[转贴]：从给排水在线看到管材选择的文章，有一定的启发性。文章内容多有重复。

海豚

新型建筑给水管材的选用与施工?
重庆建筑大学城市建设学院 张勤 徐立新
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[摘要]从冷镀锌钢管给水管材的问题引出了现代新型的给水管材，并从管材的耐温耐压、线膨胀系数、导热性、抗水锤能力、价格、安装等多方面进行了比较分类，并根据各种管材在建筑中的运用范围分成了三个部分；室内给水各分区主干管，卫生间配水支管，给水引入管、室外给水及室内高压管，针对不同部分的管材运用及施工情况进行了归纳和总结。? 关键词：管材、分类?
一、新型管材产生的历史背景?
镀锌钢管应用在建筑物内供水管道上已有近百年的历史，其良好的强度、刚度和抗冲击能力，一定的耐温、耐压能力，适中的价格，原材料易于获取且易于加工，因而用为一种给水主材广泛地应用地工农业及建筑内部各供水管道及消防管道，但由于镀锌钢管因其管材自身的缺陷，在使用中易产生腐蚀、生锈、结垢、泄漏及堵塞等弊病从而对水质造成严重的二次污染，微观上表现为水样大肠肝菌及细菌总数严重超标，宏观上出?quot;黄水"、"黑水"、"红水"等现象，水质恶化；另一方面因锈蚀渗漏破坏了用户的居住及工作环境，干扰正常生活，影响人们的生活质量，并导致水资源的巨大浪费。随着人们居住环境和生活品质的提高，对水的使用提出了更高的要求，迫切要求一种新型的绿色环保和替代产品出现。同时，由于镀锌钢管要消耗大量的钢材，浪费大量能量，不利于国家以塑代钢的环保政策，为此进入九十年代，建设部下决心推广塑料及复合材料管材，传统的度锌钢管将逐步退出历史舞台。
二、新型给水管材的涌现?
正如人们的生活质量不断更新一样，给水管材也盼来了它朝气蓬勃的更新换代时代，在有机化学工业的发展推动下，在国家政策的支持下使得大批新型给水塑料管材及复合材料管材相继涌现，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。?
所有这些新型给水管材的出现，再加上传统优良的铜管，薄壁不锈管，为我们采用适合的给水管材提供了更多的选择，使我们可以根据建筑物的功能、性质、规格档次进行适当的选用。
三、管材指标分类及选取用
由于新型建筑给水管材大多采用热塑性塑料材料制成，故在考察和选用新型管材的时候，应注意从以下几个方面进行比较：?
1.耐温耐压能力 2.线性膨胀系数、膨胀力 3.热传导系数及保温 4.抗水锤能力 5.壁厚、重量、水力条件 6.安装连接方式 7.价格 8.管材尺寸范围 9.寿命 10.原材料来源
11.卫生指标 12.耐腐蚀性 13.施工难易程度?
下面就以上主要性质指标作适当阐述并附性能参数比较表(见表一)：
**************?
1.耐温耐压能力：?
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城市力能作为选择标准；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，但浊国庆节的变化有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.线膨胀系数(m/m℃)，膨胀力和敷设方式：?
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。在设计及施工安装时应予以充分重视。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；复合管由于料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，这也是复合管制造工艺需要注意的问题。?
3.导热性能(导热率w/cm.k)：?
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。?
4、抗水锤能力(弹性模量N/cm)、壁厚：?
给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。?
5.壁厚、重量、流量、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。?
6.价格：?
综合性的价格因素与许多方面有关，如材料获取的便宜程度、国产还是进口、管壁厚度重量和运输费用、管道接头及配件、安装人力费用以及贮藏费用等。一般地讲，塑料类管材及复合管的价格均高于镀锌钢管的价格。但塑料类管材及复合管的综合价格并不一定比镀锌钢管的高。?
7.安装连接方式：?
1)夹紧式安装：采用管箍，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。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。? 2)热熔式安装：利用热塑性管材的性质进行管道连接，热熔时采用专门的加热设备(一般采用电热式)，使同种材料的管材与管件的连接面达到熔融状态，用手工或机械将其压合在一起。这种方式结合紧密，安全耐用，避免了金属管件接头处水的跑、冒、滴、漏等现象。?
3)电熔合连接：管件出厂时将电阻丝埋在管件中，做成电热熔管件，在施工现场时，只需将专用焊接仪的插头和管件的插口连接，利用管件内部发热体将管件外层塑料与管件内层塑料熔融，形成可靠连接，并结合专用数码记时器和安装指示孔等计时方式。热熔效果可靠，人为因素降到最低，施工质量稳定。另外安装时仅用电缆插头，可克服操作空间狭小导致安装困难的问题。?
