调试前，施工单位应编制调试方案，报送监理工程师审核批准；调试结束 后，必须提供完整的调试资料和报告。 7.3.3地埋管地源热泵系统调试过程中，应进行水力平衡调试，确定系统循环总流量、各分支流量均 达到设计要求。各环路流量、压力应达到基本平衡，并应符合设计要求。 7.3.4水力平衡调试完成后，应进行设备单体试运转。运转结果应符合相关设备技术文件的要求，并 填写系统设备运转记录。 7.3.5测量无负荷系统试运转下的各种性能参数，调整到符合设计要求。并填写系统设备运转记录。 7.3.6单机试运转和无负荷系统试运转正常后，整个空调系统应试运行24h，观测整个系统的运行状 态及相关参数，并调整到符合设计要求。 7.3.7地埋管地源热泵系统整体验收前，应分别按供冷、供热两种工况进行调试，并通过运行测试对 地源热泵系统的实际性能进行评价。循环水流量及供水、回水温度和温差应符合设计要求，热泵机组性 能应符合GB/T19409的规定，且应满足地源热泵系统运行参数的要求，方为合格。 7.3.8调试完成后应编写调试报告，提交建设单位确认并存档。 7.3.9地理管热泵系统调试合格后应进行竣工验收，竣工验收应由建设单位负责，组织施工、设计、 监理等单位共同进行，验收合格后应办理工验收手续。

建筑物内系统的设计和施工、检验与验收按GB50366相应的条款执行

9整体运转、调试与验收

体运转、调试预验收按GB50366相应的条款执行

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附录A （资料性附录） 岩土热响应试验方法

A.1.1测试孔（榴 A.1.2测试孔的回填宜采用原浆材料进行回填，测试槽的回填应采用细小、松散、均匀，且不含石块 及土块的材料； A.1.3在完成测试孔（槽）后，应放置至少48h以上，再进行岩土热响应试验； A.1.4向测试孔（槽）施加加热功率稳定后，测试持续时间不宜少于48h； A.1.5有关试验数据读取和记录的时间间隔不应超过10分钟； A.1.6地埋管换热器内流速不应低于0.2m/s，地埋管换热器的出水温度稳定后，其温度宜高于岩土初 始温度5℃以上。 A.1.7根据加热功率、循环水进出水温度、流量等试验数据，计算导出岩土热物性参数。 对于竖直地埋管换热器现有的主要的计算方法是利用反算法推导出岩土热物性参数。其方法是：从 计算机中取出试验测试结果，将其与软件模拟的结果进行对比，使得方差和 1 组数。也可将试验数据直接输入专业的地源热泵岩土热物性测试软件，通过计算分析得到当地岩土的热 物性参数。 地理管换热器与周围岩土的换热可分为钻孔内传热过程和钻孔外传热过程。相比钻孔外，钻孔内的 几何尺寸和热容量均很小，可以很快达到一个温度变化相对比较平稳的阶段，因此埋管与钻孔内的换热 过程可近似为稳态换热过程。埋管中循环水温度沿流程不断变化，循环水平均温度可认为是埋管出入口 水温的平均值。钻孔外可视为无限大空间，地下岩土的初始温度均匀，其传热过程可认为是柱面热源（钻 孔壁）在无限大介质中的非稳态传热过程。在定加热功率的条件下： a）钻孔内传热过程及热阻 钻孔内两根埋管单位长度的热流密度分别为q1和q2，根据线性叠加原理有：

Tr,Tr一一分别为两根埋管内流体温度（℃)； T，一一为钻孔壁温度（℃); R，R一一分别看作是两根管子独立存在时与钻孔壁之间的热阻（m.K/W)： Riz一一是两根管子之间的热阻（m.K/W）。 在工程中可以近似认为两根管子是对称分布在钻孔内部的，其中心距为D，因此有：

R,= 2元个, a In R, = πd.h d

式(2)～(4)中： 一埋管内径，单位为米（m)： 一埋管外径，单位为米（m)； 一一钻孔直径，单位为米（m）：

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热热阻R.和管壁与循环水对流换热热阻R分别为

钻孔回填材料导热系数，单位为瓦每米.开尔文（W/(m.K)）： 埋管周围岩土的导热系数，单位为瓦每米.开尔文（W/(m.K))； 循环水与管壁之间的表面传热系数，单位为瓦每米.开尔文（W/(m.K)）。 取q为单位长度埋管释放的热流量，根据假设有：qi=q2=q1/2，Tr=Tr2=Tr，则式（1）可表示为：

由式(②)～(5)可推得钻孔内传热热阻R.为：

R=[2[(岁)+1( D

. Ini a 2元元起 d, d,h

根据前面的分析和假设，钻孔外传热可视为以钻孔壁为柱面热源的无限大介质中的非稳态热 传热控制方程、初始条件和边界条件分别为

Cs一一埋管周围岩土的平均比热容，单位为焦每千克摄氏度J/(kg.℃)

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T一一孔周围岩土温度，单位为摄氏度（℃）； T一一无穷远处土壤温度，℃； P一一岩土周围岩土的平均密度，单位为千克每立方米（kg/㎡)； T一一时间，单位为秒（s）。 由上述方程可求得t时刻钻孔周围土壤的温度分布。其公式非常复杂，求值十分困难，需要采取近 似计算。 当加热时间较短时，柱热源和线热源模型的计算结果有显著差别；而当加热时间较长时，两模型计 算结果的相对误差逐渐减小，而且时间越长差别越小。一般国内外通过实验推导钻孔传热性能及热物性 所采用的普遍模型是线热源模型的结论，当时间较长时，线热源模型的钻孔壁温度为：

