浅谈建筑给排水管材的应用特点

摘要: 近些年来，随着经济的发展，人民生活水平的提高，建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用，人们对建筑功能及卫生条件要求越来越高，尤其是管材的合理选择对于确保建筑物使用功能起着至关重要的作用。目前, 建筑给排水常用管材主要有塑料管,金属管和复合管三种。市场上对无污染的新型给排水管材的需求越来越多。选择合适的新型管材，成为摆在普通用户、有关设计、施工技术人员面前的新课题 。现在就常用管材的一些特性,优缺点,做一简单的论述。关键字：建筑给排水 管材 金属管 塑料管 复合管1.金属管 1.1钢管 钢管又有镀锌钢管（俗称白铁管）和不镀锌钢管（俗称黑铁管或水、煤气输送钢管）之分。[1] 随着使用的发现镀锌钢管存在很多缺陷已逐步被取代，原由：(1)管道由于长期工作，镀锌层逐渐磨损脱落，钢体外露，管壁锈蚀，出现黄水，污染水质，污染卫生洁具；(2)长久的锈蚀使管道内部结垢，断面缩小、阻力增大；镀锌钢管一般的使用寿命为8—12年，实际使用时间往往更短。但是 镀锌钢管的被取代及不意味着金属管的取代，也不意味镀锌钢管在整个建筑给排水领域被取代。镀锌钢管由于强度高、价格低廉、防火性能好、使用寿命长等优点，还将在消防给水系统，尤其是自动喷水灭火系统中的应用。而相对来说塑料管则不应在消防给水系统和生活-消防，生产——消防共有系统中应用。1.2铜管金属管中最具优势的是铜管，已经有很长的历史，在大多数发达国家和部分发展中国家，住宅中主要使用的给水管材都是铜管。[2]如美国、加拿大、澳大利亚等国85%的给水系统是铜质的，英国达到了95 %，而在欧洲、东南亚、我国的香港等地区，铜质给水管的比例也高达75%以上。铜管道可以承受极冷和极热的温度，耐腐蚀性强，不污染水质，铜管材、使用寿命长，经久耐用，维修次数和费用少。铜管环保性能优异，管材和管件齐全，接口方式多样，所以较多的应用在热水管路中，而目前存在的主要问题在于铜的析出量容易超标。1.3铸铁管给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等，连接方式一般采用承插连接，在管径大于70mm时，常用作埋地给水管。排水铸铁管在传统铸铁管的基础上有很大的发展。其管径一般在50—200mm之间，目前卡箍式球墨铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，20世纪60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，但由于这种管材及配件价格相对较高，所以在国内一直未能得到普及和推广。

