新型給排水管材的選用與施工技術的探討

（上海都市建筑設計有限公司，上海市，200071） 李 暉

建筑給水管材主要有低塑性硬聚氯乙烯管（UPVC）、聚丁烯管（PB）、無規共聚聚丙烯管（PPR）、聚乙烯管（PE、PEX）、丙烯酸共聚聚氯乙烯管（AGR）、鋁塑復合管、鋼塑復合管（鋼帶增強鋼塑復合管、涂塑復合鋼管、孔網鋼帶鋼塑復合管、鋼絲網骨架鋼塑復合管）等。結合新型管材的性能特點，闡述了工程設計中選用管材的基本原則。

1 新型管材產生的意義

在科學技術進步和經濟的發展推動下，使得大批新型給水塑料管材及復合材料管材相繼涌現，具有綠色、環保、節能、耐溫、耐壓、耐腐蝕、高抗沖擊、剛性好、線膨脹系數小、連接可靠、安裝維護方便、管壁薄、內壁光潔、衛生性能好、隔氧性能好、使用壽命長、可回收利用等特點。其中塑料給水管材主要有：硬聚氯乙烯管（UPVC），高密度聚乙烯管（HDPE），交聯聚乙烯管（PEX），聚丙烯管（PP-R、PP-C），聚丁烯管（PB），丙烯睛丁二烯-苯乙烯管（ABS），氯化聚氯乙烯管（CPVC）等。復合管材有鋁塑復合管、涂塑鋼管、鋼塑復合管、塑復銅管、孔網鋼帶塑料復合管等。這些新型給排水管材的出現,用戶可以根據用途、功能、性質、規格、檔次進行適當的選用。

2 不同管材性能的差異

從材質分析，鋁塑管是高密度聚乙烯夾鋁而成，聚乙烯的熔點為140℃，因此其長期耐高溫性能良好，其配套使用的卡套螺母式和鋼套鉗壓式管件，只要正確安裝，可靠程度極高；PE管有結構單一，線膨脹系數大等缺點；PP-R由于聚丙烯本身的分子特性，其耐高溫性能差和線膨脹系數大等，PPR長期工作溫度不能超過70℃；而其熱熔式連接工藝復雜。熱塑性塑料給水管路系統的設計工作壓力，一般是指輸送介質溫度為20℃時塑料管材的承壓能力。選擇冷水管道時，一般以此值作為選擇標準，但隨著被傳輸介質溫度的升高和塑料給水管路使用年限的增加，其承壓能力將逐漸下降，因此選擇熱塑性塑料管材作熱水管時，應考查其在熱水溫度下的長期承受壓力能作為選擇標準；復合性管材主要材料仍以熱塑性材料為基礎，金屬材料能增加其剛度和抗拉、抗沖擊能力。

2.1 耐溫耐壓能力

隨著被傳輸介質溫度的升高和塑料管路使用年限的增加，熱塑性塑料管材的承壓能力將逐漸下降，因此選擇熱塑性塑料管材做熱水管時，應考查其在熱水溫度下的長期承受能力；復合性管材主要材料仍以熱塑性材料為基礎，溫度的變化能改變管道承壓能力，故復合材料管道應針對輸送冷、熱水選擇不同管材。

2.2 線膨脹系數

塑料管的線性膨脹系數比金屬的線性膨脹系數大得多，其線性變形主要表現在管道軸向方向上的膨脹延長和水平方向上的彎曲，其膨脹量與溫差成正比，故對于明裝或非埋設型暗裝，當直線距離大于20m時，應考慮采用伸縮節或折角自然補償方式，這是塑料管與金屬管的一個最重要的差異。但同時考慮到雖然塑料管的線性膨脹系數是金屬管的幾至十幾倍，但其膨脹力卻只有金屬管的幾十分之一，同時有良好的抗里變性能。故對于衛生間或是室內地板內暗埋敷設的支管，由于受水泥砂漿的摩擦阻力，塑料管線性膨脹會受約束而蠕變為向變化，而不至于使外敷水泥崩裂，故配水支管可傳統方式埋設或適當留一定管槽空間；復合管由于材料的膨脹受到金屬的約束，線膨脹系數大大降低，但如果金屬部份和塑料材料之間接合不緊密，會由于熱脹冷縮不均而產生剝落和分層現象，從而影響復合管的整體性能，降低其強度和承壓能力。

