新型给排水管材的选用与施工技术的探讨

（上海都市建筑设计有限公司，上海市，200071） 李 晖

建筑给水管材主要有低塑性硬聚氯乙烯管（UPVC）、聚丁烯管（PB）、无规共聚聚丙烯管（PPR）、聚乙烯管（PE、PEX）、丙烯酸共聚聚氯乙烯管（AGR）、铝塑复合管、钢塑复合管（钢带增强钢塑复合管、涂塑复合钢管、孔网钢带钢塑复合管、钢丝网骨架钢塑复合管）等。结合新型管材的性能特点，阐述了工程设计中选用管材的基本原则。

1 新型管材产生的意义

在科学技术进步和经济的发展推动下，使得大批新型给水塑料管材及复合材料管材相继涌现，具有绿色、环保、节能、耐温、耐压、耐腐蚀、高抗冲击、刚性好、线膨胀系数小、连接可靠、安装维护方便、管壁薄、内壁光洁、卫生性能好、隔氧性能好、使用寿命长、可回收利用等特点。其中塑料给水管材主要有：硬聚氯乙烯管（UPVC），高密度聚乙烯管（HDPE），交联聚乙烯管（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。复合管材有铝塑复合管、涂塑钢管、钢塑复合管、塑复铜管、孔网钢带塑料复合管等。这些新型给排水管材的出现,用户可以根据用途、功能、性质、规格、档次进行适当的选用。

2 不同管材性能的差异

从材质分析，铝塑管是高密度聚乙烯夹铝而成，聚乙烯的熔点为140℃，因此其长期耐高温性能良好，其配套使用的卡套螺母式和钢套钳压式管件，只要正确安装，可靠程度极高；PE管有结构单一，线膨胀系数大等缺点；PP-R由于聚丙烯本身的分子特性，其耐高温性能差和线膨胀系数大等，PPR长期工作温度不能超过70℃；而其热熔式连接工艺复杂。热塑性塑料给水管路系统的设计工作压力，一般是指输送介质温度为20℃时塑料管材的承压能力。选择冷水管道时，一般以此值作为选择标准，但随着被传输介质温度的升高和塑料给水管路使用年限的增加，其承压能力将逐渐下降，因此选择热塑性塑料管材作热水管时，应考查其在热水温度下的长期承受压力能作为选择标准；复合性管材主要材料仍以热塑性材料为基础，金属材料能增加其刚度和抗拉、抗冲击能力。

2.1 耐温耐压能力

随着被传输介质温度的升高和塑料管路使用年限的增加，热塑性塑料管材的承压能力将逐渐下降，因此选择热塑性塑料管材做热水管时，应考查其在热水温度下的长期承受能力；复合性管材主要材料仍以热塑性材料为基础，温度的变化能改变管道承压能力，故复合材料管道应针对输送冷、热水选择不同管材。

2.2 线膨胀系数

塑料管的线性膨胀系数比金属的线性膨胀系数大得多，其线性变形主要表现在管道轴向方向上的膨胀延长和水平方向上的弯曲，其膨胀量与温差成正比，故对于明装或非埋设型暗装，当直线距离大于20m时，应考虑采用伸缩节或折角自然补偿方式，这是塑料管与金属管的一个最重要的差异。但同时考虑到虽然塑料管的线性膨胀系数是金属管的几至十几倍，但其膨胀力却只有金属管的几十分之一，同时有良好的抗里变性能。故对于卫生间或是室内地板内暗埋敷设的支管，由于受水泥砂浆的摩擦阻力，塑料管线性膨胀会受约束而蠕变为向变化，而不至于使外敷水泥崩裂，故配水支管可传统方式埋设或适当留一定管槽空间；复合管由于材料的膨胀受到金属的约束，线膨胀系数大大降低，但如果金属部份和塑料材料之间接合不紧密，会由于热胀冷缩不均而产生剥落和分层现象，从而影响复合管的整体性能，降低其强度和承压能力。

