按其管内流动的介质不同可分为蒸汽和热水管道两种。

按其工作压力不同可分为低压、中压和高压管道三种。

按其敷设位置不同可分为室内和室外供热管道两种。

热水和蒸汽管道最突出的特点就是由于温度变化所引起的管道热涨和冷缩。

安装时管道的温度为常温，初次运行（输送热媒）时，由于温度陡然升高，管道将急剧地伸长，停止运行时，随着温度的下降管道也渐渐向回收缩。

管道热胀冷缩时，将对其两端固定点产生很大的推（拉）应力，使管道产生变形甚至支架破坏，因此，安装供热管道时应采取措施（设置补偿器），消除由于温度变化而产生的推拉应力。

对于蒸汽管道而言，除热胀冷缩之外，还有另一特点：蒸汽在输送途中，由于散热等原因将产生凝结水。

蒸汽管道内的凝结水，对于系统的正常运行极为不利，它不仅使蒸汽的品质变坏，而且会阻碍蒸汽的正常流通，产生水击和噪声等。因此，安装蒸汽管道时应采取措施（设置疏水和排除凝结水的装置），及时将产生的凝结水排出。

材料特性

对于同时承受介质温度和压力作用的供热管道，必须从耐热性能和机械性能两个方面满足工作条件的要求。

钢材的机械性能与温度有关，但与时间无关。在一定工作温度下，其屈服强度、拉伸强度及许用应力在使用寿命内可以认为是恒定值。

塑料材料的机械性能与温度和时间均有关。在高温作用下，其机械强度逐步下降，产生蠕变（在不变应力作用下，材料不断产生塑性变形）、松弛（压紧力自行减少）和高温氧化（在高温下产生氧化破坏）等现象。因此塑料管道设计时，必须考虑设计使用寿命末期的机械性能。

使用条件的确定

使用条件即管道工作的时间——温度分布。塑料材料的机械性能与温度和时间有关，使用条件决定设计应力的数值。因此在确定管道壁厚之前要先确定使用条件。

根据供热系统调节曲线，将全年时间划分为若干阶段，列出每个时间段的最高介质温度，可得到管道工作的时间—温度分布。有的标准根据应用领域设定了几种典型系统给出时间—温度分布，称为使用条件级别。如果设计的管道运行规律与某一使用条件级别接近，可以直接选用对应的S值。

常见的使用条件级别表中有关术语解释如下：

a．设计温度。在使用条件级别表中，设计温度定义为水输送系统的设计值。按供热行业的习惯，该温度为运行调节曲线上的运行温度，其最大值为供热行业常用的设计供水温度。

b．最高设计温度。在使用条件级别表中，最高设计温度定义为仅在短时间内出现的设计温度的最高值。在供暖系统中，供热行业常用的设计供水温度即是最高工作温度，不存在最高设计温度；在生活热水系统中，最高设计温度可以理解为使用流量变化时供水温度高于系统设计温度的数值。

c．故障温度。在使用条件级别表中，故障温度定义为当控制系统出现异常时，可能出现的超过控制极限的最高温度。

d．XX温度的使用时间。时间单位为年或者小时，在管道50年设计使用寿命内各种温度对应的总的使用时间。这个时间包括供热时间和非供热时间，在使用条件级别表中，设计温度、最高设计温度和故障温度的使用时间相加为50年。

管壁厚度的表示方法

钢管的规格一般用 “管径×壁厚”的方法表示。

塑料管的壁厚用管系列S或标准尺寸比SDR表示，按下式计算并圆整：

常用塑料管的规格为S4（SDR9）、S5（SDR11）、S6.3（SDR13.6）、S8（SDR17）。式中dn为公称外径；en为公称壁厚。

管道壁厚的计算

国家标准《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003中按下式计算最小设计壁厚e：

以上公式变换一下形式即可得到下式：式中σ为设计应力；p为设计压力。由此可知，管系列S与设计应力和设计压力的比值相近。

这就是我们常见的钢管壁厚计算公式，其中设计应力在钢管计算时称为许用应力。

设计应力的确定

塑料管的设计应力，是指在规定的使用条件下材料的允许应力，即设计使用寿命（50年）末期的材料强度。

国家标准《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003推荐使用Miner’s规则推算，管道材料的破坏时间tx可按下式计算：

材料在某一温度连续作用下的破坏时间ti与材料的静液压应力（环应力）有关，各种材料均有相应的预测强度曲线，可以查到不同温度和静液压应力（环应力）下的破坏时间。式中ai分别为设计温度、最高设计温度、故障温度的使用时间占总时间的分数（总和为1）；ti为材料在各种温度连续作用下的破坏时间。

通过上式计算时需要进行试算，步骤如下：

a．先假设一个设计应力σ；

b．计算各种温度对应的静液压应力（环应力）σi：

c．根据温度和σi查相应材料的预测强度曲线，得到对应温度的破坏时间ti；式中Ci为各种温度对应的使用系数，即安全系数，考虑使用条件和材料性能，数值不小于1；

d．带入式（5）计算材料的破坏时间tx；

e．重复步骤a～d，经过多次试算，直到tx=50年为止，此时的σ即为设计应力。

工程设计应用

设计应力在工程设计中可用于两种计算，已知设计压力计算最小壁厚，或已知S值计算最大允许工作压力。

a．已知设计压力计算最小壁厚。将设计压力和设计应力代入式（3）或式（4）可算出最小壁厚，圆整后选取管系列S值。

b．已知S值计算最大允许工作压力。根据式（1）和式（3）得到下式：

室外供热管道的布置及敷设形式将管系列S值和设计应力代入式（7），可算出管道的最大允许工作压力。

室外供热管道的平面布置，应在保证供热管道安全可靠的运行前提下，尽量节约投资。其布置形式分为树植状和环状两种。

环状避免了树枝状的缺点，但是投资大，一般较少采用。

树枝状的优点：

造价低、运行管理方便。

树枝状的缺点：

当局部出现故障时，其后的用户供热被停止。

适用：对供热供应要求不严的场合。