三、管材的使用及比较?
众多给水管材涌现，给用户和工程设计带来了极大的便利，但由于各种给水管材因其在性能、尺寸范围及安装施工工艺等方面有其相应的特点，有各自的适用范围，同时由于给水系统中管道所处部位不同，而在施工安装中有不同特点。一般将其分为三个方面。?
1)室内给水分区主干管：属给水系统的主要部分，包括分区内的横干管及立管，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(考虑到管道承能力随温度升高而下降这一特点)。这一部分管材在施工中一次性安装，用量大，是给水管道的主干管，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、PP-C)，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。?
根据表1分析比较：UPVC管价格便宜，安装施工方便，但使用中有UPVC单体和添加剂渗出，故使用中应注意其铅含量要达到生活饮用水规定的＜0.05mg标准，PB管(聚丁烯)有较好的高温耐久性，性质稳定，同时低温条件抗弯曲性能，抗脆裂性能和抗冲能力较强，重量轻，壁薄，水力条件最好，伸缩性和抗蠕变性好，有一定抗紫外线能力，安装连接方式多样，适用不同环境，同时能够再生，是一种好的管材，但目前国内还疫有PB树脂原料，依靠进口，价格较高。PP-R管耐温性能好，重量轻，强度好，耐腐蚀，无毒，可回收，采用热熔连接，但其管壁较厚。PEX管耐温性能好，抗蠕变好，重要轻，强度好，耐腐蚀，无毒，但施工中没有同材质管件，需与金属管件连接，应有较好的施工质量作保障。ABS管强度大，低温环境不破裂，耐冲击，不含任何添加剂，色彩不能改变，管件和管材必经同进采用ABS材料，粘接固化时间较长。涂塑钢管相对于钢塑复合管，在卫生条件、安装难易、价格上均具有一定的优越性。以上各种管材，可同时用于冷、热水的管材有PP-R、PB、PEX，铝塑复合管，只用于冷水管材主要是UPVC、ABS、钢塑复合管、孔网钢带塑料复合管。?
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，但长期以来受市场管材质量的困扰以及安装施工人员素质良莠不齐等因素影响，这部分管道发生的问题最严重，影响人们的生活质量，因而也是给水管材中急需解决的问题。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。根据表一比较：PB、PP-R管性能不错，但在用于卫生间管道时由于用户分散购买、施工难以形成规模，且施工人员未能有效培训，故对这类需专用热熔、电熔工具的管道，使用受到一定的限制，最好销售单位能够提供相应的配套服务，才能有效地被散户接受。PEX管和铝塑复合管因可弯曲、不反弹，切割方便，安装工具简单，目前在卫生间内使用较多，但安装中需注意两个问题：一方面管材与管件采用夹紧安装方式，受人力因素影响较大，紧固性难以保障，同时对于热塑性管材和金属管件接头热膨胀系数差异大，容易松动，为解决这一问题，部分厂家已有专利管件出现配套使用或采用分水器配管法(保证管道中间无管件)，仅在管道两端与分水器和用水器具连接处安装管件；另一方面管材强度比较弱，在施工中要特别注意受压变形而影响道流量和水力条件。最近一些地区出现一种新的复合管材-塑复铜管，即在铜管上外套塑料，既有铜管的优良优质，又有较好的保温性能，不适为一种安全耐用的卫生管材，
但价格偏贵。涂塑钢管具有钢管的优点，又做到了供水水质好，但不太适宜作热水供应用。
3)给水引入管，室外给水、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，重要轻、寿命长。管径范围在50-200mm以上。适合这一部分管材的管材有：孔网钢带塑料复合管、ABS、UPVC，涂塑复合管、钢塑复合管。?
根据表一比较：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热必以增加壁 厚的方式来达到目的，但同时在耗材、内径、水力条件、重要等方面受到影响。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俣压力管材，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，重要轻，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。不足之处在于：因超压或外力损伤时，快速修复较难；弯曲度比钢管小，须用25°、30°等多角度的管件作为弥补。涂塑钢管且有塑料和钢的优点，但其材料主要以钢管为主，价格比孔网钢带复合管偏贵。?
四、结论?
综上所述，新型建筑给水管材在选用及施工时应考虑：?
1.管材耐压能力，特别应注意温度的变化会改变管道承压能力这一事实。?
2.塑料管的线性膨胀系数比金属管的线怀膨胀系数大得多，明装管道注意设温度宰偿装置。
3.采用夹紧式安装的管道，应注意金属接头与管道匹配，施工安装应由专业人员进行，保五质量。采用热熔式安装或电熔合连接时，应使用专用工具进行。?
4.给水系统中管道所处部位不同在施工安装中有不同特点，应根据管材的性能选用管道及连接方式。?
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浅谈环保给水管材在工程中的使用

