在集中供熱管網(wǎng)中，工作管一般使用鋼管。近年來，在二次管網(wǎng)中，用塑料管替代鋼管作工作管正在逐步興起。在供熱行業(yè)，塑料管還是一種新型管材，作為工作管材料，塑料管與鋼管的特性不同，管道設(shè)計方法有很大差別。
供熱管道概念：凡是輸送蒸汽或熱水的管道均稱為供熱管道。
供熱管道的任務(wù)：將鍋爐生產(chǎn)的熱能，通過蒸汽、熱水等熱媒輸送到室內(nèi)用熱設(shè)備，以滿足生產(chǎn)、生活的需要。
按其管內(nèi)流動的介質(zhì)不同可分為蒸汽和熱水管道兩種。
按其工作壓力不同可分為低壓、中壓和高壓管道三種。
按其敷設(shè)位置不同可分為室內(nèi)和室外供熱管道兩種。
熱水和蒸汽管道最突出的特點就是由于溫度變化所引起的管道熱漲和冷縮。
安裝時管道的溫度為常溫，初次運行（輸送熱媒）時，由于溫度陡然升高，管道將急劇地伸長，停止運行時，隨著溫度的下降管道也漸漸向回收縮。
管道熱脹冷縮時，將對其兩端固定點產(chǎn)生很大的推（拉）應(yīng)力，使管道產(chǎn)生變形甚至支架破壞，因此，安裝供熱管道時應(yīng)采取措施（設(shè)置補償器），消除由于溫度變化而產(chǎn)生的推拉應(yīng)力。
對于蒸汽管道而言，除熱脹冷縮之外，還有另一特點：蒸汽在輸送途中，由于散熱等原因?qū)a(chǎn)生凝結(jié)水。
蒸汽管道內(nèi)的凝結(jié)水，對于系統(tǒng)的正常運行極為不利，它不僅使蒸汽的品質(zhì)變壞，而且會阻礙蒸汽的正常流通，產(chǎn)生水擊和噪聲等。因此，安裝蒸汽管道時應(yīng)采取措施（設(shè)置疏水和排除凝結(jié)水的裝置），及時將產(chǎn)生的凝結(jié)水排出。
材料特性
對于同時承受介質(zhì)溫度和壓力作用的供熱管道，必須從耐熱性能和機械性能兩個方面滿足工作條件的要求。
鋼材的機械性能與溫度有關(guān)，但與時間無關(guān)。在一定工作溫度下，其屈服強度、拉伸強度及許用應(yīng)力在使用壽命內(nèi)可以認為是恒定值。
塑料材料的機械性能與溫度和時間均有關(guān)。在高溫作用下，其機械強度逐步下降，產(chǎn)生蠕變（在不變應(yīng)力作用下，材料不斷產(chǎn)生塑性變形）、松弛（壓緊力自行減少）和高溫氧化（在高溫下產(chǎn)生氧化破壞）等現(xiàn)象。因此塑料管道設(shè)計時，必須考慮設(shè)計使用壽命末期的機械性能。
使用條件的確定
使用條件即管道工作的時間——溫度分布。塑料材料的機械性能與溫度和時間有關(guān)，使用條件決定設(shè)計應(yīng)力的數(shù)值。因此在確定管道壁厚之前要先確定使用條件。
根據(jù)供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)曲線，將全年時間劃分為若干階段，列出每個時間段的最高介質(zhì)溫度，可得到管道工作的時間—溫度分布。有的標準根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)定了幾種典型系統(tǒng)給出時間—溫度分布，稱為使用條件級別。如果設(shè)計的管道運行規(guī)律與某一使用條件級別接近，可以直接選用對應(yīng)的S值。
常見的使用條件級別表中有關(guān)術(shù)語解釋如下：
a．設(shè)計溫度。在使用條件級別表中，設(shè)計溫度定義為水輸送系統(tǒng)的設(shè)計值。按供熱行業(yè)的習慣，該溫度為運行調(diào)節(jié)曲線上的運行溫度，其最大值為供熱行業(yè)常用的設(shè)計供水溫度。
b．最高設(shè)計溫度。在使用條件級別表中，最高設(shè)計溫度定義為僅在短時間內(nèi)出現(xiàn)的設(shè)計溫度的最高值。在供暖系統(tǒng)中，供熱行業(yè)常用的設(shè)計供水溫度即是最高工作溫度，不存在最高設(shè)計溫度；在生活熱水系統(tǒng)中，最高設(shè)計溫度可以理解為使用流量變化時供水溫度高于系統(tǒng)設(shè)計溫度的數(shù)值。
