新型給排水管材的選用與施工技術(shù)的探討

（上海都市建筑設(shè)計有限公司，上海市，200071） 李 暉

建筑給水管材主要有低塑性硬聚氯乙烯管（UPVC）、聚丁烯管（PB）、無規(guī)共聚聚丙烯管（PPR）、聚乙烯管（PE、PEX）、丙烯酸共聚聚氯乙烯管（AGR）、鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管（鋼帶增強鋼塑復(fù)合管、涂塑復(fù)合鋼管、孔網(wǎng)鋼帶鋼塑復(fù)合管、鋼絲網(wǎng)骨架鋼塑復(fù)合管）等。結(jié)合新型管材的性能特點，闡述了工程設(shè)計中選用管材的基本原則。

1 新型管材產(chǎn)生的意義

在科學(xué)技術(shù)進步和經(jīng)濟的發(fā)展推動下，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)，具有綠色、環(huán)保、節(jié)能、耐溫、耐壓、耐腐蝕、高抗沖擊、剛性好、線膨脹系數(shù)小、連接可靠、安裝維護方便、管壁薄、內(nèi)壁光潔、衛(wèi)生性能好、隔氧性能好、使用壽命長、可回收利用等特點。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。這些新型給排水管材的出現(xiàn),用戶可以根據(jù)用途、功能、性質(zhì)、規(guī)格、檔次進行適當?shù)倪x用。

2 不同管材性能的差異

從材質(zhì)分析，鋁塑管是高密度聚乙烯夾鋁而成，聚乙烯的熔點為140℃，因此其長期耐高溫性能良好，其配套使用的卡套螺母式和鋼套鉗壓式管件，只要正確安裝，可靠程度極高；PE管有結(jié)構(gòu)單一，線膨脹系數(shù)大等缺點；PP-R由于聚丙烯本身的分子特性，其耐高溫性能差和線膨脹系數(shù)大等，PPR長期工作溫度不能超過70℃；而其熱熔式連接工藝復(fù)雜。熱塑性塑料給水管路系統(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準，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，應(yīng)考查其在熱水溫度下的長期承受壓力能作為選擇標準；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。

2.1 耐溫耐壓能力

隨著被傳輸介質(zhì)溫度的升高和塑料管路使用年限的增加，熱塑性塑料管材的承壓能力將逐漸下降，因此選擇熱塑性塑料管材做熱水管時，應(yīng)考查其在熱水溫度下的長期承受能力；復(fù)合性管材主要材料仍以熱塑性材料為基礎(chǔ)，溫度的變化能改變管道承壓能力，故復(fù)合材料管道應(yīng)針對輸送冷、熱水選擇不同管材。

2.2 線膨脹系數(shù)

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(shè)型暗裝，當直線距離大于20m時，應(yīng)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。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(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，故配水支管可傳統(tǒng)方式埋設(shè)或適當留一定管槽空間；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。

2.3 導(dǎo)熱性能

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。

2.4 抗水錘能力

給排水系統(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(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。一般各種塑料管的抗水錘能力均低于鋼管的抗水錘能力。

2.5 壁厚及管徑范圍

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(yīng)加以注意。

3 管材安裝方式的選取

3.1 夾緊式安裝

采用卡套（箍）式專用管件連接的給水塑料管有PE-X管，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(fù)調(diào)試。切割管子時要保證切口平直、整齊、無毛刺，連接時兩管端口應(yīng)平整、無縫隙，溝槽應(yīng)均勻，卡緊螺栓后管道應(yīng)平直，卡箍安裝方向應(yīng)一致。另外夾緊式安裝用于管材和管件的材質(zhì)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。

3.2 熱熔或電熔連接

采用熱熔或電熔連接的給水塑料管有PE管、PP-R管、PB管。應(yīng)使用廠家提供的專用熔接工具,連接前,應(yīng)清潔管子接口位置和管件，保證其清潔、干燥、無油，在管子和管件上做出標記，熔合溫度要定期檢查，確保在正確值，熔合時應(yīng)防止管件和管子向外滑動，加熱后嚴禁轉(zhuǎn)動，嚴格遵守保持時間和冷卻時間。

