低溫熱水地板輻射供暖管材的選取

張健鵬 （合肥市寶匯置業有限公司，安徽 合肥 230601）

1 概 述

低溫熱水地板輻射供暖由于其舒適性高、衛生條件好、能充分利用各種低品位能源等優點，越來越受到人們的關注，是當今較為先進的一種供暖方式，也是目前國內外公認的最為理想的供暖方式。此供暖方式中地暖管材是重中之重，關系著其使用壽命及使用安全，對地暖管材的了解不充分，選取了劣質的管材將為日后的使用埋下安全隱患。

目前用于低溫熱水地板輻射供暖的管材主要為：交聯聚乙烯管（PE-X）、耐熱聚乙烯管（PE-RT）、鋁塑復合管（XPAP）、無規共聚丙聚烯管（PP-R）、聚丁烯管（PB）。

2 不同地暖塑料管特點

2.1 交聯聚乙烯管（PE-X）

交聯聚乙烯管是以高密度聚乙烯作為主要原料，通過化學或物理的方法，使其線型的高分子交聯成三維網狀的分子結構的加熱管。其特點如下：

①力學性能好、耐高溫和低溫性能好等；

②沒有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復，只能采用鎖扣卡緊機械連接；

③其材質硬度高，管材很難通過變形與管件密封嚴密，后期經冷熱變化多次后接頭部位易漏水，工程應用中不具備可維修性，鋪設安裝及地面裝修中要格外小心；

④廢棄的管材無法回收，不具備環保性。

2.2 耐熱聚乙烯管（PE-RT）

乙烯和辛烯共聚制成的特殊的線型中密度乙烯共聚物，添加適量助劑，經擠出成型的熱塑性加熱管材。它所特有的乙烯主鏈和辛烯短支鏈結構，使之同時具有乙烯優越的韌性、耐應力開裂性能、耐低溫沖擊、杰出的長期耐水壓性能和辛烯的耐熱蠕變性能。其特點如下：

①力學性能好、耐高溫和低溫性能好；

②同時具有熱塑性能，可熱熔連接、較金屬管件機械連接更安全、更可靠；

③具備可維修性，地面裝修中一旦管材打壞，可迅速修復；

④散熱性能好、導熱系數為0.4W/m·K、在供暖應用中可以節約大量能源；

⑤是聚乙烯中現階段唯一不需交聯就可用于熱水管的一個品種；

⑥是新一代安全性、環保性產品。

2.3 鋁塑復合管（XPAP）

內層和外層為交聯聚乙烯或耐高溫聚乙烯，中間層為增強鋁管，層間采用專用熱熔膠，通過擠出成型方法復合成一體的加熱管。根據鋁管焊接方法不同又分為搭接焊和對接焊兩種形式。具有以下特點：

①具有力學性能好，耐熱性能高，耐高溫和低溫性能好及線膨脹系數小等特性；

②沒有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復，只能采用金屬管件機械連接，存在連接密封問題；

③可在95℃溫度，小于1MPa壓力下長期工作，使用壽命達50年；

④其結構為鋁板與聚乙烯復合而成，兩種材質熱膨脹系數相差很大，長期冷熱交替，易造成兩種材質相互脫落，形成管道開裂；

⑤廢棄的管材無法回收。

2.4 無規共聚丙聚烯管（PP-R）

PP-R管是以無規共聚聚丙烯為基料，經改性處理后制成。具有以下特點：

①可采用熱熔、電熔焊接方式連接，連接方便；

②管壁較厚且熱膨脹系數較大，在混凝土地板中暗埋時，需預留安裝槽且不使用管件，管道安裝完畢后混凝土的填充層可吸收管道的線形膨脹；

③不能彎折，彎曲部位必須采用熱熔接頭，漏水的可能性增大、施工復雜度高，且成本加大；

④無盤管，埋地管接頭多，冷熱交替后易漏水，目前使用PPR管進行地暖施工的很少。

2.5 聚丁烯管（PB）

由聚丁烯-1樹脂添加適量助劑，經擠出成型的熱塑性加熱管。聚丁烯（PB）是一種高分子惰性聚合物，由于其分子結構的穩定性，比同是烯烴類材料的聚乙烯和聚丙烯材料性能更加穩定，具有更高的耐熱強度、更高的抗蠕變性能、更好的化學穩定性和抗低溫脆性的特點，適用于高標準要求的建筑熱水及采暖系統。具有以下特點：

