新型建筑給水管材的選用與施工

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摘要：從冷鍍鋅鋼管給水管材的問題引出了現(xiàn)代新型的給水管材，并從管材的耐溫耐壓、線膨脹系數(shù)、導熱性、抗水錘能力、價格、安裝等多方面進行了比較分類，并根據(jù)各種管材在建筑中的運用范圍分成了三個部分；室內(nèi)給水各分區(qū)主干管，衛(wèi)生間配水支管，給水引入管、室外給水及室內(nèi)高壓管，針對不同部分的管材運用及施工情況進行了歸納和總結。

　　關鍵詞：給水管材 選用 施工

　　一、新型管材產(chǎn)生的歷史背景?

　　鍍鋅鋼管應用在建筑物內(nèi)供水管道上已有近百年的歷史，其良好的強度、剛度和抗沖擊能力，一定的耐溫、耐壓能力，適中的價格，原材料易于獲取且易于加工，因而用為一種給水主材廣泛地應用地工農(nóng)業(yè)及建筑內(nèi)部各供水管道及消防管道，但由于鍍鋅鋼管因其管材自身的缺陷，在使用中易產(chǎn)生腐蝕、生銹、結垢、泄漏及堵塞等弊病從而對水質造成嚴重的二次污染，微觀上表現(xiàn)為水樣大腸肝菌及細菌總數(shù)嚴重超標，宏觀上出？quot；黃水“、”黑水“、”紅水“等現(xiàn)象，水質惡化；另一方面因銹蝕滲漏破壞了用戶的居住及工作環(huán)境，干擾正常生活，影響人們的生活質量，并導致水資源的巨大浪費。隨著人們居住環(huán)境和生活品質的提高，對水的使用提出了更高的要求，迫切要求一種新型的綠色環(huán)保和替代產(chǎn)品出現(xiàn)。同時，由于鍍鋅鋼管要消耗大量的鋼材，浪費大量能量，不利于國家以塑代鋼的環(huán)保政策，為此進入九十年代，建設部下決心推廣塑料及復合材料管材，傳統(tǒng)的度鋅鋼管將逐步退出歷史舞臺。

　　二、新型給水管材的涌現(xiàn)?

　　正如人們的生活質量不斷更新一樣，給水管材也盼來了它朝氣蓬勃的更新?lián)Q代時代，在有機化學工業(yè)的發(fā)展推動下，在國家政策的支持下使得大批新型給水塑料管材及復合材料管材相繼涌現(xiàn)，其中塑料給水管材主要有：硬聚氯乙烯管（UPVC），高密度聚乙烯管（HDPE），交聯(lián)聚乙烯管（PEX），聚丙烯管（PP-R、PP-C），聚丁烯管（PB），丙烯睛丁二烯-苯乙烯管（ABS），氯化聚氯乙烯管（CPVC）等。復合管材有鋁塑復合管、涂塑鋼管、鋼塑復合管、塑復銅管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管等。?

　　所有這些新型給水管材的出現(xiàn)，再加上傳統(tǒng)優(yōu)良的銅管，薄壁不銹管，為我們采用適合的給水管材提供了更多的選擇，使我們可以根據(jù)建筑物的功能、性質、規(guī)格檔次進行適當?shù)倪x用。

　　三、管材指標分類及選取用

　　由于新型建筑給水管材大多采用熱塑性塑料材料制成，故在考察和選用新型管材的時候，應注意從以下幾個方面進行比較：?

　　1.耐溫耐壓能力 2.線性膨脹系數(shù)、膨脹力 3.熱傳導系數(shù)及保溫 4.抗水錘能力 5.壁厚、重量、水力條件 6.安裝連接方式 7.價格 8.管材尺寸范圍 9.壽命 10.原材料來源 11.衛(wèi)生指標 12.耐腐蝕性 13.施工難易程度?

　　下面就以上主要性質指標作適當闡述：

　　1.耐溫耐壓能力：?

　　熱塑性塑料給水管路系統(tǒng)的設計工作壓力，一般是指輸送介質溫度為20℃時塑料管材的承壓能力。選擇冷水管道時，一般以此值作為選擇標準，但隨著被傳輸介質溫度的升高和塑料給水管路使用年限的增加，其承壓能力將逐漸下降，因此選擇熱塑性塑料管材作熱水管時，應考查其在熱水溫度下的長期承城市力能作為選擇標準；復合性管材主要材料仍以熱塑性材料為基礎，金屬材料能增加其剛度和抗拉、抗沖擊能力，但濁國慶節(jié)的變化有能改變管道承壓能力，故復合材料管道應針對輸送冷，熱水選擇不同管材。?

