建筑給排水工程中管道的選用與分析

莊小虎

（廈門海投建設(shè)咨詢有限公司，福建 廈門 361000）

在建筑工程體系中，建筑內(nèi)部給水管線的作用價值非常高。在具體使用期間，不但要確保管道管材的可靠性，還應(yīng)當(dāng)避免水源運(yùn)輸遭受二次污染。在部分管道施工中，由于受到技術(shù)條件影響，工程師未能正確認(rèn)知管道管材相關(guān)問題，所以在新型建筑施工期間，應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注給水管材相關(guān)問題。建筑工程施工建設(shè)期間，給排水管道的工程造價占比約為總造價的3%，如果工程管材選擇不合理，將會出現(xiàn)較大經(jīng)濟(jì)損失[1]。對現(xiàn)代建筑給排水管材的性能與價格進(jìn)行比較，能夠降低給排水管材投資的經(jīng)濟(jì)損失。該文主要圍繞建筑給排水工程管道選用展開研究，希望能夠?qū)ㄖこ坦懿倪x用提供參考價值。

1 建筑給排水系統(tǒng)管道材質(zhì)分類

1.1 金屬管

金屬管道堅(jiān)硬穩(wěn)固，機(jī)械強(qiáng)度、抗壓性能、抗震性能及抗?jié)B性能顯著。管道內(nèi)壁平整光滑，水流阻力小。金屬管道節(jié)段長、接頭少，接口簡便，施工難度小。但是金屬管道也存在缺陷與不足，氧化反應(yīng)強(qiáng)，污染水源；化學(xué)耐腐蝕性弱，金屬表層易脫落，對管材使用影響較大。由于金屬管材質(zhì)量高，并且造價成本高，大熱系數(shù)也比較強(qiáng)，管材無法有效抵抗地下水及酸堿腐蝕，因此需要對管材內(nèi)壁和外壁做好防腐處理。

1.2 塑料管

塑料管由樹脂、添加劑熔融加工合成，具備穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，不會受到介質(zhì)與土壤影響，耐腐蝕性強(qiáng)，并且導(dǎo)熱系數(shù)低。圖1為塑料管道的安裝示意圖。管道內(nèi)壁平整光滑，具備良好的水力性能，積垢量少，便于安裝和運(yùn)輸。此外，塑料管道的冷彎性能良好，能夠進(jìn)行盤管操作，以此減少管道接頭數(shù)量，加強(qiáng)管道密封性。但是塑料管材也存在缺陷，抗壓能力、阻燃性不足，并且容易受壓變形。管材燃燒后釋放煙霧和有毒氣體，熱膨脹系數(shù)高，隔聲性與隔熱性不足，極易老化破損。

1.3 復(fù)合管

復(fù)合管構(gòu)成包括保護(hù)層與支撐層，不但具備金屬管材的強(qiáng)度剛性優(yōu)勢，而且具備非金屬管材的耐腐蝕優(yōu)勢。例如鋁塑復(fù)合管，不僅具備金屬管隔音性能，內(nèi)壁平整光滑，積垢少，流體阻力低，而且還具備塑料管材的耐腐蝕性能。但是復(fù)合管材也存在不足與缺陷，由于不同材質(zhì)熱膨脹系數(shù)差別大，當(dāng)介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度變化明顯時，不僅會導(dǎo)致管道脫開、降低管道質(zhì)量，還會導(dǎo)致管材連接部位不穩(wěn)定，脫落隱患大。

圖1 塑料管道的安裝示意圖

2 建筑給排水管材選用原則

2.1 管道衛(wèi)生原則

在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，人們開始注重健康安全的生活理念，對于生活飲用水水質(zhì)、給排水管道安全性的關(guān)注度不斷提升。一般所應(yīng)用的金屬管材，當(dāng)鍍鋅鋼管內(nèi)鐵元素和空氣、水內(nèi)部氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，給水管道內(nèi)部極易產(chǎn)生鐵銹。鐵銹產(chǎn)物內(nèi)含有大量微生物，對給排水管道內(nèi)部水源造成污染影響，當(dāng)人們飲用受污染的水源后，身體健康會受到嚴(yán)重威脅。對于室外排污管道來說，當(dāng)管道耐久性或抗壓性較弱時，將會導(dǎo)致管道出現(xiàn)斷裂和破損問題，不僅對管道排污性能影響較大，還會對生態(tài)環(huán)境造成破壞影響。

