曹翔

【摘 要】現(xiàn)代的建筑物中設(shè)計(jì)使用的給排水管道材質(zhì)多種多樣，由于輸送介質(zhì)（如冷、熱水、污水）不同，衛(wèi)生要求、環(huán)保要求不同，安裝成本不同，使得每一類(lèi)材質(zhì)的管道各有其特點(diǎn)及適用的場(chǎng)合。本文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)，討論和比較了當(dāng)下建筑行業(yè)中普遍采用的室內(nèi)給水、排水、采暖及熱水管道常用管材的性能分析及市場(chǎng)價(jià)位，達(dá)到與同行交流一下經(jīng)驗(yàn)的目的。

【關(guān)鍵詞】排水管道；管材；對(duì)比

一、生活給水管道

在以往的生活給水管道中，比較常用的為采用熱鍍鋅鋼管，但是其容易產(chǎn)生銹蝕，對(duì)水資源會(huì)造成污染。所以，北京市自2000年就已開(kāi)始禁止使用鍍鋅鋼管作為生活給水管道，而采用其他管材來(lái)代替。近年來(lái)，塑料管材的發(fā)展日益迅猛，逐漸滲透到了日常生產(chǎn)與施工中，對(duì)給排水工程也起著積極的作用，在室內(nèi)給排水工程中占據(jù)著越來(lái)越重要的位置。比較常見(jiàn)的有以下幾種：

1、UPVC（不增塑聚氯乙烯管）管

這是國(guó)外50年代就規(guī)模發(fā)展的、也是最早得到開(kāi)發(fā)的塑料給水管材，其價(jià)格較鍍鋅管低。開(kāi)發(fā)之始目標(biāo)僅是為節(jié)約金屬，但實(shí)踐中其耐腐蝕、不結(jié)垢的特性給人們帶來(lái)極好的使用效果，所以在許多國(guó)家和地區(qū)的建筑中得到應(yīng)用，成為使用量最大的給水管材。其連接方法通常為膠粘連接，同用水器具的連接須用專(zhuān)用過(guò)渡接頭。國(guó)內(nèi)建筑發(fā)展中UPVC管材應(yīng)用所遇到的最大問(wèn)題是安裝后時(shí)有漏水，從而影響發(fā)展應(yīng)用。同時(shí)，由于在生產(chǎn)過(guò)程中，管材中加入的添加劑含鉛，可能會(huì)對(duì)供水水質(zhì)產(chǎn)生較大影響，現(xiàn)在在國(guó)外也早已禁止使用。在我國(guó)，現(xiàn)在也早已不采用該種材料作為供水管道了。但是給水型的UPVC管材因其承壓能力較高，還常常應(yīng)用于雨水排水管。

2、PP-R（三型聚丙烯）管

相比于其他塑料給水管，PPR管在使用中韌性好、耐沖擊、耐熱、耐壓。在通過(guò)70℃的水、壓力為1Mpa的條件下，能夠保證技術(shù)規(guī)程中50年的使用年限；而且保溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)僅為金屬管的1/200，適用于現(xiàn)在家庭熱水器具的輸水管。PP-R用于熱水管道時(shí)，其輸送熱水溫度一般不高于70℃。因此它可以用于生活熱水及地板輻射采暖管道，但不適宜用于供水溫度較高的散熱器采暖管道。

3、鋁塑管

鋁塑管材，是塑料水管中應(yīng)用較早的一個(gè)管材類(lèi)型。其良好的韌性以及柔軟度，使得安裝和操作都非常方便。在家庭室內(nèi)的給水管道敷設(shè)中，經(jīng)常被使用。從過(guò)去的安全經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，鋁塑管在鋪設(shè)完畢之后，還需要做一些后續(xù)的處理。很多家庭室內(nèi)的水管會(huì)有漏水的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，造成這種現(xiàn)象的原因，一般都是由于鋁塑管與管件之間的接合不夠緊密。這是一個(gè)難以控制施工問(wèn)題。這種結(jié)合部位接口處銅質(zhì)管材處理不當(dāng)?shù)那闆r若沒(méi)有引起施工人員的重視，日積月累就會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)漏水的狀況，因此，現(xiàn)在室內(nèi)排水管線(xiàn)中，已經(jīng)很少使用鋁塑管。

