浅谈氯化聚氯乙烯（PVC-C）管在机电装配式建筑中的应用

韩玉伟，赵鹏，李成建，马静

（中建八局第二建设有限公司设计研究院，山东 济南 250000）

1 前言

我国现行的2014版《消防给水及消火栓系统技术规范》中规定，室内外架空管道应采用热浸锌镀锌钢管等金属管材；仅在埋地管道中允许采用塑料管材，架空管道不推荐使用塑料管材。2017年修订的《自动喷水灭火系统设计规范》中，其8.0.2条规定“配水管道可采用内外壁热镀锌钢管、涂覆钢管、铜管、不锈钢管和氯化聚氯乙烯(PVC-C)管。”其中推荐使用的PVC-C管，成为消防给水领域架空敷设管道里唯一一种非金属管材。

美国消防协会标准NFPA13《自动喷水灭火系统安装标准》（2007年版）规定，在轻危险级和房间面积不超过37m2的中危险级场所，公称外径不超过80mm的配水管道可采用PVC-C管；英国标准《固定式灭火系统-自动喷水灭火系统-设计、安装和维护》BS EN12845规定，轻危险级和中危险级的湿式自喷系统，如办公楼、零售商店、百货公司等，可采用PVC-C管，但不能应用于严重危险级。我国现行的《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017也对PVC-C管的应用范围进项了严格限定：采用PVC-C管材及管件时，设置场所的火灾危险等级应为轻危险级或中危险级Ⅰ级，系统应为湿式系统，并采用快速响应洒水喷头，应用于公称直径不超过DN80的配水管及配水支管，且不应穿越防火分区；当设置在有吊顶场所时，吊顶内应无其他可燃物，吊顶材料应为不燃或难燃装修材料；当设置在无吊顶场所时，该场所应为轻危险级场所，顶板应为水平、光滑顶板，且喷头溅水盘与顶板的距离不应大于100mm。国内外的设计规范均对PVC-C管的应用范围进行了相对严格的限制，但随着PVC-C管优良性能的不断挖掘，该管材在消防给水领域的应用存在更高的研究和推广价值。

2 工程条件

依托树兰（济南）国际医院项目，PVC-C管应用于1#感染楼自动喷水灭火系统中的配水管道。感染楼建筑面积10331.15㎡,建筑高度26.9m，地上6层，为一类高层公建，主要功能为传染病门诊和病房。本项目为全过程EPC总承包项目，采用设计-采购-施工一体化模式，感染楼作为本项目机电装配式的示范单体，在设计阶段采用全专业BIM正向设计，为实施机电装配式提供了良好的基础条件；在施工中采用装配式支吊架、抗震支吊架、装配式走廊、装配式空调机房等各类机电装配式技术，机电全部构件在工厂预制，组成模块化，运输到施工现场，现场直接拼装。感染楼内机电管线繁多且复杂，各机电专业交叉作业多，对机电各专业尝试应用新技术、新材料、新工艺提供了更多可能，也对机电安装提出更高要求。

感染楼中自动喷水灭火系统为湿式系统，中危险级Ⅰ级，采用快速响应洒水喷头，喷头公称动作温度不超过68℃，应用范围为设置吊顶的场所内不超过DN80的配水管及配水支管。吊顶内确保无其他可燃物，吊顶材料应为A级不燃或B1级难燃装修材料。PVC-C管的应用范围和条件满足《自动喷水灭火系统设计规范》的要求。

3 管道性能对比

《自动喷水灭火系统设计规范》规定：配水管道可采用内外壁热镀锌钢管、涂覆钢管、铜管、不锈钢管和氯化聚氯乙烯(PVC-C)管。对不同管道的性能特性特性进行对比发现，内外壁热镀锌钢管价格适中、应用广泛、施工技术成熟，管道的承压能力和防火性能较高，是目前工程中应用最多的管材，但该管道容易锈蚀，且使用寿命短。一般情况下，建筑主体的设计年限要远高于金属管道的使用寿命，一旦需要更换消防给水管道，会对建筑内部装饰造成很大破坏，改造成本很高，施工更为困难。铜管质量及性能优越，但价格昂贵，在消防给水中应用相对较少。不锈钢管承压能力比普通内外壁热镀锌钢管更强，但价格较高，且规范规定不宜采用焊接，也导致其安装要求提高。

