建筑給排水工程中管道的選用與分析

莊小虎

（廈門海投建設咨詢有限公司，福建 廈門 361000）

在建筑工程體系中，建筑內部給水管線的作用價值非常高。在具體使用期間，不但要確保管道管材的可靠性，還應當避免水源運輸遭受二次污染。在部分管道施工中，由于受到技術條件影響，工程師未能正確認知管道管材相關問題，所以在新型建筑施工期間，應當高度關注給水管材相關問題。建筑工程施工建設期間，給排水管道的工程造價占比約為總造價的3%，如果工程管材選擇不合理，將會出現較大經濟損失[1]。對現代建筑給排水管材的性能與價格進行比較，能夠降低給排水管材投資的經濟損失。該文主要圍繞建筑給排水工程管道選用展開研究，希望能夠對建筑工程管材選用提供參考價值。

1 建筑給排水系統管道材質分類

1.1 金屬管

金屬管道堅硬穩固，機械強度、抗壓性能、抗震性能及抗滲性能顯著。管道內壁平整光滑，水流阻力小。金屬管道節段長、接頭少，接口簡便，施工難度小。但是金屬管道也存在缺陷與不足，氧化反應強，污染水源；化學耐腐蝕性弱，金屬表層易脫落，對管材使用影響較大。由于金屬管材質量高，并且造價成本高，大熱系數也比較強，管材無法有效抵抗地下水及酸堿腐蝕，因此需要對管材內壁和外壁做好防腐處理。

1.2 塑料管

塑料管由樹脂、添加劑熔融加工合成，具備穩定的化學性質，不會受到介質與土壤影響，耐腐蝕性強，并且導熱系數低。圖1為塑料管道的安裝示意圖。管道內壁平整光滑，具備良好的水力性能，積垢量少，便于安裝和運輸。此外，塑料管道的冷彎性能良好，能夠進行盤管操作，以此減少管道接頭數量，加強管道密封性。但是塑料管材也存在缺陷，抗壓能力、阻燃性不足，并且容易受壓變形。管材燃燒后釋放煙霧和有毒氣體，熱膨脹系數高，隔聲性與隔熱性不足，極易老化破損。

1.3 復合管

復合管構成包括保護層與支撐層，不但具備金屬管材的強度剛性優勢，而且具備非金屬管材的耐腐蝕優勢。例如鋁塑復合管，不僅具備金屬管隔音性能，內壁平整光滑，積垢少，流體阻力低，而且還具備塑料管材的耐腐蝕性能。但是復合管材也存在不足與缺陷，由于不同材質熱膨脹系數差別大，當介質溫度、環境溫度變化明顯時，不僅會導致管道脫開、降低管道質量，還會導致管材連接部位不穩定，脫落隱患大。

圖1 塑料管道的安裝示意圖

2 建筑給排水管材選用原則

2.1 管道衛生原則

在現代社會發展過程中，人們開始注重健康安全的生活理念，對于生活飲用水水質、給排水管道安全性的關注度不斷提升。一般所應用的金屬管材，當鍍鋅鋼管內鐵元素和空氣、水內部氧氣發生化學反應，給水管道內部極易產生鐵銹。鐵銹產物內含有大量微生物，對給排水管道內部水源造成污染影響，當人們飲用受污染的水源后，身體健康會受到嚴重威脅。對于室外排污管道來說，當管道耐久性或抗壓性較弱時，將會導致管道出現斷裂和破損問題，不僅對管道排污性能影響較大，還會對生態環境造成破壞影響。

2.2 給排水管道性能

在選擇給排水管道性能時，應當考慮到以下3個方面的問題：1）在額定使用溫度與壓力條件下，機械強度要滿足標準要求。2）管道管材對管內流動液體需要具備耐老化、減震與防腐蝕效果。3）管道性能應當包括節能環保效益。在經濟快速發展的過程中，人們的生活水平得到了相應的提升，建筑項目對于環境質量、家裝質量及美觀性要求增加，該要求體現在建筑施工建設中表現為城市與家庭給排水性能與質量要求提升。建筑工程所用給排水存在性能或質量問題時，使用期間就會出現滲漏水問題，盡管滲漏水所致直接損失影響小，但是會增加間接經濟損失。特別是建筑暗裝給排水管道，出現水滲漏問題后，需要破除施工，鑿開封閉水管的地面或墻體材料，修復后覆蓋新材料[2]。當暗敷給排水管道出現滲漏水問題后，不僅會增加人力物力浪費，還會導致人們生活不便，因此必須按照使用場景，合理選擇管道管材。