2.2 給排水管道性能

在選擇給排水管道性能時，應(yīng)當(dāng)考慮到以下3個方面的問題：1）在額定使用溫度與壓力條件下，機(jī)械強(qiáng)度要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。2）管道管材對管內(nèi)流動液體需要具備耐老化、減震與防腐蝕效果。3）管道性能應(yīng)當(dāng)包括節(jié)能環(huán)保效益。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，人們的生活水平得到了相應(yīng)的提升，建筑項(xiàng)目對于環(huán)境質(zhì)量、家裝質(zhì)量及美觀性要求增加，該要求體現(xiàn)在建筑施工建設(shè)中表現(xiàn)為城市與家庭給排水性能與質(zhì)量要求提升。建筑工程所用給排水存在性能或質(zhì)量問題時，使用期間就會出現(xiàn)滲漏水問題，盡管滲漏水所致直接損失影響小，但是會增加間接經(jīng)濟(jì)損失。特別是建筑暗裝給排水管道，出現(xiàn)水滲漏問題后，需要破除施工，鑿開封閉水管的地面或墻體材料，修復(fù)后覆蓋新材料[2]。當(dāng)暗敷給排水管道出現(xiàn)滲漏水問題后，不僅會增加人力物力浪費(fèi)，還會導(dǎo)致人們生活不便，因此必須按照使用場景，合理選擇管道管材。

2.3 成本原則

在選擇給排水管道管材時，不同管材價格差距較小時，優(yōu)先選擇性能高、衛(wèi)生、便于安裝操作的管道。在同等性能下，優(yōu)先選擇成本低廉的管道。在選擇給排水管材時，最理想的管材應(yīng)該具備性能良好、價格低廉、安裝檢修操作簡便的優(yōu)點(diǎn)。需要注意的是，給排水管道管材選取時，還應(yīng)當(dāng)注重施工因素。選擇安裝難度小的管道，能夠更好地配合土建工程和裝修工程，加快施工建設(shè)進(jìn)度，減少返修率，降低施工造價成本。

3 給水管材選擇的影響因素

給水管材選擇的影響因素主要包括以下4點(diǎn)：1）國家政策與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：各施工單位開展設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收時，都必須遵循國家相關(guān)政策與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。所以，給排水管道工程設(shè)計(jì)，也應(yīng)當(dāng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，選擇適宜的管材。2）管材使用地點(diǎn)與敷設(shè)方式：管材在某地區(qū)的適用性不僅與管材特性有關(guān)，同時還受到地區(qū)地理環(huán)境、資源特點(diǎn)、工程特點(diǎn)等因素影響。建筑物不同的功能與性質(zhì)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對管材選用的影響也比較大。例如我國南北方地區(qū)，冰凍深度差異大，導(dǎo)致室外管道埋設(shè)差異大，因此對于同一室外管材，具體選用類型不同。3）管件連接方式。在選擇管材時，不注重管件配套與配件性能。在設(shè)計(jì)期間，也沒有加大重視度，導(dǎo)致關(guān)鍵連接配套選用問題突出，相應(yīng)增加了工程建設(shè)投資、建設(shè)難點(diǎn)。多數(shù)企業(yè)無法配置關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致施工企業(yè)存在較多不便問題。即使可以應(yīng)用其他企業(yè)生產(chǎn)的管件，也無法匹配所選管件。例如在安裝預(yù)應(yīng)力混凝土管件時，應(yīng)用鋼管作為彎頭連接。安裝閘閥時，需要采用鋼管連接方式。在設(shè)計(jì)期間，如果不注重鋼管的內(nèi)部與外部防腐，將會嚴(yán)重影響管道安全性與使用壽命。4）管材性價比：在管材滿足使用需求時，價格屬于決定性因素。管材技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，會受到管材特性、生產(chǎn)難易度的影響。例如不銹鋼管材、銅管材的生產(chǎn)價格昂貴，盡管管材性能顯著，但是無法實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。

4 建筑給排水工程中的管道選用

給排水管道管材的多樣化為建筑工程給排水設(shè)計(jì)及施工帶來諸多便利。然而不同給水管材的性能、尺寸、安裝技術(shù)工藝的特點(diǎn)不同，因此適用范圍也不同。在給排水系統(tǒng)中，不同管道的安裝位置不同，因此施工安裝的特點(diǎn)差異大，所以給排水工程管道選用主要涉及室內(nèi)給水分區(qū)、衛(wèi)生間給水區(qū)、給水引入管等，具體分析如下。

