淺談氯化聚氯乙烯（PVC-C）管在機電裝配式建筑中的應用

韓玉偉，趙鵬，李成建，馬靜

（中建八局第二建設有限公司設計研究院，山東 濟南 250000）

1 前言

我國現(xiàn)行的2014版《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》中規(guī)定，室內(nèi)外架空管道應采用熱浸鋅鍍鋅鋼管等金屬管材；僅在埋地管道中允許采用塑料管材，架空管道不推薦使用塑料管材。2017年修訂的《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》中，其8.0.2條規(guī)定“配水管道可采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管、涂覆鋼管、銅管、不銹鋼管和氯化聚氯乙烯(PVC-C)管。”其中推薦使用的PVC-C管，成為消防給水領域架空敷設管道里唯一一種非金屬管材。

美國消防協(xié)會標準NFPA13《自動噴水滅火系統(tǒng)安裝標準》（2007年版）規(guī)定，在輕危險級和房間面積不超過37m2的中危險級場所，公稱外徑不超過80mm的配水管道可采用PVC-C管；英國標準《固定式滅火系統(tǒng)-自動噴水滅火系統(tǒng)-設計、安裝和維護》BS EN12845規(guī)定，輕危險級和中危險級的濕式自噴系統(tǒng)，如辦公樓、零售商店、百貨公司等，可采用PVC-C管，但不能應用于嚴重危險級。我國現(xiàn)行的《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50084-2017也對PVC-C管的應用范圍進項了嚴格限定：采用PVC-C管材及管件時，設置場所的火災危險等級應為輕危險級或中危險級Ⅰ級，系統(tǒng)應為濕式系統(tǒng)，并采用快速響應灑水噴頭，應用于公稱直徑不超過DN80的配水管及配水支管，且不應穿越防火分區(qū)；當設置在有吊頂場所時，吊頂內(nèi)應無其他可燃物，吊頂材料應為不燃或難燃裝修材料；當設置在無吊頂場所時，該場所應為輕危險級場所，頂板應為水平、光滑頂板，且噴頭濺水盤與頂板的距離不應大于100mm。國內(nèi)外的設計規(guī)范均對PVC-C管的應用范圍進行了相對嚴格的限制，但隨著PVC-C管優(yōu)良性能的不斷挖掘，該管材在消防給水領域的應用存在更高的研究和推廣價值。

2 工程條件

依托樹蘭（濟南）國際醫(yī)院項目，PVC-C管應用于1#感染樓自動噴水滅火系統(tǒng)中的配水管道。感染樓建筑面積10331.15㎡,建筑高度26.9m，地上6層，為一類高層公建，主要功能為傳染病門診和病房。本項目為全過程EPC總承包項目，采用設計-采購-施工一體化模式，感染樓作為本項目機電裝配式的示范單體，在設計階段采用全專業(yè)BIM正向設計，為實施機電裝配式提供了良好的基礎條件；在施工中采用裝配式支吊架、抗震支吊架、裝配式走廊、裝配式空調(diào)機房等各類機電裝配式技術，機電全部構(gòu)件在工廠預制，組成模塊化，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，現(xiàn)場直接拼裝。感染樓內(nèi)機電管線繁多且復雜，各機電專業(yè)交叉作業(yè)多，對機電各專業(yè)嘗試應用新技術、新材料、新工藝提供了更多可能，也對機電安裝提出更高要求。

感染樓中自動噴水滅火系統(tǒng)為濕式系統(tǒng)，中危險級Ⅰ級，采用快速響應灑水噴頭，噴頭公稱動作溫度不超過68℃，應用范圍為設置吊頂?shù)膱鏊鶅?nèi)不超過DN80的配水管及配水支管。吊頂內(nèi)確保無其他可燃物，吊頂材料應為A級不燃或B1級難燃裝修材料。PVC-C管的應用范圍和條件滿足《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求。

3 管道性能對比

《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定：配水管道可采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管、涂覆鋼管、銅管、不銹鋼管和氯化聚氯乙烯(PVC-C)管。對不同管道的性能特性特性進行對比發(fā)現(xiàn)，內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管價格適中、應用廣泛、施工技術成熟，管道的承壓能力和防火性能較高，是目前工程中應用最多的管材，但該管道容易銹蝕，且使用壽命短。一般情況下，建筑主體的設計年限要遠高于金屬管道的使用壽命，一旦需要更換消防給水管道，會對建筑內(nèi)部裝飾造成很大破壞，改造成本很高，施工更為困難。銅管質(zhì)量及性能優(yōu)越，但價格昂貴，在消防給水中應用相對較少。不銹鋼管承壓能力比普通內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管更強，但價格較高，且規(guī)范規(guī)定不宜采用焊接，也導致其安裝要求提高。

PVC-C管具有良好的耐高溫、耐腐蝕性能，具有優(yōu)越的可塑性，加工型和成型性良好、具有一定的承壓能力，早期主要應用于冷熱水管道系統(tǒng)和工業(yè)系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)工藝的提升，PVC-C管優(yōu)越的耐火防火性能的特性得以挖掘，具有優(yōu)異的阻燃自熄性，燃燒能力差，火焰擴散慢，且有抑煙性。相比金屬管道，塑料管道重量輕，切割方便，在大規(guī)模管道施工中具有更多的便利性和靈活性（表1）。