深圳南商房地产开发公司 贺利春

中深物业监理公司 刘润华

　

随着北京、上海等大城市禁止使用镀锌钢管作为生活给水管管材后，许多城市开始推广环保型给水管材。环保型给水管材作为镀锌钢管的替代品，在设计及使用的过程中与传统的镀锌钢管相比有着很大的不同。笔者根据环保型给水管材在几个工程中的使用情况，就如何保证其施工质量谈几点体会。

一、环保型给水管材的发展概况及特点

镀锌钢管在其生产工艺中，不可避免地含有铅成分，在使用过程中，镀锌层中的铅分子就会游离在水中，从而在人体内积聚，对人体有较大的危害。随着科技水平的发展、人民生活水平的提高，用环保型给水管材替代传统的镀锌钢管已是势在必行。环保型给水管材具有对人体无害、耐腐蚀、导热系数小等优点而倍受人们青睐。八十年代末期，特别是九十年代开始，国内市场上多种环保型给水管材纷纷发展起来，主要有：硬聚氯乙烯（U-PVC）管、交联聚乙烯（PEX）管、铝塑复合（PE-AL-PE）管、无规共聚聚丙烯（PP-R）管及聚丁烯（PB）管等几种类型。

U-PVC管作为较早期的给水管材，管材与管件间采用粘结形式，在使用过程中，特别是作为热水管时，不但会有U-PVC单体及添加剂渗出，而且使用的粘胶本身就含有对人体有害的物质，因而已较少使用。PE-AL-PE管实际上相当于薄壁铝管内外“镀”有一层聚乙烯层；PEX管是聚乙烯经挤压而成，这两种管材都具有较强的硬度，都需要机械连接，因而接头处连接的好坏，直接影响到管道的施工质量。PP-R管是90年代中期发展起来的一种环保型管材，它由聚丙烯经改性后挤压而成，具有优良的耐热性及较高的强度，而且制作成本较低。这种管材采用热熔连接，施工工艺简单，施工质量容易得到保证。PB管的各种物理性能都优于以上几种管材，但由于原材料聚丁烯的价格较高，使它使用范围受到很大限制，市场上也比较少见。经过上述比较，笔者认为PP-R管是符合我国国情的一种环保型给水管材。PP-R属于聚烯烃类高分子化合物，其分子仅由碳氢元素组成，不含任何有毒元素，原料可以回收，不会对环境造成污染。PP-R管材用热熔连接，安装方式简单可靠，接口部位渗漏的可能性极小。这种管材耐热性好，最高耐热温度超过1000C；导热系数极低，仅为传统镀锌钢管的1％以下，因而很适合作为建筑工程中的给水管材。但同时，与传统的镀锌钢管相比，PP-R管具有如下缺点：抗冲击能力差、线性膨胀系数较大、紫外线长期照射时易老化。这些缺点应在工程实践中引起足够重视。以下笔者将以PP-R管为例，对工程中需要注意的几个问题提出几点意见。

二、PP-R环保型给水管材的安装

1、管材进场安装前检查：管材进场安装前应认真检查产品的相关质保证书，检查其管道外观有无气泡裂纹、沟槽，管端有无破裂，整根管的外观应光滑，无色泽不均现象。检查管道有关尺寸及编号是否在国标允许范围内，因为管道的壁厚和失圆度是确保管道安装不漏水的先决条件，管道壁厚减薄必将影响管道的耐压等级，使用过程中容易出现开裂现象，当管材的尺寸偏差较大，管道与管件间配合公差较大，容易导致管道连接的不密封和连接强度不高而漏水。

2、管道连接：PP-R给水管道的连接方法主要采用热熔连接。如果没有好的热熔连接操作方法，即使选择了好的管材，也还是难以保证管道的安装质量。保证连接质量，首先必须选择与厂家配套的热熔工具，热焊机的加热时间和加热温度应严格按操作规程执行。管道熔接前要认真清洁管道和接头表面，清除管材表面的油污、杂质及毛刺。要注意管材插入管件的长度要适宜，连接后的管道接头处应形成均匀的凸缘，如果不均匀，甚至一边有空隙，就表示熔接不理想，难以保证其接头不漏水，此时应及时重新连接。

3、管道敷设安装：PP-R管采用热熔连接形式，其管子与管件间的连接只能一次性使用，因此给水支管在墙内暗装时，要根据设计要求和施工现场的具体情况，准确下料。如果管道埋地敷设，应注意使埋地部分的接口尽量少。管道完毕后，应在墙面或地面上用带色油漆示意出管道位置，避免二次装修是破坏管道。暗设给水立管在穿越楼板处应做固定支撑点，以防立管累积伸缩在最上层支管接出处产生位移应力，对支管造成破坏。同时，按照规范要求设置管道支架，对PP-R管的安装来说也是很重要的。

4、管道线性膨胀的处理：由于PP-R管的膨胀系数比金属管大得多，其管道伸缩长度也较大，因此在管道安装中应予以重视。对嵌墙敷设的管道，在安装完毕后，管槽内管道周围的空间应用细水泥砂浆密实填封，依靠管道与水泥砂浆磨擦阻力及塑料管所特有的良好的蠕变性，使轴内伸缩转化成径向变化，从而消除线性变形应力。因此嵌墙敷设的管道，可以不考虑线性膨胀。对于明装管道，当直线距离较长时，应采用自由臂补偿方法解决管道的热胀变形，即给管道自由伸缩的空间和余地。一般采用“L”、“Z”型布置管道，并配置适当的固定及活动支架来实现补偿，自由臂的长度应经计算校核。

5、管道抗紫外线处理：由于PP-R管道受紫外线长期照射容易老化，所以，在施工设计时，应考虑将管道置于日照较少的天井、向阴面及管道井等位置，如必须在日照较强处安装时，必须采用缠绕抗紫外薄膜或外包铝箔遮蔽等措施，以避免管道过早老化。同样，管道安装前露天存放时，也应有遮蔽措施。

6、管道水压试验：为了保证管道热熔连接的质量，在管道热熔连接24小时后或隐蔽之前，须对管道进行水压试验。压力试验时，首先将管道注水，排出管内空气，然后用打压泵将水压缓慢升至规定的试验压力，其升压时间不得小于10分钟。试验压力应为工作压力的1.5倍，但不得少于1.0MPa。稳压1小时，检查各连接口有无渗漏现象，压力降是否超过0.05MPa，若发现压力降超过允许值，必须查找原因，再次进行补压试压，以确保管道接口质量。

以上是笔者对环保型给水管材在工程中使用的几点体会，由于该产品是一种新型的建筑给水管材，目前还没有很完善的规范和规程，可借鉴的施工经验也有限，施工中我们的一些做法还不成熟，在不断的尝试中进行完善，与同行一起探讨，以便更好保证工程质量。