4.1 室內(nèi)給水分區(qū)主干管選用

在給排水系統(tǒng)中，室內(nèi)給水主干管屬于重要組成，包含分區(qū)內(nèi)立管與橫干管。該類管道多敷設(shè)在屋面夾層、保溫層、管道井和吊頂內(nèi)，應(yīng)用支架固定穩(wěn)固，無需埋設(shè)操作。如圖2所示。室內(nèi)主干管管徑通常為25 mm～80 mm，對于管材持久性、耐久性、腐蝕性能要求較高，并且確保管材無泄漏、無結(jié)垢、低噪聲，便于安裝操作與檢修維護(hù)。主干管工作壓力要求如下：熱水溫度70 ℃，壓力為1 MPa；冷水溫度20 ℃，壓力1 MPa。熱水管道的公稱壓力應(yīng)當(dāng)滿足1.6 MPa～2 MPa標(biāo)準(zhǔn)，因此在施工期間，應(yīng)當(dāng)確保一次性安裝，以此確保給排水主干管的運(yùn)行性能。

圖2 室內(nèi)給排水系統(tǒng)

室內(nèi)主干管管材可以選用塑料管，材質(zhì)包括丙烯腈-丁二烯乙苯乙烯、聚丁烯、聚丙烯、硬聚氯乙烯等；也可以選用復(fù)合管材，包括鋼塑復(fù)合管、涂塑鋼管、鋼帶塑復(fù)合管等。硬聚氯乙烯管材成本低廉，便于安裝操作，但是在具體應(yīng)用時，涉及到硬聚氯乙烯單體與添加劑，因此在應(yīng)用期間，必須確保管道管材含鉛量小于0.05 mg，滿足生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。聚丁烯管材的高溫耐久性良好，并且性質(zhì)穩(wěn)定。在低溫條件下，抗脆裂性能、抗紫外線、抗蠕變性能、抗沖擊性能顯著，質(zhì)量輕巧，具備較高的水力條件與伸縮性能。聚丁烯管材的安裝連接方式多，可以應(yīng)用到不同環(huán)境條件下，再生性強(qiáng)，屬于適應(yīng)性良好的管材。然而我國缺乏聚丁烯樹脂原料，因此多依賴于進(jìn)口，成本造價高。聚丙烯管具備良好的耐溫性能、耐腐蝕性能，強(qiáng)度高，無毒害，可以應(yīng)用熱熔連接方式，然而會受到管道壁厚影響。。交聯(lián)聚乙烯管具備良好的抗蠕變性能、耐溫性能與耐腐蝕性能，強(qiáng)度高，無毒害。在施工過程中，由于缺乏同材質(zhì)管材，因此連接到金屬管件上，來保證管道安裝質(zhì)量。鋼塑復(fù)合管具備較高強(qiáng)度，包括聚乙烯層、熱熔膠層和不銹鋼帶層等多重結(jié)構(gòu)，在低溫條件下的耐沖擊性能顯著，不會出現(xiàn)破損問題。圖3為鋼帶塑復(fù)合管結(jié)構(gòu)圖。管道無添加劑，色彩持久，管件管材必須應(yīng)用同等塑料合金材料，以此延長黏結(jié)固化時間。相比于鋼塑復(fù)合管，涂塑管道在安裝操作、衛(wèi)生質(zhì)量和成本造價等方面具備顯著優(yōu)勢[3]。上述管道管材中，鋁塑復(fù)合管、聚丙烯管、聚丁烯管可以應(yīng)用于冷水、熱水輸送；鋼塑復(fù)合管、硬度聚乙烯管只能應(yīng)用于冷水輸送中。

圖3 鋼帶塑復(fù)合管結(jié)構(gòu)圖

4.2 衛(wèi)生間分區(qū)配水支管

對于衛(wèi)生間分區(qū)管道管材來說，管徑滿足16 mm～25 mm標(biāo)準(zhǔn)，通常為埋地暗裝或者埋墻暗裝，接點(diǎn)比較多。衛(wèi)生間管道由于裝修標(biāo)準(zhǔn)及衛(wèi)生設(shè)備不同，安裝程序并非由施工方一次安裝，而是用戶二次裝修時，再安裝管道。由于衛(wèi)生間分區(qū)管道多為暗敷法，因此對于管件管材的安裝連接要求高。然而由于受到管材市場質(zhì)量、安裝人員技術(shù)水平影響，導(dǎo)致衛(wèi)生間管道問題頻發(fā)，對住戶生活質(zhì)量造成了極大的影響，所以成為給排水工程管道管材的處理難題。