c．故障溫度。在使用條件級別表中，故障溫度定義為當控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，可能出現(xiàn)的超過控制極限的最高溫度。
d．XX溫度的使用時間。時間單位為年或者小時，在管道50年設(shè)計使用壽命內(nèi)各種溫度對應(yīng)的總的使用時間。這個時間包括供熱時間和非供熱時間，在使用條件級別表中，設(shè)計溫度、最高設(shè)計溫度和故障溫度的使用時間相加為50年。
管壁厚度的表示方法
鋼管的規(guī)格一般用 “管徑×壁厚”的方法表示。
塑料管的壁厚用管系列S或標準尺寸比SDR表示，按下式計算并圓整：
常用塑料管的規(guī)格為S4（SDR9）、S5（SDR11）、S6.3（SDR13.6）、S8（SDR17）。式中dn為公稱外徑；en為公稱壁厚。
管道壁厚的計算
國家標準《冷熱水系統(tǒng)用熱塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003中按下式計算最小設(shè)計壁厚e：
以上公式變換一下形式即可得到下式：式中σ為設(shè)計應(yīng)力；p為設(shè)計壓力。由此可知，管系列S與設(shè)計應(yīng)力和設(shè)計壓力的比值相近。
這就是我們常見的鋼管壁厚計算公式，其中設(shè)計應(yīng)力在鋼管計算時稱為許用應(yīng)力。
設(shè)計應(yīng)力的確定
塑料管的設(shè)計應(yīng)力，是指在規(guī)定的使用條件下材料的允許應(yīng)力，即設(shè)計使用壽命（50年）末期的材料強度。
國家標準《冷熱水系統(tǒng)用熱塑性塑料管材和管件》GB/T18991-2003推薦使用Miner’s規(guī)則推算，管道材料的破壞時間tx可按下式計算：
材料在某一溫度連續(xù)作用下的破壞時間ti與材料的靜液壓應(yīng)力（環(huán)應(yīng)力）有關(guān)，各種材料均有相應(yīng)的預(yù)測強度曲線，可以查到不同溫度和靜液壓應(yīng)力（環(huán)應(yīng)力）下的破壞時間。式中ai分別為設(shè)計溫度、最高設(shè)計溫度、故障溫度的使用時間占總時間的分數(shù)（總和為1）；ti為材料在各種溫度連續(xù)作用下的破壞時間。
通過上式計算時需要進行試算，步驟如下：
a．先假設(shè)一個設(shè)計應(yīng)力σ；
b．計算各種溫度對應(yīng)的靜液壓應(yīng)力（環(huán)應(yīng)力）σi：
c．根據(jù)溫度和σi查相應(yīng)材料的預(yù)測強度曲線，得到對應(yīng)溫度的破壞時間ti；式中Ci為各種溫度對應(yīng)的使用系數(shù)，即安全系數(shù)，考慮使用條件和材料性能，數(shù)值不小于1；
d．帶入式（5）計算材料的破壞時間tx；
e．重復(fù)步驟a～d，經(jīng)過多次試算，直到tx=50年為止，此時的σ即為設(shè)計應(yīng)力。
工程設(shè)計應(yīng)用
設(shè)計應(yīng)力在工程設(shè)計中可用于兩種計算，已知設(shè)計壓力計算最小壁厚，或已知S值計算最大允許工作壓力。
a．已知設(shè)計壓力計算最小壁厚。將設(shè)計壓力和設(shè)計應(yīng)力代入式（3）或式（4）可算出最小壁厚，圓整后選取管系列S值。
b．已知S值計算最大允許工作壓力。根據(jù)式（1）和式（3）得到下式：
室外供熱管道的布置及敷設(shè)形式將管系列S值和設(shè)計應(yīng)力代入式（7），可算出管道的最大允許工作壓力。
室外供熱管道的平面布置，應(yīng)在保證供熱管道安全可靠的運行前提下，盡量節(jié)約投資。其布置形式分為樹植狀和環(huán)狀兩種。
環(huán)狀避免了樹枝狀的缺點，但是投資大，一般較少采用。
樹枝狀的優(yōu)點：
造價低、運行管理方便。
樹枝狀的缺點：
當局部出現(xiàn)故障時，其后的用戶供熱被停止。
適用：對供熱供應(yīng)要求不嚴的場合。