表1 管材性能的綜合比較表

4 管道與噴頭、管件連接

（1）自噴配水管道與灑水噴頭之間采用消防灑水軟管連接，消防灑水軟管的長度不超過1.8m。消防灑水軟管連接是用于連接噴頭與配水支管或短立管之間的管道，相比金屬管道，灑水軟管連接具有安裝快速、連接便捷，具有防震、防錯位功能等優(yōu)點，方便調(diào)整噴頭的安裝高度和布置間距，可根據(jù)裝飾吊頂形式，快速追位，確保與裝飾吊頂?shù)耐隄M結(jié)合。同時灑水軟管連接可以防止由于建筑物等受到地震等強大振動或沖擊時使消防系統(tǒng)管道開裂或造成消防系統(tǒng)的崩潰的風險。

消防灑水軟管分為波紋管型和編織網(wǎng)型兩種，最大的工作壓力1.6MPa，最高工作環(huán)境為107℃，進水口采用DN25外螺紋，出水口采用DN20內(nèi)螺紋，最大可連接流量系數(shù)K=202的噴頭，本工程中噴頭均為K=80的噴頭。灑水軟管連接有效的降低了工作強度和難度系數(shù)，對于縮短安裝工期有很顯著的優(yōu)勢。

（2）PVC-C管材、管件采用粘接連接。PVC-C管材、管件與其他材質(zhì)管材、管件之間可采用螺紋、法蘭或溝槽式連接件(卡箍)連接。與法蘭式管道、閥門及管件的連接，采用PVC-C法蘭與其他材質(zhì)法蘭對接連接；與螺紋式管道、閥門及管件的連接采用內(nèi)絲接頭的注塑管件螺紋連接；與溝槽式（卡箍）管道、閥門及管件的連接，采用溝槽（卡箍）注塑管件連接。

PVC-C管需要采用與之配套的支架和吊架。PVC-C管件采用與管道材質(zhì)相同的材料注塑成型，其壓力等級不小于管道的壓力等級。與管材配套的連接管件、粘接劑、橡膠密封圈及其他帶有金屬嵌件的管件等，全部由同一生產(chǎn)企業(yè)配套供應。

5 應用效果

PVC-C管材在本項目施工中起到了較為顯著的良好效果。其材質(zhì)輕便，安裝便捷、連接快速，維護成本較低，具有較大的容錯性，極大減輕了現(xiàn)場施工人員的工作負荷，并縮短了工期，能夠在一定程度上提高消防給水管道的安裝質(zhì)量、保障吊頂裝飾效果、提高EPC項目的經(jīng)濟收益。

6 PVC-C管的局限性

PVC-C管雖然有著諸多優(yōu)勢，但在實際應用中，特別是在消防給水領域，仍然存在一定缺陷：

（1）工程設計規(guī)范對PVC-C管的應用條件、使用范圍做了較為嚴格的限制，一般僅適用于輕危險或中危Ⅰ級的濕式系統(tǒng)中小于DN80的配水管道中，且需設置在有吊頂區(qū)域，這在一定程度上限制了PVC-C管材在消防給水領域的推廣。

（2）PVC-C管在消防給水領域尚缺少成熟或較大規(guī)模的工程應用實例，其安裝質(zhì)量和在實際火災中的安全可靠性，仍需要時間和工程實例的檢驗。

（3）塑料管材市場門檻較低，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，部分產(chǎn)品質(zhì)量很差，不滿足消防給水的最低使用標準，國內(nèi)對PVC-C管等塑料管材的管道損傷失效機理、可靠性評價、管道檢查評估方法等方面仍不完善，這會嚴重阻礙PVC-C管材的推廣使用。

（4）與PVC-C管配套使用的產(chǎn)品質(zhì)量及其兼容性。當管材、管件的表面與不兼容的輔助材料過度接觸后，會削弱管道的性能，時間久了管道系統(tǒng)就會產(chǎn)生裂紋。例如PVC-C管連接使用的粘接劑含有有機溶劑，易揮發(fā)，如長期不用或過期使用，將影響粘接質(zhì)量。防火封堵材料、防腐漆等材料使用不當，也會對其安裝效果產(chǎn)生不良影響。

（5）施工中安裝不規(guī)范，施工質(zhì)量不過關。相關規(guī)范中對PVC-C管材的連接、固定、支吊架等進行了特定要求，如果安裝不過關，塑料管材容易受力不均出現(xiàn)管道問題。

7 結(jié)語

（1）PVC-C管可應用于中危Ⅰ級或輕危險級濕式自動噴水滅火系統(tǒng)中，設置在有吊頂區(qū)域內(nèi)，管徑不超過DN80的配水管道。其管道性能優(yōu)良、安裝便捷快速，實際工程中，具有良好的經(jīng)濟效益和工程實踐意義，具有很高的推廣價值。

（2）PVC-C管同樣存在一些使用缺陷，但隨著管材工藝技術的不斷提高，市場監(jiān)管及檢測手段的不斷完善，管材質(zhì)量可以同步提高。PVC-C管在消防給水領域?qū)⒕哂袕V闊的應用前景。