4、PP-R塑鋁穩(wěn)態(tài)管

PP-R塑鋁穩(wěn)態(tài)管在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方式上，內(nèi)層為普通PPR管材，完全符合GB18742.2中管系列S的標(biāo)準(zhǔn)，在其外層包敷鋁層及塑料保護(hù)層，鋁層和塑料層之間通過(guò)熱熔膠連接，共分五層。能夠完全隔絕外部空氣，保持管道內(nèi)水質(zhì)不被氧滲入，同時(shí)兼具塑料管的衛(wèi)生性、密封性和金屬管防紫外線(xiàn)、不滲氧、明裝不變形等特性，其輸送熱水的溫度可以達(dá)到80-90℃穩(wěn)定使用，可以滿(mǎn)足一般熱水或供暖系統(tǒng)的水溫要求。同鋁塑管比，鋁層的焊接質(zhì)量提高，它的連接方式為熱熔連接，熱熔連接前，用專(zhuān)用工具將外覆PP-R及鋁質(zhì)層卷削，因此它避免了鋁層和水的接觸，有利于延長(zhǎng)管道的使用壽命。

5、鋼襯塑管道

也稱(chēng)內(nèi)襯塑鋼管，它是將鍍鋅鋼管的內(nèi)壁襯上一層塑料，其塑料襯里層有相當(dāng)厚度，基本上保持了塑料管原有的全部?jī)?yōu)點(diǎn)；而作為本體的鋼管不再接觸輸送的水，因此強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮而腐蝕結(jié)垢得以避免。而作為襯塑的材料，通常有PE、PEX、PP-R等。

這種管道的連接方式通常為螺紋連接，這一點(diǎn)有鍍鋅鋼管的優(yōu)點(diǎn)，連接方便、快捷。而其缺點(diǎn)則是管道內(nèi)實(shí)際使用管徑變小，生產(chǎn)中需要增加復(fù)合成型工藝，其價(jià)格要比單一管材的價(jià)格高。

6、鍍鋅鋼管

鍍鋅鋼管是過(guò)去給排水管道中主要應(yīng)用的管材，由于在給排水系統(tǒng)中應(yīng)用的時(shí)間較長(zhǎng)，在管材配置，以及配件組裝等方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，形成了一定的規(guī)范。但是，這種管材在實(shí)際的應(yīng)用中，有一個(gè)弊病，那就是容易出現(xiàn)水銹，造成了水質(zhì)的污染和水管的老化。并且由于水銹的不斷增多，會(huì)造成水管內(nèi)徑的不斷縮小，進(jìn)而造成水管阻塞，不利于水源的輸送。

二、采暖/熱水管道

埋地安裝的采暖/熱水管道常采用的材料有PB管、PE-RT管以及PEX管等。在進(jìn)行地暖管材的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的使用年限、熱水溫度和工作壓力、系統(tǒng)水質(zhì)、施工技術(shù)和投資費(fèi)用等因素綜合考慮，從而選擇適合的管材。

1、比較PB、PE-RT和PEX在地板采暖中的應(yīng)用：

①、長(zhǎng)期耐溫耐壓能力

長(zhǎng)期耐溫耐壓能力是衡量地暖管材優(yōu)劣的最重要標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于ISO10508：1995《用于冷熱水系統(tǒng)的熱塑性塑料管材和管件》中的使用級(jí)別4即地板采暖，各種材料設(shè)計(jì)應(yīng)力的順序是PB>PEX>PE-RT。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)角度講，壁厚達(dá)到2.0mm的上述材質(zhì)管材均能滿(mǎn)足或超過(guò)實(shí)際應(yīng)用要求。但如果從系統(tǒng)的高可靠性和應(yīng)對(duì)供水系統(tǒng)異常溫度壓力變化能力的角度講，PEX和PB管應(yīng)為首選。