2.3 成本原則

在選擇給排水管道管材時，不同管材價格差距較小時，優先選擇性能高、衛生、便于安裝操作的管道。在同等性能下，優先選擇成本低廉的管道。在選擇給排水管材時，最理想的管材應該具備性能良好、價格低廉、安裝檢修操作簡便的優點。需要注意的是，給排水管道管材選取時，還應當注重施工因素。選擇安裝難度小的管道，能夠更好地配合土建工程和裝修工程，加快施工建設進度，減少返修率，降低施工造價成本。

3 給水管材選擇的影響因素

給水管材選擇的影響因素主要包括以下4點：1）國家政策與技術標準：各施工單位開展設計、施工與驗收時，都必須遵循國家相關政策與技術標準。所以，給排水管道工程設計，也應當遵循國家標準規定，選擇適宜的管材。2）管材使用地點與敷設方式：管材在某地區的適用性不僅與管材特性有關，同時還受到地區地理環境、資源特點、工程特點等因素影響。建筑物不同的功能與性質、驗收標準，對管材選用的影響也比較大。例如我國南北方地區，冰凍深度差異大，導致室外管道埋設差異大，因此對于同一室外管材，具體選用類型不同。3）管件連接方式。在選擇管材時，不注重管件配套與配件性能。在設計期間，也沒有加大重視度，導致關鍵連接配套選用問題突出，相應增加了工程建設投資、建設難點。多數企業無法配置關鍵生產設備，導致施工企業存在較多不便問題。即使可以應用其他企業生產的管件，也無法匹配所選管件。例如在安裝預應力混凝土管件時，應用鋼管作為彎頭連接。安裝閘閥時，需要采用鋼管連接方式。在設計期間，如果不注重鋼管的內部與外部防腐，將會嚴重影響管道安全性與使用壽命。4）管材性價比：在管材滿足使用需求時，價格屬于決定性因素。管材技術性、經濟性的特點，會受到管材特性、生產難易度的影響。例如不銹鋼管材、銅管材的生產價格昂貴，盡管管材性能顯著，但是無法實現推廣應用。

4 建筑給排水工程中的管道選用

給排水管道管材的多樣化為建筑工程給排水設計及施工帶來諸多便利。然而不同給水管材的性能、尺寸、安裝技術工藝的特點不同，因此適用范圍也不同。在給排水系統中，不同管道的安裝位置不同，因此施工安裝的特點差異大，所以給排水工程管道選用主要涉及室內給水分區、衛生間給水區、給水引入管等，具體分析如下。

4.1 室內給水分區主干管選用

在給排水系統中，室內給水主干管屬于重要組成，包含分區內立管與橫干管。該類管道多敷設在屋面夾層、保溫層、管道井和吊頂內，應用支架固定穩固，無需埋設操作。如圖2所示。室內主干管管徑通常為25 mm～80 mm，對于管材持久性、耐久性、腐蝕性能要求較高，并且確保管材無泄漏、無結垢、低噪聲，便于安裝操作與檢修維護。主干管工作壓力要求如下：熱水溫度70 ℃，壓力為1 MPa；冷水溫度20 ℃，壓力1 MPa。熱水管道的公稱壓力應當滿足1.6 MPa～2 MPa標準，因此在施工期間，應當確保一次性安裝，以此確保給排水主干管的運行性能。

圖2 室內給排水系統

室內主干管管材可以選用塑料管，材質包括丙烯腈-丁二烯乙苯乙烯、聚丁烯、聚丙烯、硬聚氯乙烯等；也可以選用復合管材，包括鋼塑復合管、涂塑鋼管、鋼帶塑復合管等。硬聚氯乙烯管材成本低廉，便于安裝操作，但是在具體應用時，涉及到硬聚氯乙烯單體與添加劑，因此在應用期間，必須確保管道管材含鉛量小于0.05 mg，滿足生活飲用水標準。聚丁烯管材的高溫耐久性良好，并且性質穩定。在低溫條件下，抗脆裂性能、抗紫外線、抗蠕變性能、抗沖擊性能顯著，質量輕巧，具備較高的水力條件與伸縮性能。聚丁烯管材的安裝連接方式多，可以應用到不同環境條件下，再生性強，屬于適應性良好的管材。然而我國缺乏聚丁烯樹脂原料，因此多依賴于進口，成本造價高。聚丙烯管具備良好的耐溫性能、耐腐蝕性能，強度高，無毒害，可以應用熱熔連接方式，然而會受到管道壁厚影響。。交聯聚乙烯管具備良好的抗蠕變性能、耐溫性能與耐腐蝕性能，強度高，無毒害。在施工過程中，由于缺乏同材質管材，因此連接到金屬管件上，來保證管道安裝質量。鋼塑復合管具備較高強度，包括聚乙烯層、熱熔膠層和不銹鋼帶層等多重結構，在低溫條件下的耐沖擊性能顯著，不會出現破損問題。圖3為鋼帶塑復合管結構圖。管道無添加劑，色彩持久，管件管材必須應用同等塑料合金材料，以此延長黏結固化時間。相比于鋼塑復合管，涂塑管道在安裝操作、衛生質量和成本造價等方面具備顯著優勢[3]。上述管道管材中，鋁塑復合管、聚丙烯管、聚丁烯管可以應用于冷水、熱水輸送；鋼塑復合管、硬度聚乙烯管只能應用于冷水輸送中。