1.4其它不锈钢管用于供水，由于它的材料质地坚韧，按照传统工艺，施工中攻丝、套丝都很困难，给安装施工增加了较大麻烦，并且由于价格比较昂贵，人们难以承受，因而推广较为困难，但不锈钢管却也受到工程技术人员的青睐，有关方面正从减少壁厚，降低价格方面着手，以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材，且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同，是这种管材最轻易被接受的原因之一，而且由于其涂层薄、价格低，也最容易被推广。2.塑料管塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工成的制品。添加剂有增塑剂、稳定剂、填充剂、润滑剂、着色剂、紫外线吸收剂、改性剂等。常用的塑料管材有：硬聚乙烯塑料管、交联聚乙烯(PEX)管、三型聚丙烯管、ABS管、聚乙烯管。[3]2.1塑料管性能塑料管的原料组成决定了塑料管的特性，它的主要优点是：化学稳定性好，不受环境因素和管道内介质组分的影响，耐腐蚀性好；力性能好，管道内壁光滑，阻力系数小，不易积垢，管内流通面积不随时间发生变化，管道阻塞机率小；相对金属管材，密度小，材质轻，运输，安装方便，灵活，简捷，维修轻易，可自然弯曲或具有冷弯性能，也可采用盘管供货方式，减少管接头数量。其主要缺点：力学性能差，抗冲击性不佳，刚性差，平直性也差，因而管卡及吊架设置密度高。阻燃性差，大多数塑料制品可燃，且燃烧时热分解，会释放出有毒气体和烟雾。热膨胀系数大，伸缩补偿必须十分强调。当建筑物有热水供给系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。由于导热系数低，塑料管的绝热保温性能优良从而可减少保温层的厚度甚至无需保温。但塑料管因热膨胀系数高，在塑料管路中尤其是作为热水管，采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U，PE，ABS仅能用于冷水管，而PE-X，PP，PB则可作为热水管。施工安装时如果对此没有足够重视，并采取相应技术措施，极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。2.2给水塑料管的应用材料连接的优缺点：PVC-U抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长粘合、螺纹HDPE韧性好，较好的疲惫强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好熔接需要电力；机械连接，连接件大挤压夹紧、热熔合、电熔合PEX耐温性能好，抗蠕变性能好只能用金属件连接；[4] 一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉，在不考虑水质影响情况下，在冷水供水系统属于首选管材，而当温度较高时，可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。2.3排水塑料管的应用材质单一：硬聚氯乙烯，结构形式多样：芯层发泡管，空壁管，螺旋管，芯层发泡螺旋管，空壁螺旋管其存在的一些问题：热膨胀系数大，需设置伸缩补偿装置来解决刚度小，平直性差，需加密管卡、支架、吊架来解决耐热性差，软化温度低，需限制排水温度，限制使用场所和控制与热源的距离来解决。阻燃性差，在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。抗机械冲击性差，需强化施工技术，精心施工来解决。隔声性差，塑料管的噪声大于铸铁管，管道明装且管道位置靠近卧室时，问题尤为突出。降噪的方式，提高管道材质的隔声效果，芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件，螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发. [5]排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前，排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用，但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合，可采用柔性抗震排水铸铁管。3.复合管复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层、支承层、保护层组成。复合管的连接宜采用冷加工方式，热加工方式易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主，根据金属的材料可分为：钢塑复合管、不锈钢-塑复合管、塑覆不锈钢管、塑覆铜管、铝塑复合管，交联铝塑复合管、衬塑铝合金管。它们的主要特点：一方面是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高强软金属作支撑，而非金属管在内外两侧，如铝塑复合管，铝塑复合管完全可以达到DN25的金属管流量，铝塑复合管每卷长达100m，可以很方便地敷设于楼地面的面层内，而且铝塑复合管能埋于墙壁及混凝土内，用一个简单的金属探测器，便能探测出装设地所在。另一方面，复合管改良了水质，铝塑复合管可以从根本上解决管道的锈蚀问题，它耐腐蚀，100%隔绝气体渗透，不积水垢，不会生长微生物，清洁无污染，使用寿命长达50年以上，基本同建筑物寿命相当。[6] 问题是目前使用较为广泛的大口径铝塑复合管是DN32，很难满足更大管径的要求，另外，接口处易漏水，所以目前使用并不广泛，但也有金属管在内侧，而非金属管在外侧，如塑覆铜管，这是利用塑料的导热性差起绝热保暖和保护作用。应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大，刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材，主要因为：两种管材组合在一起比单一管材价格偏高而且两种材质热膨胀系数相差较大，如粘合不牢固，环境温度和介质温度变化又较剧烈，轻易脱开，从而导致质量下降。参考文献：[1] 孙全文、童艳、刘建峰主编《建筑设备》 天津科学技术出版社，2009（1）：52[2] 张丽凤 常用几种塑料管材的特性分析[J] 包钢科技2008 No.1[3] 孙全文、童艳、刘建峰主编《建筑设备》 天津科学技术出版社，2009（1）：52-53[4] 林义.HDPE管的发展、做法、性能及应用[J].四川建材,2006(3):235-236[5] 沈丽丽.芯层发泡管的概况及其发展趋势[J].化学建材,1999(4):32-33[6] 王玉兰 姜晶 张秦娟.塑料给排水管的发展与PP-R管材性能[J].黑龙江水

道路老化、裂缝形成后，大部分雨水就会进入断面中。在这种情况下，把复合排水网直接铺设在路面下，代替可排水地基。排水网可以在水分进入地基/底基层之前将其先行收集。而且还可以在排水网的底端包上一层膜，进一步防止水分进入地基。对刚性道路系统来说，这种结构允许用较高的排水系数Cd来设计道路。这种结构的另一个优点是可能能使混凝土更均匀地水合（有关这个优点的程度研究正在进行中）。不管是对刚性道路还是柔性道路系统，这种结构都能够延长道路的使用寿命。