新型建筑給水管材的選用與施工(一)

1、新型建筑給水管材的選用與施工(一)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(dǎo)熱性、抗水錘能力、價(jià)格、安裝等多方面進(jìn)行了比較分類，并根據(jù)各種管材在建筑中的運(yùn)用范圍分成了三個(gè)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(duì)不同部分的管材運(yùn)用及施工情況進(jìn)行了歸納和總結(jié)。 關(guān)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(yīng)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(qiáng)度、剛度和抗沖擊能力，一定的耐溫、耐壓能力，適中的價(jià)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(yīng)用地工農(nóng)業(yè)及建筑內(nèi)部各供

2、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(jié)垢、泄漏及堵塞等弊病從而對(duì)水質(zhì)造成嚴(yán)重的二次污染，微觀上表現(xiàn)為水樣大腸肝菌及細(xì)菌總數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)，宏觀上出?quot;黃水、黑水、紅水等現(xiàn)象，水質(zhì)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(zhì)量，并導(dǎo)致水資源的巨大浪費(fèi)。隨著人們居住環(huán)境和生活品質(zhì)的提高，對(duì)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(shí)，由于鍍鋅鋼管要消耗大量的鋼材，浪費(fèi)大量能量，不利于國家以塑代鋼的環(huán)保政策，為此進(jìn)入九十年代，建設(shè)部下決心推廣塑料及復(fù)合材料管材，傳統(tǒng)的度鋅鋼管將逐步退出歷史舞

3、臺(tái)。 二、新型給水管材的涌現(xiàn) 正如人們的生活質(zhì)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(shí)代，在有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)下，在國家政策的支持下使得大批新型給水塑料管材及復(fù)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(fù)合管材有鋁塑復(fù)合管、涂塑鋼管、鋼塑復(fù)合管、塑復(fù)銅管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)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

4、們可以根據(jù)建筑物的功能、性質(zhì)、規(guī)格檔次進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x用。三、管材指標(biāo)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(shí)候，應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面進(jìn)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(dǎo)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(jià)格 8.管材尺寸范圍 9.壽命 10.原材料來源 11.衛(wèi)生指標(biāo) 12.耐腐蝕性 13.施工難易程度下面就以上主要性質(zhì)指標(biāo)作適當(dāng)闡述： 1.耐溫耐壓能力： 熱塑性塑料給水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作壓力，一般是指輸送介質(zhì)溫度為20時(shí)塑料管材的承壓能力。選擇冷水管道時(shí)，一般以此值作為選擇標(biāo)

5、準(zhǔn)，但隨著被傳輸介質(zhì)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(shí)，應(yīng)考查其在熱水溫度下的長期承城市力能作為選擇標(biāo)準(zhǔn)；復(fù)合性管材主要材料仍以熱塑性材料為基礎(chǔ)，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(fù)合材料管道應(yīng)針對(duì)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(shè)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(duì)于明裝或非埋設(shè)型暗裝，當(dāng)直線距離大于20m時(shí)，應(yīng)考慮采用伸縮節(jié)或折角自然補(bǔ)償方式，這

6、是塑料管與金屬管的一個(gè)最重要的差異。在設(shè)計(jì)及施工安裝時(shí)應(yīng)予以充分重視。但同時(shí)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(shí)有良好的抗里變性能。故對(duì)于衛(wèi)生間或是室內(nèi)地板內(nèi)暗埋敷設(shè)的支管，由于受水泥砂漿的摩擦阻力，塑料管線性膨脹會(huì)受約束而蠕變?yōu)橄蜃兓恢劣谑雇夥笏啾懒?，故配水支管可傳統(tǒng)方式埋設(shè)或適當(dāng)留一定管槽空間；復(fù)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(huì)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(fù)合管的整體性能，降低其強(qiáng)度和承壓能力，這也是復(fù)合管制造工藝需要注意的問題。 3.導(dǎo)熱性能

7、(導(dǎo)熱率w/cm.k)： 塑料管的導(dǎo)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(duì)保溫作了一定的規(guī)定，如對(duì)于主配水干管及回水管、屋面及室外可能結(jié)凍的管仍需保溫，而對(duì)于埋墻地板敷設(shè)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(chǎng)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(yán)重的水錘現(xiàn)象可導(dǎo)致管材的爆裂和變形。水錘壓力的大小與水錘波速

8、有關(guān)，水錘波速又與管材的彈性模量和管徑、壁厚有關(guān)，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(qiáng)度條件下，管道壁厚會(huì)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(shí)應(yīng)加以注意。 6.價(jià)格： 綜合性的價(jià)格因素與許多方面有關(guān)，如材料獲取的便宜程度、國產(chǎn)還是進(jìn)口、管壁厚度重量和運(yùn)輸費(fèi)用、管道接頭及配

9、件、安裝人力費(fèi)用以及貯藏費(fèi)用等。一般地講，塑料類管材及復(fù)合管的價(jià)格均高于鍍鋅鋼管的價(jià)格。但塑料類管材及復(fù)合管的綜合價(jià)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(kuò)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(shí)可能需要反復(fù)調(diào)試。另外夾緊式安裝用于管材和管件的材質(zhì)不同時(shí)，由于各自的熱膨脹系數(shù)不同，在冷熱水交替使用時(shí)可能產(chǎn)生滲漏。2)熱熔式安裝：利用熱塑性管材的性質(zhì)進(jìn)行管道連接，熱熔時(shí)采用專門的加熱設(shè)備(一般采用電熱式)，使同種材料的管材與管件的連接面達(dá)到熔融狀態(tài)，用手工或機(jī)械將其壓合在一起。這種方式結(jié)合緊密，安全耐用，避免