T, =T# +44 dip,cs 1 4元／ E 16元.t

dipsc, 162,t ds是指数积分函数。当时间足够长时，Ei Y，是 16元,t d,p.c

1 dip.cs 拉常数，~0.577216。R ·Ei 为钻孔外岩土的导热热阻 4元／， 16元,T 由式(5)和(11)可以导出T时刻循环水平均温度为

d,p.c. T, =Tf +qi R, + Ei 4元个 16元,T

式（6)和（12)构成了完整的理管内循环水与周围岩主的换热方程。式（12)有两个未知参 土导热系数2.和容积比热容P.C.，利用该式可以求得上述两个未知参数。

平整测试孔（槽）周边场地，提供水电接驳点； 测试仪器与测试孔（槽）的管道连接，连接应减少弯头、变径，连接管外露部分应保温； 在水电等外部设备连接完毕后，应对测试设备本身以及外部设备的连接再次进行检查 岩土热响应试验一旦开始，应连续不间断； 岩土热响应试验过程中，应做好对试验设备的保护工作； 测试试验完成后，对测试孔（槽）应做好防护工作； 提取试验数据，分析计算得出岩土热物性参数。 1.9岩土热物性测试报告应包括以下内容： 项目概况； 测试方案； 参考标准； 测试过程中的参数：循环水流量、加热功率、地埋管换热器的进出口水温； 项目所在地岩土柱状图； 钻孔单位延米换热量参考值，应注明此参考值对应的地下换热器温度和对应的累计负荷： 岩士热物性参数

9 岩土热物性测试报告应包括以下内容： 项目概况； 测试方案； 参考标准； 测试过程中的参数：循环水流量、加热功率、地埋管换热器的进出口水温； 项目所在地岩土柱状图； 钻孔单位延米换热量参考值，应注明此参考值对应的地下换热器温度和对应的累计负荷： 岩土热物性参数。

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附录B （资料性附录） 浅层地热能计算方法

浅层土壤换热量宜按以下方法进行计算

适用于通过现场测试确定岩土体导热系数后，计算地理管地源热泵工程的浅层地热能可利用量。如 果没有实测的导热系数值，则利用前人测定和公布的一些地区的热流值和地温梯度值进行计算，得到计 算区的综合导热系数值（W／m·℃）。在以导热方式进行热传递和热交换达到稳定的条件下，采用U型 管进行换热的单孔浅层地热能可按以下公式近似计算：

△T △T D R 1 2元／L r

式中： D一一单孔浅层地热能，单位为瓦（W）： △T一一温差即为U型管内温度平均值与处岩土体温度之差，单位为摄氏度（℃）； R一一导热热阻，单位为摄氏度每瓦（℃／W）； 元一一导热系数，单位为瓦每米摄氏度（W/m·℃）： L一一单孔U型管有效热交换长度，单位为米（m），若钻孔为200m深，扣除浅表10m太阳能影响的深度，则有效热交 换长度为190m； 一一U型管的换热影响范围半径，m，为U型管外半径的√2倍； 上式中△T、r1、r2的值可根据地源热泵实际工程的现场测试或经验获取，这样即可得到单孔浅层 也热能，然后乘以区域可钻孔数，钻孔一般按网格布置，布孔间距根据经验确定，若按常规（平均）情 况以5m×5m网格布置热交换孔，则可钻孔数=有效面积25m（有效面积为扣除建筑和道路等占地的评 价区域面积，一般情况不在建筑物覆盖和道路下钻孔），即得评价区（地源热泵工程区）的总浅层地热 能（W）。 附加说明： 地埋管地源热泵系统工程规模以2万平方米建筑面积为分界线，2万平方米及以上为大型项目（含2 万平方米）；2万平方米以下，为一般或小型项目

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附录C （资料性附录） 垂直地埋管换热器的设计计算

垂直地理管换热器计算的基础是单个钻孔的传热分析。在多个钻孔的情况下，可在单孔的基础上运 用叠加原理加以扩展。 0.1.1流体至管道内壁的对流换热热阻：

C.1.2U形埋管的管壁热阻:

C.1.3钻孔封井材料的热阻：

C.1.4地层热阻，即从孔壁到无穷远处的热阻

由N个平行钻孔（U型管）组成集群的地热换热器的地层热阻：

短期连续脉冲负荷引起的附加热阻

月于确定垂直地埋管换热器长度的工程设计计算 冷工况：

R Tb 2元k 2Vat

2元k 1(2/at) 台（2/at）

F 2元ks 2Jatp

长的情况，考虑深度方向的传热为稳定状态下的

Ini 2 (rb 2元k

D.1.1确定流量（m²/h），公称直径和流体特性； D.1.2根据公称直径，确定管子的内径（m)； D.1.3计算管子的断面面积di（m）

D.1.1确定流量（m²/h），公称直径和流体特性；

1.4计算流速V(m/s)

0.1.5计算管子的雷诺数（Re），Re应该大于2300以确保流

Pa一一单位管长的摩擦阻力损失，单位为帕（Pa）； L一一计算管段的长度，单位为米（m）； .1.7计算机管段的局部阻力损失p,：

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4 G 3600×A

P, = P, ×L

苏J／T18-2011(八) 建筑防水构造图集(八)--CPS-CL反应粘结型湿铺防水卷材附录E （资料性附录） 地埋管外径及壁厚 E.1高密度聚乙烯（PE）管外径及壁厚应符合表E.1的规定

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1高密度聚乙烯（PE）管外径及公称壁厚

E.2聚丁烯（PB）管外径及壁厚应符合表E.2的规定：

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表E.2聚丁烯（PB）管材规格尺寸单位为毫米

注：表中数值引自GB/T19473.2，管材使用条件级别为4级JGT376-2012 砂基透水砖，设计压力为1.0MPa。