①具有耐壓性能高、耐高溫和低溫性能好的特性；

②具有熱塑性能，可以采用加緊、熱熔和電熔焊3種方式，解決裝修過程意外打漏快速安全修復；

③其材料較軟，施工上的疏忽容易造成管材的劃傷和破裂，對系統長期運行留下一定的隱患；

④其導熱系數較其他幾種管材低，因此在地板采暖的使用過程中，將影響熱量的傳遞；

⑤市場上的聚丁烯管材的價格較其他管材高；

⑥PB管具有可回收性，不污染環境。

3 不同地暖塑料管性能比較

3.1 導熱性能

導熱系數（W/m·k）依次為：XPAP（0.45）＞PE-X（0.41）＞PE-RT（0.4）＞PPR（0.25）＞PB（0.22），XPAP的導熱性能雖然也好，但需要解決粘結劑的耐熱和老化問題。

3.2 耐低溫沖擊性能

耐低溫沖擊性能較好管材：PE-X、PE-RT、PB、XPAP；而PP-R的耐低溫沖擊性比較差，冬季施工時管材易受到沖擊而破裂，

3.3 環保性能

環保具備回收管材：PB、PPR、PE-RT；不具備回收性管材：PE-X、XPAP。

3.4 管材連接性能

熱熔連接管材：PB、PPR、PE-RT，具有較高的可靠性；機械管件連接管材：PE-X、XPAP，可靠性不如熱熔法。

3.5 線性膨脹系數（mm/m·K）

由大到小為PE-X（0.2）＞PERT（0.195）＞PPR（0.18）＞PB（0.13）＞XPAP（0.025）。

3.6 經濟性能

價格由高到低為PB＞XPAP＞PERT＞PE-X＞PPR。

4 設計中應注意的問題

上面介紹了幾種塑料管材的特點及性能比較，具體設計時還要遵循以下幾個要點。

①選取適于低溫熱水地板輻射供暖系統管材的使用條件級別。

②根據使用條件級別，查有關標準或廠家資料確定管材許用設計應力。

③計算管系列S 值，S=σD/P。式中：σD為許用設計應力(MPa)；P 為系統工作壓力（MPa）。

④根據環應力σ 不大于許用設計應力σD以及所選管材系列的S 值不大于計算S 值的原則選擇管材系列。環向應力計算公式：σ=P×D/2e。式中：σ 為環向應力（MPa）；P 為系統壓力（MPa）：D 為管徑（mm）；e為管壁厚（mm）。

⑤當計算壁厚過大時，考慮改選其他管材，以節約成本。

5 管材質量鑒別方法

①合格的地暖管材外表光滑，沒有凹凸、氣泡、明顯的色差和雜質，標明地暖管材的型號、規格和品牌，且印字清晰不易脫落。

②合格的地暖管手感細膩、光滑，軟硬程度適中。

③合格的地暖管壁厚標注與實際壁厚一致，且能達到設計要求。有些地暖管標注與實際不一致或達不到設計要求。

④合格的地暖管產品，有檢測報告和質保承諾書。

6 結 語

以上5種管材均可用于地板供暖，其中PPR管因為其無盤管、埋地管有接頭、易漏水、不能彎折等特點，目前很少用于地板供暖。其他四種管材，在實際過程中，應根據工作壓力、工作溫度、投資費用、施工技術條件等情況，經綜合分析比較選擇合適的管材。

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