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常用给水管材本文转载于给水管材 近几年，随着科技水平的发展、人民生活水平的提高，给水管材的变化非常之快。笔者根据 资料及其在实际工程中的应用情况，主要就几种新型给水管材的特点谈几点粗浅认识，供在 设计时参考。1 镀锌钢管镀锌钢管在建筑供水管道上的应用已有百年历史，以前我国大部分地区的生活给水管均为镀 锌钢管。镀锌钢管分为冷镀锌钢管和热镀锌钢管两种。镀锌钢管作为一种给水主材料，广泛 应用于工业厂房及建筑内的供水系统及消防管道，主要因为：质地坚硬，刚度大，适用于 易撞击的环境，例如，常用的室内明装管道；镀锌钢管及配件市场供应完善；施工经验 成熟，易于配套成龙，水管敷设过程完成快速；总体价格便宜。由于镀锌钢管管材自身的 缺陷，在使用过程中易产生锈蚀、结垢和滋生细菌，直接影响了自来水的水质，造成严重的 二次污染，表现为水中的大肠杆菌及细菌总数严重超标，出现黄水、红水、黑水；因常年锈 蚀，产生管道的渗漏、损坏，不仅影响人们的生活、工作，亦直接导致水资源的巨大浪费。 因此，国务院4个部委以建住房1999295号下达“关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知 ”，规定自2000年6月1日起，在城镇新建住宅中，禁止将冷镀锌钢管用于室内给水管道，并 根据当地实际情况逐步限时禁止使用热镀锌钢管，推广应用铝塑复合管，交联聚氯乙烯（PE -X）管，三型无规共聚聚丙烯（PP-R）管等新型管材，有条件的地方可推广应用铜管。现在 一般设计时，热镀锌钢管通常只作为消防给水管道。2 给水UPVC管硬聚氯乙烯UPVC管是较早期替代镀锌钢管的给水管材，其生产工艺为PVC树脂在一定温度下 添加铅、锡、镭、汞等金属化合物作为稳定剂熔融，再挤压成型。其质量仅为1 350kg/m3 1 460kg/m3（钢管为7 800kg/m3），具有重量轻，易于运输、安装；抗腐蚀；抗拉、 抗弯、抗压缩强度较高等优点，但其抗冲击强度相对较低。UPVC给水管主要适用于室外埋地供水管道和室内给水管道。国内水司统计资料表明，选用口 径多在250mm极其以下。由于水的pH值和温度对铅的渗析量有很大的影响，pH值的减小、增 大，水温的升高都会加速管道中的铅渗入到水中，直接影响人体的健康，因而在建筑给水（ 室内给水）方面给水UPVC管主要应用于工业厂房的生产供水管。在选用给水UPVC管时必须注意：不同标准生产的管材，其内、外径及壁厚均不同，设计时应 注明管道壁厚。目前国内UPVC供水的生产厂家，绝大部分是按国家标准生产管材，设计选用 时可以参考国家标准给水用硬聚氯乙烯管材（GB/T10002.1-96）和建筑给水硬聚氯乙 烯给水管道设计与施工规程（CECS41:92）。当设计工业厂房内的供水压力较高时，应选 用ISO标准的给水UPVC管，内、外径及壁厚可参考相关厂家样本。随着聚丙烯、聚丁烯、交联聚乙烯、铝塑复合管的兴起，UPVC管将会迅速淡出建筑给水工程 领域。国内市场上多种环保型给水管材纷纷发展起来，其中主要有氯化聚氯乙烯管（CPVC） 、高密度聚乙烯管（HDPE）、交联聚乙烯管（PEX）、聚丙烯管（PP-R）、聚丁烯管（PB） 、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯管（ABS）等塑料给水管，铝塑复合管、涂塑钢管、钢塑复合管、 塑复铜管、孔网钢带塑料复合管等复合管。