给水管材该怎么选

近年来我国各种给水管材迅速发展，特别是1999年12月建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局联合发出了“关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知”，明确指出在新建住宅中禁止使用镀锌钢管作为室内给水管使用。因此，在工程建设中出现了品种繁多的新型管材，从塑料管、薄壁铜管、薄壁不锈钢管到各种复合管，为设计使用提供了更多的选择。各种给水管材在住宅建筑中的功能和特点如下：

　　镀锌钢管

　　镀锌钢管是在过去相当长的时间内最常用的给水管材。它由普通焊接钢管热浸镀锌而成。它具有价格低廉、取用方便、连接简单的特点，但是，随着人们生活质量的不断提高，对生活给水的水质要求也日趋提高，镀锌钢管的水质卫生问题就显得尤为突出。大量的水质监测数据和使用实践表明，住宅建筑给水水质的恶化主要是由于给水管网的管材和二次供水所引起。镀锌钢管经过一段时间的使用后，易产生锈蚀，出现“红水”现象，影响水质卫生，同时也对卫生器具造成污染，且使用寿命短。

　　薄壁铜管

　　铜管是以铜为主要原料的有色金属管，这里是指薄壁紫铜管。它是经拉制、挤制或轧制成型的无缝管。按有无包覆材料分，有裸铜管和塑覆铜管（管外壁覆有热挤塑料履层用以保护铜管和管道保温）。薄壁铜管的连接采用钎焊，硬钎焊接采用铜基无银、铜基低银硬焊料（焊料熔点高于620℃）。薄壁铜管在住宅生活给水管中支用具有良好的性能。

　　薄壁铜管具有较好的机械性和良好的延展性，其管材坚硬、强度高，抗拉强度不小于20至315MPA，小管径的生产由拉制而成，壁厚远大于管道工作压力的要求，而其延伸出的管材管壁较薄，所用的材料也较少，重量较轻；其管壁光滑，流动阻力小，有利于节约管材和减低能耗；铜管还可以再生，国内每年有1／3的铜可再利用。

　　薄壁铜管已运用了相当长的历史。铜在化学活性排序中的序位很低，比氢还靠后，因而性能稳定，极耐腐蚀。从使用历史看，许多铜管的使用时间已经超过了建筑物本身的使用寿命。据有关资料介绍，铜能抑制细菌的生长，保持饮用水的清洁卫生。

　　在我国建国初期，由于铜材作为战略物资，民用不可随便使用，铜管在生活给水系统的使用上受到了一定的限制。

　　PP—R管

　　PP—R管为聚丙烯（PP）管改性后的共聚聚丙烯给水管。其用于系统的工作压力不大于0．6MPA，工作温度不大于70℃的场合。PP—R管的连接方式采用热熔连接或电熔连接。连接时需要专用工具，连接表面需加热，加热时间过长或承插口插入过度会造成水流堵塞。此外，PPR管的软化温度为140℃，可以作为热水管，在塑料管中有一定的吸引力。但对于超温、超压场所需有一定的控制要求。

　　PVC—U管

　　PVC—U（聚氯乙烯）管是由聚氯乙烯树脂加入增塑剂、稳定剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂，经捏合、塑化、切粒、挤出成型的热塑性塑料管。PVC—U管的给水温度不大于45℃，给水的工作压力不大于0．6MPA。PVC—U管的连接方式常采用承插连粘接，还可用螺纹等方法连接。PVC—U管的强度较低、耐热性能差、不易在阳光下暴晒。虽然聚氯乙烯价格较低且对水质的影响很小，但当PVC—U管材中加入不恰当的添加剂和其他不洁的残留物后，会从塑料中向管壁迁移，并会不同程度地向水中析出，产生不利的影响。

　　镀锌衬PVC钢管

　　衬塑管是将塑料复合而衬在钢管内壁的低压管。衬塑有多种材料，采用PVC衬塑是在给水管中使用较多、技术较成熟的材料。为研究方便，取镀锌衬塑（PVC）钢笔管作为衬塑管的代表来分析。镀锌衬塑（PVC）钢管是由聚氯乙烯与镀锌钢管复合而成。它兼有金属管材强度大、刚性好和塑料管材耐腐蚀的优点，同时也摈弃了两类材料的缺点。

　　镀锌衬PVC钢管的连接采用螺纹连接方式。它管件配套多、规格齐全，这也是它在使用中的优点之一。但是，这种复合管材也存在自身的缺点。镀锌衬PVC钢管的材料用量要多，管道内实际使用管径变小，而在生产中需要增加复合成型工艺，其价格要比单一管材的价格稍高。此外，在镀锌钢管与内衬PVC的热膨胀系数之间存在着较大的差异。如粘合不牢固，环境温度和介质温度变化大，容易产生离层，而导致管材质量下降。

　　薄壁不锈钢管

　　不锈钢管又称不锈无缝钢管。在住宅建筑室内给水系统中，采用薄壁不锈钢管可以更经济。不锈钢管的价格目前相对较高，在选择使用时应采用耐水中氯离子的不锈钢型号。薄壁不锈钢和的连接有焊接、螺纹、封压等方式。

　　结论

　　1、在住宅建筑的给水管材选用中，薄壁铜管、PP—R管、PVC—U管、镀锌衬塑（PVC）钢管、薄壁不锈钢管等给水管材均可采用。薄壁铜管、PP—R管、薄壁不锈钢管还可用于住宅的热水给水管。