PVC-C管具有良好的耐高温、耐腐蚀性能，具有优越的可塑性，加工型和成型性良好、具有一定的承压能力，早期主要应用于冷热水管道系统和工业系统，随着生产工艺的提升，PVC-C管优越的耐火防火性能的特性得以挖掘，具有优异的阻燃自熄性，燃烧能力差，火焰扩散慢，且有抑烟性。相比金属管道，塑料管道重量轻，切割方便，在大规模管道施工中具有更多的便利性和灵活性（表1）。

表1 管材性能的综合比较表

4 管道与喷头、管件连接

（1）自喷配水管道与洒水喷头之间采用消防洒水软管连接，消防洒水软管的长度不超过1.8m。消防洒水软管连接是用于连接喷头与配水支管或短立管之间的管道，相比金属管道，洒水软管连接具有安装快速、连接便捷，具有防震、防错位功能等优点，方便调整喷头的安装高度和布置间距，可根据装饰吊顶形式，快速追位，确保与装饰吊顶的完满结合。同时洒水软管连接可以防止由于建筑物等受到地震等强大振动或冲击时使消防系统管道开裂或造成消防系统的崩溃的风险。

消防洒水软管分为波纹管型和编织网型两种，最大的工作压力1.6MPa，最高工作环境为107℃，进水口采用DN25外螺纹，出水口采用DN20内螺纹，最大可连接流量系数K=202的喷头，本工程中喷头均为K=80的喷头。洒水软管连接有效的降低了工作强度和难度系数，对于缩短安装工期有很显著的优势。

（2）PVC-C管材、管件采用粘接连接。PVC-C管材、管件与其他材质管材、管件之间可采用螺纹、法兰或沟槽式连接件(卡箍)连接。与法兰式管道、阀门及管件的连接，采用PVC-C法兰与其他材质法兰对接连接；与螺纹式管道、阀门及管件的连接采用内丝接头的注塑管件螺纹连接；与沟槽式（卡箍）管道、阀门及管件的连接，采用沟槽（卡箍）注塑管件连接。

PVC-C管需要采用与之配套的支架和吊架。PVC-C管件采用与管道材质相同的材料注塑成型，其压力等级不小于管道的压力等级。与管材配套的连接管件、粘接剂、橡胶密封圈及其他带有金属嵌件的管件等，全部由同一生产企业配套供应。

5 应用效果

PVC-C管材在本项目施工中起到了较为显著的良好效果。其材质轻便，安装便捷、连接快速，维护成本较低，具有较大的容错性，极大减轻了现场施工人员的工作负荷，并缩短了工期，能够在一定程度上提高消防给水管道的安装质量、保障吊顶装饰效果、提高EPC项目的经济收益。

6 PVC-C管的局限性

PVC-C管虽然有着诸多优势，但在实际应用中，特别是在消防给水领域，仍然存在一定缺陷：

（1）工程设计规范对PVC-C管的应用条件、使用范围做了较为严格的限制，一般仅适用于轻危险或中危Ⅰ级的湿式系统中小于DN80的配水管道中，且需设置在有吊顶区域，这在一定程度上限制了PVC-C管材在消防给水领域的推广。

（2）PVC-C管在消防给水领域尚缺少成熟或较大规模的工程应用实例，其安装质量和在实际火灾中的安全可靠性，仍需要时间和工程实例的检验。

（3）塑料管材市场门槛较低，产品质量良莠不齐，部分产品质量很差，不满足消防给水的最低使用标准，国内对PVC-C管等塑料管材的管道损伤失效机理、可靠性评价、管道检查评估方法等方面仍不完善，这会严重阻碍PVC-C管材的推广使用。

（4）与PVC-C管配套使用的产品质量及其兼容性。当管材、管件的表面与不兼容的辅助材料过度接触后，会削弱管道的性能，时间久了管道系统就会产生裂纹。例如PVC-C管连接使用的粘接剂含有有机溶剂，易挥发，如长期不用或过期使用，将影响粘接质量。防火封堵材料、防腐漆等材料使用不当，也会对其安装效果产生不良影响。

（5）施工中安装不规范，施工质量不过关。相关规范中对PVC-C管材的连接、固定、支吊架等进行了特定要求，如果安装不过关，塑料管材容易受力不均出现管道问题。

7 结语

（1）PVC-C管可应用于中危Ⅰ级或轻危险级湿式自动喷水灭火系统中，设置在有吊顶区域内，管径不超过DN80的配水管道。其管道性能优良、安装便捷快速，实际工程中，具有良好的经济效益和工程实践意义，具有很高的推广价值。

（2）PVC-C管同样存在一些使用缺陷，但随着管材工艺技术的不断提高，市场监管及检测手段的不断完善，管材质量可以同步提高。PVC-C管在消防给水领域将具有广阔的应用前景。