　　2.線膨脹系數(shù)（m/m℃），膨脹力和敷設方式：?

　　塑料管的線性膨脹系數(shù)比金屬的線性膨脹系數(shù)大得多，其線性變形主要表現(xiàn)在管道軸向方向上的膨脹延長和水平方向上的彎曲，其膨脹量與溫差成正比，故對于明裝或非埋設型暗裝，當直線距離大于20m時，應考慮采用伸縮節(jié)或折角自然補償方式，這是塑料管與金屬管的一個最重要的差異。在設計及施工安裝時應予以充分重視。但同時考慮到雖然塑料管的線性膨脹系數(shù)是金屬管的幾至十幾倍，但其膨脹力卻只有金屬管的幾十分之一，同時有良好的抗里變性能。故對于衛(wèi)生間或是室內(nèi)地板內(nèi)暗埋敷設的支管，由于受水泥砂漿的摩擦阻力，塑料管線性膨脹會受約束而蠕變?yōu)橄蜃兓?，而不至于使外敷水泥崩裂，故配水支管可傳統(tǒng)方式埋設或適當留一定管槽空間；復合管由于料材料的膨脹受到金屬的約束，線膨脹系數(shù)大大降低，但如果金屬部份和塑料材料之間接合不緊密，會由于熱脹冷縮不均而產(chǎn)生剝落和分層現(xiàn)象，從而影響復合管的整體性能，降低其強度和承壓能力，這也是復合管制造工藝需要注意的問題。?

　　3.導熱性能（導熱率w/cm.k）：?

　　塑料管的導熱率約是鋼的1/100，是銅的1/1000，也就是塑料管自身有極好的隔熱保溫性能。在條件有限的情況下甚至可以不做保溫處理，但現(xiàn)行的塑料熱水管規(guī)程仍以對保溫作了一定的規(guī)定，如對于主配水干管及回水管、屋面及室外可能結凍的管仍需保溫，而對于埋墻地板敷設的配水支管不需考慮。塑料管的保溫一般采用PVC/NBR閉孔型橡塑海保溫管、高發(fā)泡聚乙烯（PE）閉孔型保溫管、硬聚氨酯泡沫塑料管和現(xiàn)場噴聚氨基多元脂發(fā)泡劑等。

　　4、抗水錘能力（彈性模量N/cm）、壁厚：?

　　給水系統(tǒng)中由于閥門啟閉，系統(tǒng)壓力突然變化，而造成水錘現(xiàn)象，嚴重的水錘現(xiàn)象可導致管材的爆裂和變形。水錘壓力的大小與水錘波速有關，水錘波速又與管材的彈性模量和管徑、壁厚有關，管材的彈性模量越小、管徑越大，壁厚越薄均可使水錘減小。一般各種塑料管的抗水錘能力均低于鋼管的抗水錘能力。?

　　5.壁厚、重量、流量、管徑范圍?

　　由于各種管道材料的不同，其在滿足同樣抗壓、耐溫和強度條件下，管道壁厚會產(chǎn)生差異，從而引起抗水錘能力、管內(nèi)徑及水力條件不同，一般情況下，壁薄的管材節(jié)省材料，管內(nèi)徑大，水力條件好，重量輕，施工安裝容易。另外，不同管材因生產(chǎn)工藝、制造成本、使用范圍有所不同而管徑范圍各不相同，在選擇管材時應加以注意。?

　　6.價格：?

　　綜合性的價格因素與許多方面有關，如材料獲取的便宜程度、國產(chǎn)還是進口、管壁厚度重量和運輸費用、管道接頭及配件、安裝人力費用以及貯藏費用等。一般地講，塑料類管材及復合管的價格均高于鍍鋅鋼管的價格。但塑料類管材及復合管的綜合價格并不一定比鍍鋅鋼管的高。?

　　7.安裝連接方式：?

　　1）夾緊式安裝：采用管箍，另附用生絲帶和白素麻絲、擴管器、搬手等工具連接管材與管件，這種方式因受人力因素影響較大，安裝時可能需要反復調(diào)試。另外夾緊式安裝用于管材和管件的材質不同時，由于各自的熱膨脹系數(shù)不同，在冷熱水交替使用時可能產(chǎn)生滲漏。?