10、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(shí)將電阻絲埋在管件中，做成電熱熔管件，在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，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(jié)合專用數(shù)碼記時(shí)器和安裝指示孔等計(jì)時(shí)方式。熱熔效果可靠，人為因素降到最低，施工質(zhì)量穩(wěn)定。另外安裝時(shí)僅用電纜插頭，可克服操作空間狹小導(dǎo)致安裝困難的問題。三、管材的使用及比較 眾多給水管材涌現(xiàn)，給用戶和工程設(shè)計(jì)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(yīng)的特點(diǎn)，有各自的適用范圍，同時(shí)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

11、特點(diǎn)。一般將其分為三個(gè)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(shè)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(shè)。管徑一般在25-63-80mm范圍內(nèi)，要求有高品質(zhì)的耐久性、外觀持久性、無腐蝕、無結(jié)垢、無泄漏、低噪聲、衛(wèi)生、壽命長、安裝方便的管材。一般對(duì)工作壓力要求：冷水20、1.0MPa；熱水：70、1.0MPa，但熱水管一般應(yīng)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(diǎn))。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)

12、，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(fù)合管材有涂塑鋼管、鋼塑復(fù)合管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管。 UPVC管價(jià)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(yīng)注意其鉛含量要達(dá)到生活飲用水規(guī)定的0.05mg標(biāo)準(zhǔn)，PB管(聚丁烯)有較好的高溫耐久性，性質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)低溫條件抗彎曲性能，抗脆裂性能和抗沖能力較強(qiáng)，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(shí)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(jìn)口，價(jià)格較高。PP-R管耐溫性能好，重量輕，強(qiáng)度

13、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(qiáng)度好，耐腐蝕，無毒，但施工中沒有同材質(zhì)管件，需與金屬管件連接，應(yīng)有較好的施工質(zhì)量作保障。ABS管強(qiáng)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(jìn)采用ABS材料，粘接固化時(shí)間較長。涂塑鋼管相對(duì)于鋼塑復(fù)合管，在衛(wèi)生條件、安裝難易、價(jià)格上均具有一定的優(yōu)越性。以上各種管材，可同時(shí)用于冷、熱水的管材有PP-R、PB、PEX，鋁塑復(fù)合管，只用于冷水管材主要是UPVC、ABS、鋼塑復(fù)合管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)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

14、，接點(diǎn)多。衛(wèi)生間管道因衛(wèi)生設(shè)備和用戶裝修標(biāo)準(zhǔn)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(duì)管材、管件、安裝連接要求較高，但長期以來受市場(chǎng)管材質(zhì)量的困擾以及安裝施工人員素質(zhì)良莠不齊等因素影響，這部分管道發(fā)生的問題最嚴(yán)重，影響人們的生活質(zhì)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(fù)合管材有鋁塑復(fù)合管、塑復(fù)銅管、涂塑鋼管等。根據(jù)表一比較：PB、PP-R管性能不錯(cuò)，但在用于衛(wèi)生間管道時(shí)由于用戶分散購買、施工難以形成

15、規(guī)模，且施工人員未能有效培訓(xùn)，故對(duì)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(yīng)的配套服務(wù)，才能有效地被散戶接受。PEX管和鋁塑復(fù)合管因可彎曲、不反彈，切割方便，安裝工具簡(jiǎn)單，目前在衛(wèi)生間內(nèi)使用較多，但安裝中需注意兩個(gè)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(shí)對(duì)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(dòng)，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(qiáng)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

16、些地區(qū)出現(xiàn)一種新的復(fù)合管材-塑復(fù)銅管，即在銅管上外套塑料，既有銅管的優(yōu)良優(yōu)質(zhì)，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(jià)格偏貴。涂塑鋼管具有鋼管的優(yōu)點(diǎn)，又做到了供水水質(zhì)好，但不太適宜作熱水供應(yīng)用。 3)給水引入管，室外給水、輸水管 這類管管徑大，要求強(qiáng)度高、耐壓好、密封性好、耐腐蝕、水力條件好、抗水錘能力強(qiáng)，安裝簡(jiǎn)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(fù)合管、ABS、UPVC，涂塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管。這類管材由于強(qiáng)度及耐壓要求高，全塑料的管材為達(dá)到要求熱必以增加壁厚的方式來達(dá)到目的，但同時(shí)在耗材、內(nèi)徑、水力條件、重要等方面受到影響。相對(duì)來說，復(fù)合管在這方面有一定的優(yōu)勢(shì)?？拙W(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管以冷軋鋼帶和熱塑性塑料為原料，以氬孤對(duì)接焊成型的多孔薄壁鋼管為增強(qiáng)體，外層和內(nèi)層雙面復(fù)合熱塑料的一種新型復(fù)俁壓力管材，由于多孔薄壁鋼管增強(qiáng)體被包覆在熱塑性塑料的連續(xù)相中，因此這種復(fù)合管具有鋼管和塑料管各自的優(yōu)點(diǎn)，又克服了一般復(fù)合管二者結(jié)合不緊的不足，具有剛性好，強(qiáng)度大，承壓高，重要輕，