这些新型给水管材的出现，为我们采用适合的给 水管材提供了更多的选择，使我们可以根据建筑物的功能、性质、档次等进行适当的选用。3 PP-R管聚丙烯（Polypropylene），简称PP，是一种常用的聚烯烃塑料，具有良好的耐热性和 耐压强度，且价格低廉，产量较大；但由于普通聚丙烯存在低温脆性，长期蠕变性能差等缺 陷，限制了在管道工程上的应用。为克服PP的上述缺点，目前已经开发了均聚的PP-H（型 ），嵌段共聚的PP-B(型)和无规共聚的PP-R（型）工程材料。PP-R（Polypropylene-Ethylene Random Copolymer）是采用先进的气相共聚法，使PE（5% 左右）在PP的分子链中随机地均匀聚合产生。PP-R较PP-H、PP-B具有更好的低温抗冲击性能 和长期蠕变性能。三型聚丙烯（PP-R）除具有普通塑料管特点外，还具有如下优点：良好的卫生性能和保温 性能。管材原料属聚烯烃，其分子仅由C、H元素组成，原、辅料完全达到卫生标准，耐腐蚀 性好，对水中所有离子不起化学作用，不会锈蚀，不仅可用于冷热水系统，而且可用于直饮 水系统。PP-R管材导热系数为0.21W/mK，仅为钢管的1/200，一般情况下不需保温，用于 热水管道时保温节能效果明显。在温度变化时产生的膨胀力也较小，适合嵌墙和地平面层内 的直埋暗敷。较好的耐热性能、使用寿命长。管材最高工作温度可达70，满足热水供应 上限温度。常温下使用寿命可达100年以上。安装方便、 连接可靠。管材不仅生产过程简 单、设备投资少而且质量轻，重量仅为钢管的1/9，紫铜管的1/10，减轻了工人的施工强度 。由于PP-R管材、管件，经过热熔，连接部位配件和管材融为一个整体，强度大于管材本身 强度，永久消除漏水隐患。管件结构不影响流量，并且管道阻力小，直管内壁平滑，不会结 垢，沿程摩擦阻力比铜管道小，管配件连接时断面积不变。管材、管件的废料可回收利用 ，废料经清洁、破碎后可直接用于生产管材、管件。在生产、施工过程中对环境无污染，民 用市场占有率较高。PP-R管材不足之处主要是：刚性和抗冲击性能比金属管道差，在贮运、施工过程中要注意 ；线膨胀系数较大，为0.14mm/mK0.16mm/mK,在设计和施工中要特别重视支架的设 置，合适的选用伸缩器，正确地敷设管道；抗紫外线性能差，在阳光的长期直接照射下会 老化；材料许用应力低，管壁厚较大；在相同外径下，有效流通截面比其他管材小；原 材料价格居高不下。PP-R管材主要应用于冷热水系统、直饮水系统、采暖系统（包括地板辐射采暖）。PP-R管的 设计方法与传统镀锌管材相同，为串联系统，管径有20110。设计时选用PP-R管应注意：正确区分管材用途，合理选择冷、热水管。冷、热水管壁厚不 同，耐压不同，价格也不同。设计时要特别注明采用冷水管还是热水管，并按规定标注管道 规格：根据输送水温、工作压力、使用寿命等因素，PP-R管材的壁厚按压力等级分为PN1.0 、PN1.25、PN1.6、PN2.0、PN2.5、PN3.2等6个系列。冷水管材及管件压力等级最小为PN1. 0，热水管材及管件最小压力等级为PN2.0。PP-R管材承压具有两个显著特点：一方面是随着 管内水的温度上升，其允许压力会急剧下降；另一方面是承压时间增长，其允许压力也明 显下降。 考虑管道长期使用寿命以及施工和实际使用中非正常因素，为安全需要，冷水管选用的公称 压力 等级为系统最大工作压力乘以3.0倍的系数。