②、從彎曲模量的數(shù)據(jù)來(lái)比較管材的柔軟性

管材的柔軟性能也是衡量管材優(yōu)劣的重要指標(biāo)

PE-X-a：550Mpa；PE-RT：550Mpa；PB：350Mpa?？梢钥闯?，PEX、PE-RT的柔軟性強(qiáng)于PB，柔軟性好的管材彎曲部位產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力比較低，對(duì)管材的使用壽命影響小，且易于安裝并可有效地控制填充層的厚度和平整度。在以往的工程實(shí)際中，PB管確實(shí)不易彎曲，其彎曲半徑在8倍以上。

③、各種管材熱傳導(dǎo)系數(shù)

PE-RT管為0.41W/m.k，PEX為0.35W/m.k，PB管為0.22W/m.k。和熱水輸送用的管材需要材料好的保溫性不同，對(duì)于地板采暖的管材而言，要求其具有良好的導(dǎo)熱性能，從而加快加熱速度，同時(shí)降低采暖運(yùn)行的費(fèi)用。所以，從導(dǎo)熱性能方面來(lái)看，比較適合采暖地板的是PE-RT和PEX。而一些項(xiàng)目中采用散熱器采暖，希望在地面墊層的熱量損耗降低，那么埋地部分的管道加熱速度變慢的話(huà)就更有利于散熱器的散熱效果，因此，適合選用PB管。

④、管材生產(chǎn)過(guò)程的可控性比較

PE-RT、PB管，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程中影響管材質(zhì)量的因素少，管材性能由原材料自身來(lái)提供，在加工過(guò)程中，只要原料合格并有合適的設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性比較高。PEX管材生產(chǎn)時(shí)需要交聯(lián)，生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)廠(chǎng)家工藝控制水平要求較高，質(zhì)量受工藝的影響比較大，因此PEX管應(yīng)選擇有實(shí)力、管理好并有一定生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)歷史的廠(chǎng)家。

⑤、管材抗慢速裂紋增長(zhǎng)的能力

管材在施工過(guò)程中可能因刮痕而被破壞，或受到局部集中的應(yīng)力破壞，因此管材抗慢速裂紋增長(zhǎng)的性能很重要。從開(kāi)槽實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)比較，PB管抗刮痕的能力很弱，而PEX管則非常強(qiáng)。

⑥、管材價(jià)格比較

管材的價(jià)格情況是，目前市場(chǎng)上的PE-RT管材價(jià)格略高于PEX。PB管的價(jià)格較貴于PEX和PE-RT。

⑦、各種管材的環(huán)保性能

隨著民眾環(huán)保意識(shí)的覺(jué)醒和國(guó)家環(huán)保力度的加大，各種材料的環(huán)保性能越來(lái)越受到人們的重視。PE-RT管材的問(wèn)世和使用在很大程度上是受環(huán)保意識(shí)的影響。PE-RT和PB管材在生產(chǎn)或使用過(guò)程中可以回收，不污染環(huán)境，比PEX具有較高的環(huán)保性。PEX管的不可回收性是PEX管最大的缺點(diǎn)。

2、市場(chǎng)上的其他新型管材

①、RPAP5對(duì)接焊鋁塑復(fù)合管

以鋁層為主承壓層，內(nèi)外均覆PE-RT層，鋁層采用對(duì)接焊技術(shù)，鋁管完全封閉，強(qiáng)度高（工作壓力可達(dá)1.25MPa），不滲漏，耐高溫能力強(qiáng)，可以在95℃的高溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。它的耐高溫能力是目前生活采暖/熱水管道中最好的管材之一，連接方式為熱熔連接。