2.3 导热性能

塑料管的导热率约是钢的1/100，是铜的1/1000，也就是塑料管自身有极好的隔热保温性能。在条件有限的情况下甚至可以不做保温处理，但现行的塑料热水管规程仍以对保温作了一定的规定，如对于主配水干管及回水管、屋面及室外可能结冻的管仍需保温，而对于埋墙地板敷设的配水支管不需考虑。塑料管的保温一般采用PVC/NBR闭孔型橡塑海保温管、高发泡聚乙烯（PE）闭孔型保温管、硬聚氨酯泡沫塑料管和现场喷聚氨基多元脂发泡剂等。

2.4 抗水锤能力

给排水系统中由于阀门启闭，系统压力突然变化而造成水锤现象，严重的水锤现象可导致管材的爆裂和变形。水锤压力的大小与水锤波速有关，水锤波速又与管材的弹性模量和管径、壁厚有关，管材的弹性模量越小、管径越大，壁厚越薄均可使水锤减小。一般各种塑料管的抗水锤能力均低于钢管的抗水锤能力。

2.5 壁厚及管径范围

由于各种管道材料的不同，其在满足同样抗压、耐温和强度条件下，管道壁厚会产生差异，从而引起抗水锤能力、管内径及水力条件不同，一般情况下，壁薄的管材节省材料，管内径大，水力条件好，重量轻，施工安装容易。另外，不同管材因生产工艺、制造成本、使用范围有所不同而管径范围各不相同，在选择管材时应加以注意。

3 管材安装方式的选取

3.1 夹紧式安装

采用卡套（箍）式专用管件连接的给水塑料管有PE-X管，另附用生丝带和白素麻丝、扩管器、搬手等工具连接管材与管件，这种方式因受人力因素影响较大，安装时可能需要反复调试。切割管子时要保证切口平直、整齐、无毛刺，连接时两管端口应平整、无缝隙，沟槽应均匀，卡紧螺栓后管道应平直，卡箍安装方向应一致。另外夹紧式安装用于管材和管件的材质不同时，由于各自的热膨胀系数不同，在冷热水交替使用时可能产生渗漏。

3.2 热熔或电熔连接

采用热熔或电熔连接的给水塑料管有PE管、PP-R管、PB管。应使用厂家提供的专用熔接工具,连接前,应清洁管子接口位置和管件，保证其清洁、干燥、无油，在管子和管件上做出标记，熔合温度要定期检查，确保在正确值，熔合时应防止管件和管子向外滑动，加热后严禁转动，严格遵守保持时间和冷却时间。

3.3 胶粘连接

采用胶粘连接的给水塑料管有管径小于160mm的UPVC管、ABS管。管材、管件和粘胶剂应由同一生产厂家配套供应。在涂刷粘胶剂之前，先用砂纸将粘接表面打毛,并用干布檫净,做到粘接表面不沾有尘埃、水迹、油污,当表面沾有油污时,用棉纱沾丙酮等清洁剂擦净。涂刷粘胶剂时，注意用量,不能过多或过少,否则影响粘接强度，承插口涂刷粘胶剂后，即找准方向将管子轻轻插入承口，插入深度应符合要求，并保证承插接口的直度和接口位置正确。

4 管材用途的区分

4.1 室内给排水分区主干管

室内给排水分区主干管属给排水系统的主要部分，这一部分管道大敷设在屋面保温夹层、吊顶、管道井、管窿内，采用支架固定，无需埋设。管径一般在25-63-80mm范围内，要求有高品质的耐久性、外观持久性、无腐蚀、无结垢、无泄漏、低噪声、卫生、寿命长、安装方便的管材。一般对工作压力要求：冷水20℃、1.0MPa；热水：70℃、1.0MPa，但热水管一般应采用公称压力1.6～2.0MPa的管材和管件。适合这一部分管材的塑料管有：硬聚氯乙烯（UPVC），交联聚乙烯（PEX），聚丙烯（PP-R、PPC），聚丁烯（PB），丙烯晴-丁二烯一苯乙烯（ABS）；复合管材有涂塑钢管、钢塑复合管、孔网钢带塑料复合管。

