新型建筑給水管材的合理使用性能分析

陜西建工第十一建設(shè)集團有限公司  蔡雪霞  魏東岳

    一、新型管材產(chǎn)生背景

    鍍鋅鋼管應(yīng)用在建筑工程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，適中的價格等而被廣泛地應(yīng)用，但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水質(zhì)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嚴重超標(biāo)，宏觀上出現(xiàn)“黃水”、“黑水”、“紅水”等現(xiàn)象；另一方面因銹蝕造成管道滲漏，破壞居住及工作環(huán)境，干擾正常生活，并導(dǎo)致水資源的巨大浪費。隨著人們居住環(huán)境和生活品質(zhì)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)保替代產(chǎn)品。

    二、新型給水管材的涌現(xiàn)

    在有機化學(xué)工業(yè)的發(fā)展推動下，在國家政策的扶持下，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、薄壁不銹鋼管，為給水管材的采用提供了更多的選擇。

    三、新型給水管材指標(biāo)分類及合理選擇取用

    新型給水管材大多采用熱塑性材料制成，其選用主要考慮以下幾個方面：耐溫耐壓能力 、線性膨脹系數(shù)、膨脹力 、熱傳導(dǎo)系數(shù)及保溫、抗水錘能力 、壁厚、重量、水力條件、管材尺寸范圍、連接方式、價格、使用壽命 、衛(wèi)生指標(biāo)、耐腐蝕性、施工難易程度等。

    1、耐溫耐壓能力： 熱塑性塑料給水管材系統(tǒng)的設(shè)計工作壓力，一般是指輸送介質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)。但隨著被傳輸介質(zhì)溫度的升高和塑料給水管材使用年限的增加，其承壓能力將逐漸下降，選擇熱水管時，應(yīng)考查其在熱水溫度下的長期承壓能力作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)合性管材主要以熱塑性材料為基礎(chǔ)添加金屬材料制成，增加了其剛度、抗拉、抗沖擊能力，故復(fù)合材料管道對輸送冷、熱水管道優(yōu)越性較大。

    2、線膨脹系數(shù)、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(shè)型暗裝管道，當(dāng)直線距離大于20m時，應(yīng)考慮采用伸縮節(jié)，這是塑料管與金屬管的一個最重要的差異。在設(shè)計及施工安裝時應(yīng)予以充分重視。但同時考慮到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(shè)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，故配水支管可采用傳統(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(fù)合管的整體性能，降低其強度和承壓能力，這也是復(fù)合管制造工藝中需要注意的問題。

    3、導(dǎo)熱性能：塑料管的導(dǎo)熱率約是鋼材的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)程仍然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(jié)凍的管仍需保溫，而對于埋墻地板敷設(shè)的配水支管不需考慮。塑料管的保溫一般采用PVC/NBR閉孔型橡塑海綿保溫管、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)：

給水系統(tǒng)中由于閥門啟閉，系統(tǒng)壓力突然變化，會造成水錘現(xiàn)象，嚴重的水錘現(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。

    5、價格：綜合性的價格因素與許多方面有關(guān)，如材料獲取的途徑不同，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(fù)合管的價格均略高于鍍鋅鋼管的價格，但塑料類管材及復(fù)合管的綜合價格并不比鍍鋅鋼管的高，因管材輕施工安裝方便節(jié)省人工，且新型管材耐腐蝕使用壽命長，節(jié)約維修成本。

    6、安裝連接方式：

    1)熱熔焊連接：利用熱塑性管材的性質(zhì)管道熱熔連接時，采用專用的加熱設(shè)備(專用電熱焊機)，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(jié)合緊密，安全耐用，避免了金屬管件接頭跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象。

    2)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(jié)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，施工質(zhì)量穩(wěn)定，克服了操作空間狹小安裝困難的問題。

    四、總結(jié)：新型建筑給水管材在合理選用及施工時應(yīng)注意以下問題

    1、管材耐壓能力，特別應(yīng)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)比金屬管的線性膨脹系數(shù)大得多，明裝管道注意設(shè)溫度補償裝置。

    3、采用夾緊式安裝的管道，應(yīng)注意金屬接頭與管道匹配，施工安裝應(yīng)由專業(yè)人員進行，以保證質(zhì)量，采用熱熔式安裝或電熔合連接時，均應(yīng)使用專用工具進行。

 (本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會    文徑網(wǎng)絡(luò)：雷丹 尹維維 編輯    劉真 文徑 審核)