②、PSP鋼塑復(fù)合管

這種管材是國(guó)內(nèi)金牛管業(yè)自主研發(fā)的產(chǎn)品，可用于生活冷熱水的輸送，它是由塑料與耐沖擊、高強(qiáng)度鋼帶通過(guò)氬弧焊接和高性能粘接劑復(fù)合而成的一種新型復(fù)合壓力管。中間的鋼層，相對(duì)塑料管具有承壓高、抗沖擊力強(qiáng)的特點(diǎn)；內(nèi)外層的塑料起到了防腐蝕作用。其輸送介質(zhì)溫度可達(dá)90℃，但由于其強(qiáng)度較高，故認(rèn)為其不適宜用于地板采暖管道系統(tǒng)。

三、排水管道

常用的室內(nèi)建筑排水管道主要有鑄鐵排水管、UPVC排水管、HDPE排水管等。

1、機(jī)制鑄鐵排水管

鑄鐵管按材和離心鑄造鑄鐵管質(zhì)分為灰鑄鐵管和球墨鑄鐵管，按鑄造工藝分為連續(xù)鑄造鑄鐵管，材質(zhì)和鑄造工藝決定了鑄鐵管的性能。

相比于連續(xù)鑄造灰鑄鐵管，離心鑄造球墨鑄鐵管性能比較優(yōu)良，相對(duì)而言其突破性更高。離心鑄造球墨鑄鐵管性能不僅具有良好的抗腐蝕性能以及綜合力學(xué)性能，而且其綜合經(jīng)濟(jì)費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)比鋼管更低，壽命也相對(duì)較長(zhǎng)。并且與灰鑄鐵管進(jìn)行比較，灰鑄鐵管相比的管壁比較薄，重量也比較輕。在離心鑄造球墨鑄鐵管生產(chǎn)工藝中，有三種方法，包括熱模樹(shù)脂砂法、水冷金屬型法、以及熱模涂料法。

球墨鑄鐵管多用于給水管道，普通民用住宅室內(nèi)排水管一般采用連續(xù)鑄造灰鑄鐵管，它的特點(diǎn)是承壓能力強(qiáng)、強(qiáng)度大、脆性高、重量大、耐腐蝕性差、施工困難，生產(chǎn)水平較差的鑄鐵管往往壁厚不均勻，管壁多砂眼。它的連接方式分剛性連接和柔性連接，剛性連接是指承插捻口連接的方式，柔性連接又分為A型、B型及W型連接，而最常用的又是A型及W型。通常在設(shè)計(jì)了鑄鐵排水管的新建建筑中多為柔性連接的管道，但在一些部位，如基礎(chǔ)底板內(nèi)的埋地排水管、出建筑外墻至排水檢查井的埋地排水管，則不宜使用柔性連接的鑄鐵管。柔性連接的鑄鐵管較水泥捻口的鑄鐵管價(jià)格要高。

2、UPVC排水管

其材質(zhì)為聚氯乙烯。由于其具有耐腐蝕、重量輕、易安裝、造價(jià)低等特點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸取代了鑄鐵管用于建筑室內(nèi)排水或雨水管道，但其強(qiáng)度較低，耐壓能力較差，所以在超高層建筑中不適于應(yīng)用。

UPVC排水管的連接通常為膠粘連接或膠圈連接的方式。這種管道目前的應(yīng)用很廣，相關(guān)的配件產(chǎn)品也很豐富；在普通UPVC管道的基礎(chǔ)上現(xiàn)在也出現(xiàn)了一種螺旋UPVC消音管，它是在管道內(nèi)壁增加肋條使污廢水在排水立管中螺旋下落，避免了水流在管內(nèi)的撞擊及直線(xiàn)下落產(chǎn)生的噪音；更有一種雙壁螺旋消音管，雙層外壁、中空，其消音效果更好。當(dāng)UPVC管作為雨水管使用時(shí)需要選用承壓能力達(dá)到1.0MPa的給水型UPVC管材，特別是當(dāng)在建筑外墻上安裝時(shí)，必須每層或隔層安裝伸縮節(jié)以防止季節(jié)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的管道伸縮脹裂。