4.2 卫生间等配水支管

这部分管材管径在16～25mm，一般为埋墙或埋地暗装，接点多。卫生间管道因卫生设备和用户装修标准的不同，安装程序上往往不由建筑施工方一次安装完成，而是用户自行在二次装修中完成这部分管道的安装。由于管道大多暗敷，对管材、管件、安装连接要求较高。适合这一部分管材的塑料管有：高密度聚乙烯（HDPE），交联聚乙烯（PEX），聚丙烯（PP-R、PP-C），聚丁烯（PB）等；复合管材有铝塑复合管、塑复铜管、涂塑钢管等。

4.3 给水引入管及输水管

这类管管径大，要求强度高、耐压好、密封性好、耐腐蚀、水力条件好、抗水锤能力强，安装简易，重量轻、寿命长。管径范围在50～200mm以上，适合这一部分管材有：孔网钢带塑料复合管、ABS、UPVC，涂塑复合管、钢塑复合管。这类管材由于强度及耐压要求高，全塑料的管材为达到要求势必以增加壁厚的方式来达到目的，但同时在耗材、内径、水力条件、重量等方面受到影响。相对来说，复合管在这方面有一定的优势。孔网钢带塑料复合管以冷轧钢带和热塑性塑料为原料，以氩孤对接焊成型的多孔薄壁钢管为增强体，外层和内层双面复合热塑料的一种新型复合压力管材，由于多孔薄壁钢管增强体被包覆在热塑性塑料的连续相中，因此这种复合管具有钢管和塑料管各自的优点，又克服了一般复合管二者结合不紧的不足，具有刚性好，强度大，承压高，重量轻，膨胀量小，导热小，价格低廉的优点，适合于给不引入管，室外给水管和大、中型给水输入管道，同时调整钢带塑料复合管中钢带的厚度和塑料的耐温等级，可造出广泛耐温耐压管材，连接方式采用电热熔。

5 新型给排水管材的施工要求

5.1 施工技术人员的培训

大力加强新型管材的科普教育，促进塑料管材的推广应用；积极开展塑料管道工程应用试点示范工作，组织塑料管材设计、施工安装技术培训，了解相关管材的性质以及提前制定有效的预防措施，提高其技术水平和职业道德素质。再从实际的施工过程中学习，积累工作经验。要求在进行给排水施工的过程中相关人员一定要秉着严谨认真的态度，严格的按照施工的相关规定，遵循其科学性、实践性进行施工。

5.2 加大施工监管力度

在给排水工程施工过程中，需要加大关注力度，安排专门的专业技术人员在现场负责施工，监管人员以认真负责的态度实时的进行监察和管理，使给排水施工过程中按规范操作，保证工程施工质量。

5.3 严格控制工程材料质量

加强质量监控与检测。建筑材料是建筑施工的根本，它影响着工程质量的关键因素，要对施工使用的建材进行严格地检验与审核，严格把住工程材料关，要采购质量合格的材料，并合理正确地存放保管，使建筑工程质量有可靠保障。基础材料也要引起重视，在进行购买材料和选择中必须达到国家标准，从源头杜绝隐患。

5.4 工程设计和计划的必要性

给排水工程要做好合理设计和科学计划，相关施工人员在施工时要按设计图纸和具体计划进行施工，给排水管材的预留孔洞位置达到准确预留，确保管材顺利安装。

6 结论

新型给排水管材在实践应用中不断的优化改进，促进了新产品、新技术、新材料的研发力度。同时，使塑料管材生产不断研发升级，技术、工艺水平不断提高，产品质量安全可靠，也赋予了这种管材更加优异的使用性能。重视新产品的开发和新技术的引进，同时，不断加强新产品的研发力度，使塑料管材的标准也越来越完善，给新型管材的发展和应用带来了更广阔的前景。