圖3 鋼帶塑復合管結構圖

4.2 衛生間分區配水支管

對于衛生間分區管道管材來說，管徑滿足16 mm～25 mm標準，通常為埋地暗裝或者埋墻暗裝，接點比較多。衛生間管道由于裝修標準及衛生設備不同，安裝程序并非由施工方一次安裝，而是用戶二次裝修時，再安裝管道。由于衛生間分區管道多為暗敷法，因此對于管件管材的安裝連接要求高。然而由于受到管材市場質量、安裝人員技術水平影響，導致衛生間管道問題頻發，對住戶生活質量造成了極大的影響，所以成為給排水工程管道管材的處理難題。

衛生間分區配水支管的適用塑料管材如下：交聯聚乙烯管、高密度聚乙烯管、聚丁烯管和聚丙烯管。復合管材包括涂塑鋼管、塑復鋼管、鋁塑復合管。由于聚丁烯和聚丙烯管材性能優越，因此多應用于衛生間管道中。由于用戶分散購買管材，無法形成規模化，再加上施工人員崗前培訓不到位，因此對于管道管材的應用限制比較大。銷售商應當提供配套服務，以此確保管道管材的安裝質量。鋁塑復合管和交聯聚乙烯管彎曲度大，無反彈，并且切割便利，因此被廣泛應用到衛生間分區管道施工中。在安裝施工操作時，應當注意以下2點問題：1）管材和管件應用夾緊安裝法極易受到人為操作影響，無法確保安裝緊固性。2）管材強度不足，在施工中必須注重受壓變形問題，以免對管道水力條件及流量造成影響。部分地區給排水管道開始應用復合管材-塑復銅管，將塑料套在銅管上，不僅具備銅管優勢，又具備保溫性能，屬于安全性與耐久性均比較高的衛生管材，但是該種管道管材的價格高昂。涂塑鋼管具備鋼管性能優勢，可以確保供水水質，但是無法作為熱水管道管材。

4.3 給水引入管、室外給水管/輸水管

該類管道的管徑較大，一般為50 m～200 mm對耐壓性能、強度、耐腐蝕性、密封性要求高，并且具備良好的水力條件和抗水錘能力，便于安裝，使用壽命長。適用于給水引入管、室外給水管/輸水管的管材如下：硬聚乙烯管、鋼帶塑管、涂塑復合管以及鋼塑復合管。上述管材耐壓性與強度要求高。全塑管材為了滿足熱需求，應當加大壁厚，但是在應用期間，極易受到水力條件、管內徑、耗材等因素影響，因此復合管應用優勢顯著。鋼帶塑復合管原料為冷軋鋼帶、熱塑性塑料，使用弧焊對接成型，以此合成增強體，內層與外層均具備復合熱塑料，屬于新型復合壓力管材。在熱塑性塑料連續箱中，包裹薄壁鋼管增強體，，所以該類復合管具備塑料管和鋼管優勢，能夠消除復合管連接不嚴密問題，強度與剛性高，膨脹系數低、承壓性能與導熱性能顯著，成本低廉，可以應用于不引入管、室外給水管與給水輸入管道中。通過對鋼帶厚度與塑料耐溫等級進行調整，能夠加強管道的耐壓耐溫性能。但是此種復合管材也存在應用缺陷，當出現外力損傷和超壓問題時，會增加修復難度，彎曲度不及鋼管，需要應用多角度管件彌補。涂塑鋼管具備鋼管與塑料管優勢，然而管材主要為鋼管，價格高于鋼帶復合管材。

5 結語

綜上所述，在建筑項目給排水工程施工過程中，必須注重管道管材的選擇問題。在管材選型時，應當確保其滿足應用要求，便于施工操作與安裝，并且管道管材性價比高，不會對生態環境造成破壞影響。在工程建設施工過程中，技術人員應當全面了解管道管材性能特點，選擇適應建筑給排水工程建造的管道管材。此外，隨著管道管材制造工藝的優化發展，能夠明顯提升管材綜合性能，在未來發展中，也可以研制出較多新型給排水管道管材，全面維護建筑給排水工程施工質量與安全。