　　2、住宅建筑给水管材的选择需要综合技术和经济因素决定。选择中宜依据住宅建筑的设计标准、建筑造价、使用要求和年限、安装维护等要求来考虑。

　　3、对于同一住宅内，还可根据选择要求，不同的场所（套内或套外）采用不同的给水管材。

　　4、综合考虑各种因素，薄壁铜管在目前各种给水管材中，性能价格比是最高的，也是物有所值的。（来源：徐德新）

给水管材的发展初探

沈之基

［提要］本文探讨了上海市在部分建筑内禁止使用镀锌管作给水管之后 ,使用什么管材这一问题。文中分析了ＵＰＶＣ管、ＰＥ管、ＡＢＳ管、ＰＶＣ衬里钢管、ＰＥ粉末树脂衬里钢管、铝塑复合管、薄壁不锈钢管几种有代表性管材的性能 ,提出了发展新给水管材的看法。
［关键词］给水管材发展

一、前言
今年上海市建委作出了在上海市自来水系统中逐步淘汰镀锌管的决定 ,自 1 0月 1日起 ,上海市新建、改建的多层建筑将不准再用镀锌管作给水管。早在二十几年前 ,国外就已经开始禁止在给水系统中使用镀锌管。例如日本的横滨、大阪水道局 ,在 1 970年就作出了禁止新建建筑中用镀锌管作给水管的决定 ;新加坡公共事业局水道部在 1 980年也作出相似的决定 ,并在 1 0年内将所管辖的给水管全部以铜管、不锈钢管替换。上海地区的镀锌给水管的锈蚀结垢极为严重 ,从 6 0年代起 ,上海自来水公司就因里弄给水镀锌管锈蚀结垢问题而不得不在8～ 1 0 a更换新管。当时由于没有合适的替代管材等原因 ,不可能有更积极的办法。如今 ,上海地区率先在国内作了积极的导向 ,应为此叫好。镀锌管在给水业上风光了大约半个世纪 ,曾经是主要应用的给水管管材 ,很多地区的给水管几乎 90 %以上使用的是镀锌管。在镀锌管禁止作给水管之后 ,将用什么管材呢 ?这里仅以个人对各种给水管的理解向同行报告 ,以抛砖引玉。
二、升级的给水管及其形象特性
作为镀锌管之升级管材 ,大致可以分为三类 ,见表 1。表 1中所列管材在国外已均有国家标准或行业标准 ,均能作给水管 ,但也有各自的形象特性。
一般来说 ,塑料管耐蚀、不结垢 ,长期保持良好的卫生性能、输水性能 ,但强度较低 ;耐蚀金属管强度高 ,但价高且对水的稳定程度不及塑料管 ,如长期输送纯净水 ,也会有铜绿、锈水问题出现。复合管能发挥材料各自的优点而避免它们各自的缺点 ,应是一种合适的组合。以衬里钢管为例 ,其塑料衬里层有相当厚度 ,基本上保持了塑料管原有的全部优点 ;而作为本体的钢管不再接触输送的水 ,因此强度高的优点得以发挥而腐蚀结垢得以避免 ;复合管的问题是制作工艺较复杂 ,从而造成高成本 ,若制作工艺有所发展突破 ,管材价格合适 ,复合管应是最有前景的管材 ,它将较耐蚀金属管更稳定而价低 ,较塑料管强度高而价格相近。
三、对几种代表性管材的认识
下面对几种较有代表性的 ,如使用量大的、有发展前途的管材谈点个人认识。
１ ＵＰＶＣ管 (不增塑聚氯乙烯管 )。这是国外５０年代就规模发展的、也是最早得到开发的塑料给水管材 ,其价格较镀锌管低。开发之始目标仅是为节约金属 ,但实践中其耐腐蚀不结垢特性给人们带来极好的使用效果 ,所以在许多国家和地区的建筑中得到应用 ,成为使用量最大的给水管材。其代表性连接方法为粘接 ,同用水器具的连接须用专用过渡接头。ＵＰＶＣ管 (指直径５０ｍｍ及以下的直径较小部分 )作为埋地给水管 ,由于强度、冷脆方面的问题 ,很多国家、地区持有保留意见。国内发展建筑中ＵＰＶＣ管材应用所遇到的最大问题是安装后时有漏水 ,从而影响发展应用。本人认为 ,这主要是设计、施工人员特别是施工人员对ＵＰＶＣ管了解不够所致。国内要发展建筑中应用ＵＰＶＣ给水管 ,最需要解决的是对施工队伍的
培养。最近福建等地已有用ＵＰＶＣ作建筑给水管的工程例子。
ＵＰＶＣ作在低温时较脆 ,在温度较高时 ,如８０℃时就呈软状 ,因此在冬季冰冻地区应用或作热水管应用时是不合适的。为此国外发展了高冲击型ＰＶＣ管及高温型ＰＶＣ管 ,可用于要求管材有较高机械性能的场合 ,或作热水管用。但用量规模无法同ＵＰＶＣ给水管相比。ＵＰＶＣ管是一种很成熟的技术 ,在很多国家是应用最为广泛的给水管 ,是迄今用量最大的给水管材。
２ ＰＥ管 (聚乙烯管 ,包括高密度ＰＥ管及低密度ＰＥ管 )。６０年代国外规模发展的、聚烯烃系中得到应用最多给水管材。耐蚀、有韧性 ,特别适用于寒冷冰冻地区室外埋地使用。其连接方法为熔接、机械式胶圈压紧接头 ,一般埋地使用较多。对于在建筑物内使用 ,由于材料较软 ,冷热胀缩量大、可燃性等等 ,其发展不及ＵＰＶＣ。
近年 ,开发商又发展了许多新品种。ＰＥＸ交联聚乙烯管 ,“交联”使材料分子结构由链状转为网状 ,强度、耐热性等方面大有提高 ,可用作热水管。ＰＢ(聚丁烯管 ) ,具有很好的韧性可作小尺寸的热水管。ＰＰ(聚丙烯管 ) ,许多特性同聚乙烯相近 ,它使用温度较聚乙烯管高 ,但低温时脆性突出 ,宜用于热水而不宜用于给水管。因此 ,近年有开发商用加入橡胶弹性体的方法对其改性 ,使其能作为给水管而进入市场
竞争 ,ＰＰ Ｒ即是一种。目前这些新品种用作给水管的量还不大。
ＵＰＶＣ管、ＰＥ管 ,是较成熟的技术 ,许多国家３０年前就已有国家标准。