2.3 導熱性能

塑料管的導熱率約是鋼的1/100，是銅的1/1000，也就是塑料管自身有極好的隔熱保溫性能。在條件有限的情況下甚至可以不做保溫處理，但現行的塑料熱水管規程仍以對保溫作了一定的規定，如對于主配水干管及回水管、屋面及室外可能結凍的管仍需保溫，而對于埋墻地板敷設的配水支管不需考慮。塑料管的保溫一般采用PVC/NBR閉孔型橡塑海保溫管、高發泡聚乙烯（PE）閉孔型保溫管、硬聚氨酯泡沫塑料管和現場噴聚氨基多元脂發泡劑等。

2.4 抗水錘能力

給排水系統中由于閥門啟閉，系統壓力突然變化而造成水錘現象，嚴重的水錘現象可導致管材的爆裂和變形。水錘壓力的大小與水錘波速有關，水錘波速又與管材的彈性模量和管徑、壁厚有關，管材的彈性模量越小、管徑越大，壁厚越薄均可使水錘減小。一般各種塑料管的抗水錘能力均低于鋼管的抗水錘能力。

2.5 壁厚及管徑范圍

由于各種管道材料的不同，其在滿足同樣抗壓、耐溫和強度條件下，管道壁厚會產生差異，從而引起抗水錘能力、管內徑及水力條件不同，一般情況下，壁薄的管材節省材料，管內徑大，水力條件好，重量輕，施工安裝容易。另外，不同管材因生產工藝、制造成本、使用范圍有所不同而管徑范圍各不相同，在選擇管材時應加以注意。

3 管材安裝方式的選取

3.1 夾緊式安裝

采用卡套（箍）式專用管件連接的給水塑料管有PE-X管，另附用生絲帶和白素麻絲、擴管器、搬手等工具連接管材與管件，這種方式因受人力因素影響較大，安裝時可能需要反復調試。切割管子時要保證切口平直、整齊、無毛刺，連接時兩管端口應平整、無縫隙，溝槽應均勻，卡緊螺栓后管道應平直，卡箍安裝方向應一致。另外夾緊式安裝用于管材和管件的材質不同時，由于各自的熱膨脹系數不同，在冷熱水交替使用時可能產生滲漏。

3.2 熱熔或電熔連接

采用熱熔或電熔連接的給水塑料管有PE管、PP-R管、PB管。應使用廠家提供的專用熔接工具,連接前,應清潔管子接口位置和管件，保證其清潔、干燥、無油，在管子和管件上做出標記，熔合溫度要定期檢查，確保在正確值，熔合時應防止管件和管子向外滑動，加熱后嚴禁轉動，嚴格遵守保持時間和冷卻時間。

3.3 膠粘連接

采用膠粘連接的給水塑料管有管徑小于160mm的UPVC管、ABS管。管材、管件和粘膠劑應由同一生產廠家配套供應。在涂刷粘膠劑之前，先用砂紙將粘接表面打毛,并用干布檫凈,做到粘接表面不沾有塵埃、水跡、油污,當表面沾有油污時,用棉紗沾丙酮等清潔劑擦凈。涂刷粘膠劑時，注意用量,不能過多或過少,否則影響粘接強度，承插口涂刷粘膠劑后，即找準方向將管子輕輕插入承口，插入深度應符合要求，并保證承插接口的直度和接口位置正確。

4 管材用途的區分

4.1 室內給排水分區主干管

室內給排水分區主干管屬給排水系統的主要部分，這一部分管道大敷設在屋面保溫夾層、吊頂、管道井、管窿內，采用支架固定，無需埋設。管徑一般在25-63-80mm范圍內，要求有高品質的耐久性、外觀持久性、無腐蝕、無結垢、無泄漏、低噪聲、衛生、壽命長、安裝方便的管材。一般對工作壓力要求：冷水20℃、1.0MPa；熱水：70℃、1.0MPa，但熱水管一般應采用公稱壓力1.6～2.0MPa的管材和管件。適合這一部分管材的塑料管有：硬聚氯乙烯（UPVC），交聯聚乙烯（PEX），聚丙烯（PP-R、PPC），聚丁烯（PB），丙烯晴-丁二烯一苯乙烯（ABS）；復合管材有涂塑鋼管、鋼塑復合管、孔網鋼帶塑料復合管。