衛(wèi)生間分區(qū)配水支管的適用塑料管材如下：交聯(lián)聚乙烯管、高密度聚乙烯管、聚丁烯管和聚丙烯管。復(fù)合管材包括涂塑鋼管、塑復(fù)鋼管、鋁塑復(fù)合管。由于聚丁烯和聚丙烯管材性能優(yōu)越，因此多應(yīng)用于衛(wèi)生間管道中。由于用戶分散購買管材，無法形成規(guī)?；?，再加上施工人員崗前培訓(xùn)不到位，因此對于管道管材的應(yīng)用限制比較大。銷售商應(yīng)當(dāng)提供配套服務(wù)，以此確保管道管材的安裝質(zhì)量。鋁塑復(fù)合管和交聯(lián)聚乙烯管彎曲度大，無反彈，并且切割便利，因此被廣泛應(yīng)用到衛(wèi)生間分區(qū)管道施工中。在安裝施工操作時，應(yīng)當(dāng)注意以下2點(diǎn)問題：1）管材和管件應(yīng)用夾緊安裝法極易受到人為操作影響，無法確保安裝緊固性。2）管材強(qiáng)度不足，在施工中必須注重受壓變形問題，以免對管道水力條件及流量造成影響。部分地區(qū)給排水管道開始應(yīng)用復(fù)合管材-塑復(fù)銅管，將塑料套在銅管上，不僅具備銅管優(yōu)勢，又具備保溫性能，屬于安全性與耐久性均比較高的衛(wèi)生管材，但是該種管道管材的價格高昂。涂塑鋼管具備鋼管性能優(yōu)勢，可以確保供水水質(zhì)，但是無法作為熱水管道管材。

4.3 給水引入管、室外給水管/輸水管

該類管道的管徑較大，一般為50 m～200 mm對耐壓性能、強(qiáng)度、耐腐蝕性、密封性要求高，并且具備良好的水力條件和抗水錘能力，便于安裝，使用壽命長。適用于給水引入管、室外給水管/輸水管的管材如下：硬聚乙烯管、鋼帶塑管、涂塑復(fù)合管以及鋼塑復(fù)合管。上述管材耐壓性與強(qiáng)度要求高。全塑管材為了滿足熱需求，應(yīng)當(dāng)加大壁厚，但是在應(yīng)用期間，極易受到水力條件、管內(nèi)徑、耗材等因素影響，因此復(fù)合管應(yīng)用優(yōu)勢顯著。鋼帶塑復(fù)合管原料為冷軋鋼帶、熱塑性塑料，使用弧焊對接成型，以此合成增強(qiáng)體，內(nèi)層與外層均具備復(fù)合熱塑料，屬于新型復(fù)合壓力管材。在熱塑性塑料連續(xù)箱中，包裹薄壁鋼管增強(qiáng)體，，所以該類復(fù)合管具備塑料管和鋼管優(yōu)勢，能夠消除復(fù)合管連接不嚴(yán)密問題，強(qiáng)度與剛性高，膨脹系數(shù)低、承壓性能與導(dǎo)熱性能顯著，成本低廉，可以應(yīng)用于不引入管、室外給水管與給水輸入管道中。通過對鋼帶厚度與塑料耐溫等級進(jìn)行調(diào)整，能夠加強(qiáng)管道的耐壓耐溫性能。但是此種復(fù)合管材也存在應(yīng)用缺陷，當(dāng)出現(xiàn)外力損傷和超壓問題時，會增加修復(fù)難度，彎曲度不及鋼管，需要應(yīng)用多角度管件彌補(bǔ)。涂塑鋼管具備鋼管與塑料管優(yōu)勢，然而管材主要為鋼管，價格高于鋼帶復(fù)合管材。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑項(xiàng)目給排水工程施工過程中，必須注重管道管材的選擇問題。在管材選型時，應(yīng)當(dāng)確保其滿足應(yīng)用要求，便于施工操作與安裝，并且管道管材性價比高，不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞影響。在工程建設(shè)施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)全面了解管道管材性能特點(diǎn)，選擇適應(yīng)建筑給排水工程建造的管道管材。此外，隨著管道管材制造工藝的優(yōu)化發(fā)展，能夠明顯提升管材綜合性能，在未來發(fā)展中，也可以研制出較多新型給排水管道管材，全面維護(hù)建筑給排水工程施工質(zhì)量與安全。