塑料管道在采暖系统中的使用

于燕玲 ，古立毅 ，赵卓 ，宗杰

（1.天津天乐国际工程咨询设计有限公司，天津 300202；

2.恩宜珐玛（天津）工程有限公司，天津 300100）

一、前言

随着科学技术的发展以及节约能源意识的增强，塑料管道在在各个领域得到了长足的发展。中国塑料加工工业协会塑料管道专业委员一位官员介绍称，“125”期间，塑料管道生产量增长速度将保持在百分之十左右，保守估计，到2015年，全国塑料管道生产量将接近1200万t，塑料管道在全国各类管道中市场占有率将超过60%。

塑料管道在采暖系统中也得到越来越广泛的应用，随着“以塑代钢”的推广，使塑料管道的优越性在采暖系统中得以充分体现。与传统的金属管道（钢、不锈钢、铁）相比，塑料采暖管具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、易安装维护、使用寿命长、性能与价格比合理、美观，而且由于内表面光滑，大大减少了输送热媒时的能耗。

二、塑料管道在采暖系统中的使用

随着新建居民区分户热计量的要求，以及居室美观等要求，目前采暖系统设计时，每一户都单独布置成一个环路，供回水立管一般布置在楼梯间的管道井中，由于水平系统的管道过门处理比较困难，因此常将管道预埋于地板内。越来越多的预埋管道采用塑料管道，因为它克服了钢管的易腐蚀、连接处渗漏、施工复杂等不利情况，选用适当的塑料管道，在供回水温度95/70℃的条件下，其寿命可达30～50年。塑料管道可根据施工的需要弯曲成型，一般地下埋管不能有接头；并且由于塑料管内壁光滑，在相同的输水能力状况下，管径比较小，可降低建筑成本，减小楼板层厚度；同时，PP-R、PP-B管道可以二次熔焊，因此施工快捷方便。由于地下埋管中没有接头（使用一根管），减少了维修的工作量。

采暖系统可划分为常规采暖和低温地板辐射采暖。常规采暖采用以对流散热为主的散热器，供回水温度一般为95/70℃，地板辐射采暖的供水温度一般不高于60℃，供回水平均温度为40～50℃。因此塑料管道可根据各自不同的正常工作温度、最高工作温度、故障温度划分为5个级别，见下表。

三、用于采暖系统的塑料管道种类及特性

1．塑料管道的种类

目前塑料管道的种类很多，但从塑料管的软化温度、热稳定性和强度等方面考虑，适用于常规采暖和地板辐射采暖系统的塑料管道主要有下列5种：

（1）交联铝塑复合管(XPAP）

交联铝塑复合管的内层和外层均为密度大于0.94g/cm2的聚乙烯或聚乙烯聚合物，中间为增强铝管,每层中间用热熔胶紧密粘合形成一体的管道；用做常规采暖的加热管时，为满足输送95/70℃的高温水，管内、外层均应为交联聚乙烯。

（2）交联聚乙烯管（PE-X）

以密度大于0.94g/cm2的聚乙烯或聚乙烯聚合物，添加适量的助剂，通过化学的或物理的方法，使其线形的大分子交联成三维网状的大分子结构，由此种材料制成的管道。

（3）聚丁烯管（PB）

由聚丁烯-1树脂添加适量的助剂，经挤压成型的热塑性管道。

（4）无规共聚聚丙烯管（PP-R）

以丙烯和适量乙烯的无规共聚物，添加适量的助剂，经挤压成型的热塑性管道。

（5）嵌段共聚聚丙烯管(PP-B）

嵌段共聚聚丙烯管为Ⅱ型聚丙烯管,其柔韧性不如PP-R，但是其耐低温冲击的能力却比PP-R强，因此PP-B管比较适合在北方使用，一般室外温度达到0℃时，管道也不会脆裂。PP-B管比PP-R管便宜，当热媒温度不超过60℃，系统压力小于0.6Mpa时，可以采用PP-B管。

2．塑料管道特性

四、不同塑料管道在工程应用中的对比分析

铝塑复合管按照塑料层PE是否交联，可分为普通铝塑复合管（适用于冷水）和交联铝塑复合管XPAP（用于常规采暖）；在常规采暖中，XPAP得到广泛使用，这是由于与其它塑料管道相比，其耐压能力高；工作温度高；使用寿命长；阻气性能好，氧气渗透率几乎为零，避免或减少了塑料管道的降解作用，所以在塑料管道明装时大量采用XPAP。在安装时，XPAP管道还具有易弯曲、不反弹的特点。但其价格较PE-X、PP-R等管道高；由于XPAP和PE-X均不能二次熔焊，故一般采用机械卡式连接。此种接头在热胀冷缩时易产生拉拔作用，常会引起渗漏。

纯PE管经过交联得到PE-X管,有三种交联方式：辐射交联、过氧化物交联、硅烷交联（最常用）。PE-X的线性膨胀系数为镀锌钢管的好几倍，安装时应留有伸缩空间，必要时使用膨胀伸缩节补偿；若供水温度过高，不仅塑料管道加剧老化，而且管道环向膨胀可能对地板结构造成破坏；与其它塑料管道相比，它被更广泛应用于低温地板辐射采暖工程中。

聚丙烯管道中的PP-R、PP-B同PE-X的特性相似，能进行低温热水的输送，其加工比PE-X容易；且PP-R可用来制造管径大于110m m的管道，这是PP-X与XPAP都难以做到的，其刚性比PE-X和XPAP都强。PP-R和PP-B最大的特点是连接管件或管段时，可采用热熔焊接，在水温不超过60℃，压力1Mpa的情况下，其使用寿命可达50年。

聚丁烯P B管道具有独特的抗蠕变性能，这为管道提供了额外的安全系数，它在化学性质上不活泼，能抗细菌、藻类、霉菌等，因此，可做地下埋管使用，其许用应力为8Mpa，使用范围为95℃以下。

五、综述

综上所述，塑料管道在采暖系统中的应用促进了采暖事业的发展，塑料管逐步替代金属管道也是科技发展的必然结果。目前国内和国际的塑料管道市场巨大，但相比欧美等国家，在标准体系的完善、施工安装的规范化、第三方实验室监管的方面，尚有不小的差距。我国塑料管道在供热系统中的应用还处于起步阶段，具体的专业产品规范和标准尚不完备，各厂家产品质量良莠不一；而且部分设计、施工和运行管理人员对塑料管道的特性尚缺乏了解。因此，应加强有关塑料管道的研究开发和相关规范的制订工作，同时加大交流和宣传力度，使塑料管道在采暖系统中发挥更大的作用。

地面辐射供暖技术规程（JGJ 142-2004）

低温热水地板辐射采暖应用技术规程 .DBJ/T01-49-2000(北京市标准）

天津市集中供热住宅计量供热设计规程（DB 29-26-2008）

孙默君.三型聚丙烯管(PP-R管）.化学建材.1999.9