3.3 膠粘連接

采用膠粘連接的給水塑料管有管徑小于160mm的UPVC管、ABS管。管材、管件和粘膠劑應(yīng)由同一生產(chǎn)廠家配套供應(yīng)。在涂刷粘膠劑之前，先用砂紙將粘接表面打毛,并用干布檫凈,做到粘接表面不沾有塵埃、水跡、油污,當表面沾有油污時,用棉紗沾丙酮等清潔劑擦凈。涂刷粘膠劑時，注意用量,不能過多或過少,否則影響粘接強度，承插口涂刷粘膠劑后，即找準方向?qū)⒐茏虞p輕插入承口，插入深度應(yīng)符合要求，并保證承插接口的直度和接口位置正確。

4 管材用途的區(qū)分

4.1 室內(nèi)給排水分區(qū)主干管

室內(nèi)給排水分區(qū)主干管屬給排水系統(tǒng)的主要部分，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。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、PPC），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。

4.2 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(shè)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。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。

4.3 給水引入管及輸水管

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，重量輕、壽命長。管徑范圍在50～200mm以上，適合這一部分管材有：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。這類管材由于強度及耐壓要求高，全塑料的管材為達到要求勢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、重量等方面受到影響。相對來說，復(fù)合管在這方面有一定的優(yōu)勢。孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管以冷軋鋼帶和熱塑性塑料為原料，以氬孤對接焊成型的多孔薄壁鋼管為增強體，外層和內(nèi)層雙面復(fù)合熱塑料的一種新型復(fù)合壓力管材，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(fù)合管具有鋼管和塑料管各自的優(yōu)點，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，強度大，承壓高，重量輕，膨脹量小，導(dǎo)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(fù)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。

5 新型給排水管材的施工要求

5.1 施工技術(shù)人員的培訓(xùn)

大力加強新型管材的科普教育，促進塑料管材的推廣應(yīng)用；積極開展塑料管道工程應(yīng)用試點示范工作，組織塑料管材設(shè)計、施工安裝技術(shù)培訓(xùn)，了解相關(guān)管材的性質(zhì)以及提前制定有效的預(yù)防措施，提高其技術(shù)水平和職業(yè)道德素質(zhì)。再從實際的施工過程中學(xué)習(xí)，積累工作經(jīng)驗。要求在進行給排水施工的過程中相關(guān)人員一定要秉著嚴謹認真的態(tài)度，嚴格的按照施工的相關(guān)規(guī)定，遵循其科學(xué)性、實踐性進行施工。

5.2 加大施工監(jiān)管力度

在給排水工程施工過程中，需要加大關(guān)注力度，安排專門的專業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場負責(zé)施工，監(jiān)管人員以認真負責(zé)的態(tài)度實時的進行監(jiān)察和管理，使給排水施工過程中按規(guī)范操作，保證工程施工質(zhì)量。

5.3 嚴格控制工程材料質(zhì)量

加強質(zhì)量監(jiān)控與檢測。建筑材料是建筑施工的根本，它影響著工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，要對施工使用的建材進行嚴格地檢驗與審核，嚴格把住工程材料關(guān)，要采購質(zhì)量合格的材料，并合理正確地存放保管，使建筑工程質(zhì)量有可靠保障?；A(chǔ)材料也要引起重視，在進行購買材料和選擇中必須達到國家標準，從源頭杜絕隱患。

5.4 工程設(shè)計和計劃的必要性

給排水工程要做好合理設(shè)計和科學(xué)計劃，相關(guān)施工人員在施工時要按設(shè)計圖紙和具體計劃進行施工，給排水管材的預(yù)留孔洞位置達到準確預(yù)留，確保管材順利安裝。

6 結(jié)論

新型給排水管材在實踐應(yīng)用中不斷的優(yōu)化改進，促進了新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料的研發(fā)力度。同時，使塑料管材生產(chǎn)不斷研發(fā)升級，技術(shù)、工藝水平不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠，也賦予了這種管材更加優(yōu)異的使用性能。重視新產(chǎn)品的開發(fā)和新技術(shù)的引進，同時，不斷加強新產(chǎn)品的研發(fā)力度，使塑料管材的標準也越來越完善，給新型管材的發(fā)展和應(yīng)用帶來了更廣闊的前景。