３ ＡＢＳ管 (丙烯氰、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物 )。三种组分的共同作用使ＡＢＳ成为一种综合性能良好的树脂 ,丙烯氰提供了良好的耐蚀性、表面硬度 ;丁二烯作为一种橡胶体提供了韧性 ;苯乙烯提供了优良的加工性能。这种管材给使用者的感觉几乎同ＵＰＶＣ是同种管 ,但它的综合性能较ＵＰＶＣ高 ,韧性高、能承受冲击 ,且可作热水管。其代表连接方法也为粘接。５０～６０年代时 ,ＡＢＳ树脂的价格较ＰＶＣ高得多 ,且当时发展塑料管给水的主要目的是节约 ,所以当时ＡＢＳ难以同ＰＶＣ竞争 ,结果一些先进工业国几乎都发展了ＰＶＣ管。不少人认为 ,从种种统计资料看 ,ＰＶＣ塑料给水管用量最大 ,由此认为ＰＶＣ管一定是其中技术经济指标最优者 ,发展塑料给水管时应首先考虑 ,这也是我国开发商在给水管开发中偏重于ＰＶＣ的原因。本人认为 ,这是一种不全面的看法 ,ＰＶＣ在给水管中所以占有较大的份额的主要原因是开发早且当时它的价格相对较低。目前因树脂技术、价格的变化 ,已经有了新的平衡点。在开发塑料管时 ,除了关心ＰＶＣ外 ,也应注意ＡＢＳ。可以预见 ,在ＰＶＣ给水管未充分发展的地区和国家 ,ＡＢＳ将会有机会同ＰＶＣ竞争发展。
４ ＰＶＣ衬里钢管。这是国外７０年代发展的新型给水管材 ,因ＰＶＣ等塑料管存在强度较低、耐压不够充分等弱点 ,在负荷较苛刻的场合应用就显得勉强 ,此时就要求用金属管。ＰＶＣ衬里钢管就是基于这一点而得到发展的。在传统的输水钢管内插入一根薄壁的ＰＶＣ管 ,使两者紧密结合 ,就成为ＰＶＣ衬里钢管。它兼有塑料管和钢管的优点而避免了它们的缺点。其连接方法也为管螺纹 ,同原有的镀锌管系统完全相容 ,应用极为方便。因此在日本、美国、欧洲均有很大发展 ,因其价格较传统的铜管、不锈钢管低很多 ,特别在高层建筑中得到肯定。
５ ＰＥ粉末树脂衬里钢管。这是国外７０年代末、８０年代初开发的新管材。其开发目标是
同ＰＶＣ衬里钢管有同样的性能但经济性要更好。它是在输水钢管内壁融熔一层ＰＥ粉末树脂而成的。国内８０年代末上海等地开始攻关研究试用。上海自来水公司在改善里弄供水中曾用了几万米 ,但未能成为商品进入市场。近年来上海、江浙一带已有开发商将此种管材以低于铝塑复合管的价格投入市场 ,是很有竞争力的。按衬里钢管的特性可认为它是塑料管化的钢管 ,也就是说衬里钢管是具有塑料管优点的钢管。
６ 铝塑复合管。这是国外８０年代发展的新管材 ,在ＰＥ管中夹入一层薄铝层 ,其强度较
原来大有提高 ,但仍柔软可弯曲 ,可弯成盘状携带 ,家庭用户因其采购方便对其青睐。其连接方法为机械式胶圈接头 ,同给水器具连接也需专用接头。因ＰＥ材料不同 ,可分别作冷热水管用。由于薄铝管很薄 ,且铝的强度也不如钢材强 ,所以这种管原则上可以看成是一种增强了的ＰＥ管。
７ 薄壁不锈钢管。采用传统管螺纹连接的不锈钢管的价格是很高的 ,难以在给水系统中展开。国外先进工业国在８０年代末 ,９０年代初开始用薄壁不锈钢管作给水管。其壁厚仅０ ８～１ ２ｍｍ。因此价格大幅下降 ,成为有竞争力的给水管材。
薄壁不锈钢管作给水管 ,关键是开发与之相应的管件。目前国外开发商已发展了多种形式的薄壁不锈钢管用连接管件。上海现今薄壁不锈钢管已在装饰领域大量使用 ,但未能进入给水领域。上海若有开发商能率先投入管件开发 ,将可在未来的给水管市场中一搏。
四、发展新给水管材之我见
近年来有不少同行问我 ,替代镀锌给水管究竟哪一种管材最合适 ?我说 :不能肯定地说哪一种最合适 ,可以有多种合适的选择。对此 ,同行颇不满意。我认为 ,若不能具体地针对某一工程考虑 ,是不能确定哪一种给水管最合适的 ;即使对一个具体的工程来说 ,也往往由两种或多种管材组合 ,也许更合适。
首先 ,管材的技术经济特性不是仅由管材自身特性决定的。一种管材能在某地区、国家得到充分发展 ,除了管材自身特性之外 ,更主要地取决于该地区的地理环境、工况条件、资源特点、居民习惯及生活质量水平、社会经济发展水平等因素。这也就是为什么某种管材在某地区特别有发展而在另一地区被冷落的原因。
其次 ,给水管虽结构简单 ,仅是一圆截面的构件 ,但其内涵是很丰富的。其口径有多种 ,连
接方法有多种 ,每种口径、连接方法都可以使管材显示一种倾向 ,从而影响其竞争力。工作压力为１ＭＰａ的１５ｍｍ给水管 ,塑料管一般壁厚２ｍｍ ,镀锌管２ ７５ｍｍ ;１００ｍｍ给水管 ,塑料管是８ １ｍｍ ,而镀锌管仅４ｍｍ。管材的价格同材料用量是有几乎正比的关系 ,显然 ,即使对同一工程来说 ,不同口径时选用合适管材的结果可能是不一样的。
日本同我国是近邻 ,在民族文化等方面同我国有许多相近之处 ,日本在许多方面较西方同我国更接近 ,因此他们在给水管材方面的经验更值得我们借鉴。近十年来 ,日本生产和使用给水管材主要为塑料管 (ＰＶＣ、ＰＥ)及衬里钢管 (ＰＶＣ衬里钢管、ＰＥ粉末树脂衬里钢管 )。两者年用量均达十余万ｔ。其他的给水管材 ,如铜管、铅管虽有使用但量较少 (见表２)。依日本给
水管的发展过程及现状 ,结合我国特别是上海地区现状 ,本人提出以下看法 :
１ 要大力发展塑料给水管 ,除了对ＵＰＶＣ重视之外 ,还应对ＰＥ管、ＡＢＳ管给予关心。因为ＵＰＶＣ是５０年代发展的技术 ,由于塑料业近２０年的快速发展 ,出现了新的平衡点。
２ 衬里钢管是很有前途的 ,在很多场合下是塑料管所难以替代的 ,ＰＥ衬里钢管是在ＰＶＣ衬里钢管之后发展的经济性更好的管材 ,我们对其更加注意是合适的。
３ 开发方便的、经济的、能用于薄壁不锈钢管的管件系统是值得探索的一个方