　　2）熱熔式安裝：利用熱塑性管材的性質進行管道連接，熱熔時采用專門的加熱設備（一般采用電熱式），使同種材料的管材與管件的連接面達到熔融狀態(tài)，用手工或機械將其壓合在一起。這種方式結合緊密，安全耐用，避免了金屬管件接頭處水的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象。?

　　3）電熔合連接：管件出廠時將電阻絲埋在管件中，做成電熱熔管件，在施工現(xiàn)場時，只需將專用焊接儀的插頭和管件的插口連接，利用管件內(nèi)部發(fā)熱體將管件外層塑料與管件內(nèi)層塑料熔融，形成可靠連接，并結合專用數(shù)碼記時器和安裝指示孔等計時方式。熱熔效果可靠，人為因素降到最低，施工質量穩(wěn)定。另外安裝時僅用電纜插頭，可克服操作空間狹小導致安裝困難的問題。?

　　四、管材的使用及比較?

　　眾多給水管材涌現(xiàn)，給用戶和工程設計帶來了極大的便利，但由于各種給水管材因其在性能、尺寸范圍及安裝施工工藝等方面有其相應的特點，有各自的適用范圍，同時由于給水系統(tǒng)中管道所處部位不同，而在施工安裝中有不同特點。一般將其分為三個方面。?

　　1）室內(nèi)給水分區(qū)主干管：屬給水系統(tǒng)的主要部分，包括分區(qū)內(nèi)的橫干管及立管，這一部分管道大敷設在屋面保溫夾層、吊頂、管道井、管窿內(nèi)，采用支架固定，無需埋設。管徑一般在25-63-80mm范圍內(nèi)，要求有高品質的耐久性、外觀持久性、無腐蝕、無結垢、無泄漏、低噪聲、衛(wèi)生、壽命長、安裝方便的管材。一般對工作壓力要求：冷水20℃、1.0MPa；熱水：70℃、1.0MPa，但熱水管一般應采用公稱壓力1.6-2.0MPa的管材和管件（考慮到管道承能力隨溫度升高而下降這一特點）。這一部分管材在施工中一次性安裝，用量大，是給水管道的主干管，適合這一部分管材的塑料管有：硬聚氯乙烯（UPVC），交聯(lián)聚乙烯（PEX），聚丙烯（PP-R、PP-C），聚丁烯（PB），丙烯晴-丁二烯一苯乙烯（ABS）；復合管材有涂塑鋼管、鋼塑復合管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管。?

　　UPVC管價格便宜，安裝施工方便，但使用中有UPVC單體和添加劑滲出，故使用中應注意其鉛含量要達到生活飲用水規(guī)定的＜0.05mg標準，PB管（聚丁烯）有較好的高溫耐久性，性質穩(wěn)定，同時低溫條件抗彎曲性能，抗脆裂性能和抗沖能力較強，重量輕，壁薄，水力條件最好，伸縮性和抗蠕變性好，有一定抗紫外線能力，安裝連接方式多樣，適用不同環(huán)境，同時能夠再生，是一種好的管材，但目前國內(nèi)還疫有PB樹脂原料，依靠進口，價格較高。PP-R管耐溫性能好，重量輕，強度好，耐腐蝕，無毒，可回收，采用熱熔連接，但其管壁較厚。PEX管耐溫性能好，抗蠕變好，重要輕，強度好，耐腐蝕，無毒，但施工中沒有同材質管件，需與金屬管件連接，應有較好的施工質量作保障。ABS管強度大，低溫環(huán)境不破裂，耐沖擊，不含任何添加劑，色彩不能改變，管件和管材必經(jīng)同進采用ABS材料，粘接固化時間較長。涂塑鋼管相對于鋼塑復合管，在衛(wèi)生條件、安裝難易、價格上均具有一定的優(yōu)越性。以上各種管材，可同時用于冷、熱水的管材有PP-R、PB、PEX，鋁塑復合管，只用于冷水管材主要是UPVC、ABS、鋼塑復合管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管。?