3、HDPE排水管道

即高密度聚乙烯管道。也用于室內(nèi)排水系統(tǒng)或虹吸式雨水排水，熱熔連接。作為一種較新的應(yīng)用于排水的材料，它的主要特性有：

①、抗寒性：充滿(mǎn)水的HDPE被凍結(jié)后，管道會(huì)隨結(jié)冰情況發(fā)生彈性伸縮，一旦冰融化，管道可自行恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生損壞。

②、磨損性：HDPE管具有很高的抗磨損性，它的厚管壁可提供額外的保護(hù)。

③、熱膨脹系數(shù)大：溫度變化將使HDPE管本身物理尺寸改變，其熱脹冷縮比其他材料管材明顯，因此在設(shè)計(jì)中必須充分考慮可能的熱脹冷縮問(wèn)題。

④、抗熱水性：溫度達(dá)80℃（無(wú)機(jī)械外力）時(shí)，HDPE管仍可安全使用。

⑤、抗壓能力：在常溫下，HDPE管的抗壓性能很好，即使溫度波動(dòng)在較大范圍內(nèi)仍有一定的抗壓能力。

⑥、導(dǎo)熱性：它是弱的熱導(dǎo)體，短時(shí)間冷卻過(guò)程，管道不會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

⑦、其他：HDPE還具有在火種燃燒不會(huì)放出有毒氣體，噪音較低等特點(diǎn)。

4.塑料纏繞管

塑料纏繞管作為一種新型管材，主要是經(jīng)過(guò)特殊的擠出纏繞成型工藝加工而成，主要由三種特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)造：EP層為內(nèi)層、經(jīng)涂塑處理過(guò)的金屬鋼帶層為管材的中間層、外部層也為EP層。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)造大大增強(qiáng)了管道的強(qiáng)度，使其環(huán)剛度最低可達(dá)到SKN/m2。這種管材與其他塑料管材相比具有重量輕、耐腐蝕、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。

5.夾砂玻璃鋼管

夾砂玻璃鋼管主要是以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，將樹(shù)脂作為基體，這種管材是代替鋼筋混凝土管材最適合的產(chǎn)品。其特點(diǎn)主要有：強(qiáng)度大、環(huán)剛度大、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等。與其他塑料管材相比，屬于熱固性產(chǎn)品，其抗老化性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他管材。

四、總結(jié)

對(duì)于民用建筑中給排水管道的選擇，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的使用功能、使用條件及品質(zhì)定位來(lái)確定。一般而言，使用金屬材質(zhì)的給排水管道，造價(jià)要高，如室內(nèi)給水支管選用銅管或不銹鋼管造價(jià)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PP-R管道，排水鑄鐵管道的成本要高于UPVC或HDPE管道，雖然可以提升了建筑物的品質(zhì)，但是金屬管道存在著銹蝕的問(wèn)題，其耐腐蝕性能遠(yuǎn)不及塑料管道，在普通民用居住建筑中采用塑料管材足以滿(mǎn)足衛(wèi)生及使用要求。在室內(nèi)采暖管道中，常常采取暗埋敷設(shè)，可選擇的管材同樣很多，對(duì)于低溫地板輻射采暖系統(tǒng)，可以選用PE-RT這樣相對(duì)散熱較好的管材，對(duì)于采暖傳統(tǒng)散熱器采暖的系統(tǒng)，可以選用PB這樣傳熱系數(shù)較低，強(qiáng)度較大的管材。總之，對(duì)于給排水管道的選擇并非越貴越好，要根據(jù)建筑物自身的特點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行選擇。

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