国内建筑给水管材性能及应用初探
摘要

介绍并对比了国内主要建筑给排水用塑料管材的性能和工程应用情况。

1. 前言

自塑料管材问世至今便始终与其在建筑给排水中的应用相伴而行。几十年的实践证明：塑料管较金属管有众多无可媲美的优点且经济耐用，现已为世界上的各先进国家普遍采用。

我国在历经数十年的观望与徘徊之后，随着传统观念的变化，国产塑料管材产品质量的改观、人们生活居住水平的提高、生存环境意识的加强以及国家相关部门政策的支持，这一领域开始迅速发展，各种新型塑料管材也因此应运而生。据不完全统计，目前国内具有一定规模的管材生产企业约150多家，建筑给、排水管材的生产能力在200kt左右，其中PVC-U占80%、PE为15%，而其它品种则在5%。由于起步较晚，同时我国建筑管道敷设有自己的特点，面对众多管材在材质性能、品种选用及实际应用等诸多方面尚未充分认识或取得相对成熟的经验。

本文试图以国内目前使用的几种主要塑料管材的部分性质对工程应用产生的某些影响就有关问题作一初步探讨。

2. 塑料管材的共性

虽然目前塑料管材品种繁多、性能各异，但同为高分子材料与金属相比仍存在共性。表1列出了作为建筑给、排水用塑料管材与金属管材的性能比较。

表1 塑料管材与金属管材的性能比较

项目 塑料管 金属管
耐蚀性 不受环境因素及管内介质组分影响 锈蚀
卫生性 无毒无害，不影响水质 易生锈、附生细菌、霉变，导致二次污染
水力性 内壁光滑、阻力系数低，相同流量内径小且无积垢，流通面积不随时间变化 内表面粗糙，易积垢，随运行时间的增长管径变细，通水能力下降且阻塞机率高
绝热性 热传导率低，保温效果好，节约能源。不结露 热能损失大，供热管道需做保温、部分冷水管则要求防结露
水密性 可自然弯曲或具有冷弯性，管件少。接驳多样、可靠，水密性好 锈蚀穿孔。管材管件结点多，泄漏率高
耐久性 正常使用50a且不必定期保养 25a左右便需维修、更换
施工性 质轻，运输、安装方便、灵活、快捷、可靠 重量大，搬运、施工劳动强度大，不能完全手工化作业
经济性 材料成本、施工、工期等综合造价低，使用寿命长 综合成本高
耐热性 有连续和瞬时使用温度及热源距离等的限制 耐热性好
阻燃性 大多数可燃，PVC热分解释放烟毒气体 不燃
热胀性 热膨胀系数大，需设伸缩节或弯位等 热膨胀系数小，冷水管一般无需伸缩补偿
平直性 刚性低，小管径及热水管平直性差，弯曲易变形，管卡、支、吊架密度高 平直性好，管卡等间距大，明敷美观
力学性能 综合性能低，但某些低温抗冲击性优异 综合性能高

