d—水管直径（m）
d1—保温层外侧直径（m）
D2—空气间层外侧直径（m）
λ1—保温层导热系数（）;
λ2—空气间层的有效导热系数，可采用0.12（）;
α2—由防护罩至大气的散热系数，可采用2.3（）;
（2） 管道停止输水时持续防冻时间计算（铁路工程设计技术手册-给水排水）公式：
(h)----（2-2）
式中 R—管道的热阻();
d—管道直径（m）
t1—管内水的初温（℃）
t2—管内水的末温（℃）
tc—大气温度或管道轴线处的地温（℃）
在消防干管内水停止流动时，由以上2式，可计算出管道保温层厚度与持续的防冻时间：
当消防干管管径为100mm,管内初始水温为7℃，大气温度tc=-27.4℃时，选择保温材料为聚氨酯泡沫塑料块（导热系数0.016—0.035），在其层厚度分别取值为50、100、150mm时，经以上公式计算，消防保温干管维持不冻结的时间分别为8.93、14.18、17.87（小时）。
故此，北方寒冷地区，消防干管依靠自身水温（不流动水）和增加保温材料厚度防止冻害，是不经济也不现实的；车站消防保温干管的冻害防护方案探讨，就十分必要。
3.消防干管冻害防护方案
管廊消防保温干管,应对寒流低温防灾方案，有湿式管道防护系统和干式管道系统方案，探讨如下：
3.1湿式管道消防系统方案
管廊消防保温干管的冻害，主要是管道内水不流动，无法进行热交换的问题。采用湿式管道消防防护方案如下：
3.1.1设置温控放水系统
设置温控放水系统：该系统是在消防干管的中间部位，设置放水自控阀设施和温控系统。在消防保温干管水温接近冰冻时，温控检测电路接通，温控系统自动开启放水阀，使管道内低温水流出，增加了消防保温干管的水温，管道水温达到设定值后，系统自动关闭放水阀停止放水。
管道放水量与进入管道水的水温、管道的散热量有关，当消防干管保温层厚度为100mm时，按上述2-1和2-2公式计算的结果，最不利时，消防干管维持不冻时间大约为半天；故该方案，每天需要放水二次。
放水量按照消防干管容积确定，站台消防保温干管大约500m,每天需要放水量大约40.0m3。
这个方案，设备和运营管理费用虽都很低，但是，在水资源短缺的地区，不宜采用。
3.1.2管道泵温控系统方案
该方案原理同上，在消防保温干管上任意位置，设置管道泵和温控设施，管道泵使消防干管两端出现水压差，强制水流动。当气温或管道水温低于设置要求时，温控系统开启管道泵，增压使干管水在供水管网中循环，增加消防保温干管的水温。当干管的水温达到设置值时，管道泵停止工作，使干管免受冻害。
管道泵的循环水量，满足消防干管的散热量即可。可参照上2-1和2-2公式计算的结果，在管道不冻结的情况下，确定适宜的循环水量与工作时间。
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