试验数据显示，当管道使用水温从20上升到6 0时，同一压力等级管道允许压力下降50%，水温70时，下降2/3。以PN2.0管材为例，20 水温时允许压力为2.0Mpa，70水温时最大允许压力仅为0.66Mpa。选用管材压力等 级必 须满足工作水温时承压能力。现行建筑给水排水设计与施工验收规范以及所有塑料管材生 产企业，对塑料管径规格的表示均为公称外径，符号为De，单位为mm。PP-R管材用DeXt，t 代表壁厚。PP-R冷、热水管公称外径虽然相同，但由于壁厚不同，则计算内经不同。管道 的试压.冷水管试验压力为管道系统工作压力的1.5倍，但不得小于1.0Mpa；热水管试验压力 为管道系统工作压力的2倍，但不得小于1.5Mpa。管道穿墙、板、基础时的做法：热水管 道穿墙时，应配合土建设置钢套管，冷水管穿墙可预留洞，洞口尺寸较外径大50mm；管道穿 楼板或屋面时，应设置钢套管，套管高出地面100mm以上，并采取严格的防水措施；管道穿 基础墙时，应设置金属套管，基础墙预留孔洞上方距套管净距不得小于100mm。4 复合管铝塑复合管由中间铝管、内外层PE以及铝管PE之间的热熔胶共济复合而成，其中内外层PE分 子式为（CN2）n。属对称性非极性高聚物，化学性质非常稳定，具有无毒、耐腐蚀、轻质、 机械强度高、耐热性能好、脆化温度低，使用寿命长的特点；同时内层PE非常光滑，管内留 洞阻力小、不易结垢，使用的有效管径比金属大，且流体不宜受污染。复合管中间层除对PE起加强作用，使管的耐压强度大大提高外，还有以下几方面优点：100%隔氧，彻底消除渗透；弯曲和加工特性同金属相似，吸收管的反弹能量，使管可以 任意成型；降低管的综合热膨胀系数，使管尺寸稳定；用作通讯线路的屏蔽，可以 防止各种音频、磁场的干扰；具有抗静电性，可用来输送燃气和油料；用金属探测器可 以探测出管的埋藏位置。复合管在整体性能上比塑料管有很大提高，但也存在许多不足之处，如：整体壁厚不均匀 ，会影响与管件的连接质量，使铝管与内层PE脱离；各层同心度较低，管材圆度不够； 铝层薄，管材机械强度差，产品主要集中在32mm以下的小口径管材。复合管主要应用于冷热水系统、直饮水系统、采暖系统（包括地板辐射采暖）。一般多用于 居民户内供水。现在设计室内给水管时经常采用的内筋嵌入式衬塑料管，其采用特殊工艺在钢管内壁加工出 凸型网状花纹，大大增加了外层金属管与内层塑料管之间的摩擦力，从而有效减少了内、外 管之间线膨胀差，使此管在长期使用工程中不会因施工、温差变化造成复合管材变形和内外 层剥离松动。5 铜管现在许多外资项目的给水管均采用铜管。建筑铜管为无缝紫铜管，采用食品级无氧铜铸锭（ 纯度不小于99.97%），经挤压成型，拉轧成材。其优点：铜管的安全可靠性高。铜管集耐 热、耐寒、耐压、耐腐蚀和耐火的特点于一身，适用环境范围大。铜管可承受极热和极冷的 温度，从-196205，且适应温度的剧烈变化，不会产生老化现象。铜管的线性膨胀系 数小，是塑料管的1/10。铜管材与管件接口严密，连接牢固。铜管经久耐用，历史证明使 用寿命长达100年以上，可以与重大建筑物寿命一样长，甚至更长。铜管能抑制细菌生 长 ，保持饮用水清洁卫生。铜管是无机金属材料-铜材制成，生产过程中没有添加任何化学成 分，不会对水造成二次污染。铜管不会产生铜绿。铜绿是大气的二氧化碳和硫化氢与铜的 氧化物在表面形成的复盐，主要成分是碱式硫酸铜和碱式碳酸铜，