4.2 衛生間等配水支管

這部分管材管徑在16～25mm，一般為埋墻或埋地暗裝，接點多。衛生間管道因衛生設備和用戶裝修標準的不同，安裝程序上往往不由建筑施工方一次安裝完成，而是用戶自行在二次裝修中完成這部分管道的安裝。由于管道大多暗敷，對管材、管件、安裝連接要求較高。適合這一部分管材的塑料管有：高密度聚乙烯（HDPE），交聯聚乙烯（PEX），聚丙烯（PP-R、PP-C），聚丁烯（PB）等；復合管材有鋁塑復合管、塑復銅管、涂塑鋼管等。

4.3 給水引入管及輸水管

這類管管徑大，要求強度高、耐壓好、密封性好、耐腐蝕、水力條件好、抗水錘能力強，安裝簡易，重量輕、壽命長。管徑范圍在50～200mm以上，適合這一部分管材有：孔網鋼帶塑料復合管、ABS、UPVC，涂塑復合管、鋼塑復合管。這類管材由于強度及耐壓要求高，全塑料的管材為達到要求勢必以增加壁厚的方式來達到目的，但同時在耗材、內徑、水力條件、重量等方面受到影響。相對來說，復合管在這方面有一定的優勢。孔網鋼帶塑料復合管以冷軋鋼帶和熱塑性塑料為原料，以氬孤對接焊成型的多孔薄壁鋼管為增強體，外層和內層雙面復合熱塑料的一種新型復合壓力管材，由于多孔薄壁鋼管增強體被包覆在熱塑性塑料的連續相中，因此這種復合管具有鋼管和塑料管各自的優點，又克服了一般復合管二者結合不緊的不足，具有剛性好，強度大，承壓高，重量輕，膨脹量小，導熱小，價格低廉的優點，適合于給不引入管，室外給水管和大、中型給水輸入管道，同時調整鋼帶塑料復合管中鋼帶的厚度和塑料的耐溫等級，可造出廣泛耐溫耐壓管材，連接方式采用電熱熔。

5 新型給排水管材的施工要求

5.1 施工技術人員的培訓

大力加強新型管材的科普教育，促進塑料管材的推廣應用；積極開展塑料管道工程應用試點示范工作，組織塑料管材設計、施工安裝技術培訓，了解相關管材的性質以及提前制定有效的預防措施，提高其技術水平和職業道德素質。再從實際的施工過程中學習，積累工作經驗。要求在進行給排水施工的過程中相關人員一定要秉著嚴謹認真的態度，嚴格的按照施工的相關規定，遵循其科學性、實踐性進行施工。

5.2 加大施工監管力度

在給排水工程施工過程中，需要加大關注力度，安排專門的專業技術人員在現場負責施工，監管人員以認真負責的態度實時的進行監察和管理，使給排水施工過程中按規范操作，保證工程施工質量。

5.3 嚴格控制工程材料質量

加強質量監控與檢測。建筑材料是建筑施工的根本，它影響著工程質量的關鍵因素，要對施工使用的建材進行嚴格地檢驗與審核，嚴格把住工程材料關，要采購質量合格的材料，并合理正確地存放保管，使建筑工程質量有可靠保障。基礎材料也要引起重視，在進行購買材料和選擇中必須達到國家標準，從源頭杜絕隱患。

5.4 工程設計和計劃的必要性

給排水工程要做好合理設計和科學計劃，相關施工人員在施工時要按設計圖紙和具體計劃進行施工，給排水管材的預留孔洞位置達到準確預留，確保管材順利安裝。

6 結論

新型給排水管材在實踐應用中不斷的優化改進，促進了新產品、新技術、新材料的研發力度。同時，使塑料管材生產不斷研發升級，技術、工藝水平不斷提高，產品質量安全可靠，也賦予了這種管材更加優異的使用性能。重視新產品的開發和新技術的引進，同時，不斷加強新產品的研發力度，使塑料管材的標準也越來越完善，給新型管材的發展和應用帶來了更廣闊的前景。