　　2）衛(wèi)生間等配水支管：這部分管材管徑在16-25mm，一般為埋墻或埋地暗裝，接點多。衛(wèi)生間管道因衛(wèi)生設備和用戶裝修標準的不同，安裝程序上往往不由建筑施工方一次安裝完成，而是用戶自行在二次裝修中完成這部分管道的安裝。由于管道大多暗敷，對管材、管件、安裝連接要求較高，但長期以來受市場管材質量的困擾以及安裝施工人員素質良莠不齊等因素影響，這部分管道發(fā)生的問題最嚴重，影響人們的生活質量，因而也是給水管材中急需解決的問題。適合這一部分管材的塑料管有：高密度聚乙烯（HDPE），交聯(lián)聚乙烯（PEX），聚丙烯（PP-R、PP-C），聚丁烯（PB）等；復合管材有鋁塑復合管、塑復銅管、涂塑鋼管等。根據(jù)表一比較：PB、PP-R管性能不錯，但在用于衛(wèi)生間管道時由于用戶分散購買、施工難以形成規(guī)模，且施工人員未能有效培訓，故對這類需專用熱熔、電熔工具的管道，使用受到一定的限制，最好銷售單位能夠提供相應的配套服務，才能有效地被散戶接受。PEX管和鋁塑復合管因可彎曲、不反彈，切割方便，安裝工具簡單，目前在衛(wèi)生間內(nèi)使用較多，但安裝中需注意兩個問題：一方面管材與管件采用夾緊安裝方式，受人力因素影響較大，緊固性難以保障，同時對于熱塑性管材和金屬管件接頭熱膨脹系數(shù)差異大，容易松動，為解決這一問題，部分廠家已有專利管件出現(xiàn)配套使用或采用分水器配管法（保證管道中間無管件），僅在管道兩端與分水器和用水器具連接處安裝管件；另一方面管材強度比較弱，在施工中要特別注意受壓變形而影響道流量和水力條件。最近一些地區(qū)出現(xiàn)一種新的復合管材-塑復銅管，即在銅管上外套塑料，既有銅管的優(yōu)良優(yōu)質，又有較好的保溫性能，不適為一種安全耐用的衛(wèi)生管材，但價格偏貴。涂塑鋼管具有鋼管的優(yōu)點，又做到了供水水質好，但不太適宜作熱水供應用。

　　3）給水引入管，室外給水、輸水管?

　　這類管管徑大，要求強度高、耐壓好、密封性好、耐腐蝕、水力條件好、抗水錘能力強，安裝簡易，重要輕、壽命長。管徑范圍在50-200mm以上。適合這一部分管材的管材有：孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管、ABS、UPVC，涂塑復合管、鋼塑復合管。這類管材由于強度及耐壓要求高，全塑料的管材為達到要求熱必以增加壁厚的方式來達到目的，但同時在耗材、內(nèi)徑、水力條件、重要等方面受到影響。相對來說，復合管在這方面有一定的優(yōu)勢?？拙W(wǎng)鋼帶塑料復合管以冷軋鋼帶和熱塑性塑料為原料，以氬孤對接焊成型的多孔薄壁鋼管為增強體，外層和內(nèi)層雙面復合熱塑料的一種新型復俁壓力管材，由于多孔薄壁鋼管增強體被包覆在熱塑性塑料的連續(xù)相中，因此這種復合管具有鋼管和塑料管各自的優(yōu)點，又克服了一般復合管二者結合不緊的不足，具有剛性好，強度大，承壓高，重要輕，膨脹量小，導熱小，價格低廉的優(yōu)點，適合于給不引入管，室外給水管和大、中型給水輸入管道，同時調(diào)整鋼帶塑料復合管中鋼帶的厚度和塑料的耐溫等級，可造出廣泛耐溫耐壓管材，連接方式采用電熱熔。不足之處在于：因超壓或外力損傷時，快速修復較難；彎曲度比鋼管小，須用25°、30°等多角度的管件作為彌補。涂塑鋼管且有塑料和鋼的優(yōu)點，但其材料主要以鋼管為主，價格比孔網(wǎng)鋼帶復合管偏貴。?

　　五、結論?

　　綜上所述，新型建筑給水管材在選用及施工時應考慮：?

　　1.管材耐壓能力，特別應注意溫度的變化會改變管道承壓能力這一事實。?

　　2.塑料管的線性膨脹系數(shù)比金屬管的線懷膨脹系數(shù)大得多，明裝管道注意設溫度宰償裝置。

　　3.采用夾緊式安裝的管道，應注意金屬接頭與管道匹配，施工安裝應由專業(yè)人員進行，保五質量。采用熱熔式安裝或電熔合連接時，應使用專用工具進行。?

　　4.給水系統(tǒng)中管道所處部位不同在施工安裝中有不同特點，應根據(jù)管材的性能選用管道及連接方式。?