3. 建筑排水管材

由于综合力学性能和经济性等方面的优势决定了PVC-U仍是排水管的首选材料，在我国其应用最为普遍。PVC-U与传统铸铁管相比除具备上述塑料管的共有特性之外，目前关注的焦点仍主要集中于以下几个问题。

3.1 噪音

普通PVC-U排水管的噪音大于铸铁管，这对于采用明装管道则显得尤为突出。改变水流条件或提高管材材质的隔音效果是目前解决该问题的两条途径。为此，内壁设有导流螺旋凸起的螺旋管、芯层发泡管和刚面市的空壁管、芯层发泡螺旋管、空壁螺旋管开始抢摊市场。表2是几种形式的PVC-U管材的铸铁在相似条件下的噪音比较。

表2 几种管材的噪音比较

项目 铸铁管 普通PVC-U管 芯层发泡管 空壁管 螺旋消音管
噪音/dB 53-60 60-64 57-62 55-60 53-59

在使用状态下，螺旋管内下水沿管材内壁贴壁流动从而减小各个方向水流之间及对管壁的冲击和芯层发泡管的多孔部分、空壁管的中空结构对声波的阻尼作用被认为是降低噪音的主要原因，同时新型排水管的噪音已接近甚至低于铸铁管。由此可见，明敷塑料排水管的结构设计也是今后需研究的课题。

3.2 水通量

水力学上，塑料管因内壁光滑、阻力小、水流速度大，其立管通水能力将大于铸铁管的观点正受到挑战。相反，认为这些“优点”恰为不利因素，水流速度大使管内空气压差、压力波动加大，最终导致通水能力下降的观点已得到更多人的认同，不少理论推证、试验测定甚至工程实例对比提供了支持，并提出应采取“消能”措施或增加管内壁的粗糙度。PVC-U螺旋管的内壁构造在这方面也体现了一定的优势，见图1。

由于螺旋筋的导流作用，排水沿管内壁螺旋下落，降低了流速并在管中形成通气柱，进而降低了管内压差及压力波动，提高了排水能力。

但上述的水通量包括噪音的测试结果毕竟是在某种特定状况下进行的，实际应用中的水流状态、声波传递等受多种因素影响，因此，现仍有不少人对此提出疑问。

3.3 防火

难燃性的PVC-U管并不意味着可以防火，在目前国内几种建筑塑料管道的工程设计、施工规程里有关建筑给水管中的众多聚烯烃类的可燃材料尚未提出防火要求，相反对在高层建筑中应用的PVC-C排水管却有明确的规定。其中塑料排水管管径较大，遇热熔融塌落易造成管井或楼板贯穿，使火焰和PVC产生的烟毒气上串导致火灾蔓延。为此设计规定需在PVC-U管外每一层穿楼板处再加装相当长度的防火套及阻火圈防火抑烟，无疑这将增加工程投入。

3.4 技术经济性

同等规格而质量降低20%～30%的PVC-U芯层发泡管在材料成本上明显低于其它几种管材，但国产芯层发泡管的总体力学能力尚未达到其它管材的水平，在性能价格比上也许要打一定的折扣。PVC-U空壁管售价与PVC-U普通管大致相同，据悉，它是针对芯层发泡管和螺旋管难于生产直径大于160mm的管材并由此解决高层建筑中下层大口径排水管材的隔音问题而开发的。价格最高的PVC-U螺旋管由于其通气力好，在某些高层建筑中可以采用单管排水，无需另设通气管而减少了管材用量，因此又在高层建筑中显示了一定的经济性。

4. 建筑给水管材

国内的建筑给水管材家族中，塑料成员众多，它们在与金属材料展开竞争的同时还都欲以各自的优势试图在该领域抢占一席之地，目前正处于“春秋时代”，以致使不少用户感到无所适从。以下从几个方面对国内主要建筑给水用塑料管材进行比较，同时对比的还有部分金属管材。

4.1 基本性能

从反映材料基本性能的表3显见，塑料与金属材料的物性值有很大差异，铝塑复合管因两者兼具而介于其间。在塑料管中(包括铝塑复合管)，PVC-U、PVC-C、PP和铝塑复合管有较高的模量、强度与硬度，被视为“刚性管”，因此可以明装；PE、PE-X和PB力学性能相对较低，作为“柔性管”适于暗敷。

表3 几种管材的物性比较

性能 PVC-U PVC-C PE PE-X PP PB 铝塑复合 钢 铜
密度/g.cm3 1.50 1.55 0.95 0.95 0.90 0.93 　 7.85 8.89
导热系数/W.(mK)-1 0.16 0.14 0.41 0.40 0.24 0.22 0.45 50 400
热膨胀系数/mm.(m℃)-1 0.07 0.06 0.22 0.15 0.16 0.13 0.036 0.012 0.018
弹性模量/MPa 3000 3500 600 600 900 350 　 210000 110000
拉伸强度/MPa 40 42 25 ＞25 28 17 　 700 150
硬度（R） 120 　 70 25 100 60 　 230 HB 　
使用温度/℃ 0-60 0-95 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -60-95 　 　

注:铝塑复合管为PEX-A1-PEX型

由于导热系数明显低于金属材料，塑料管能避免冷水管的“出汗”现象或降低热水管的热损失进而减少保温层的厚度，甚至需保温，其绝热保温性能优良并可节约能源。但几种塑料材料之间的比较还应同各自的管壁厚度有关。

较之金属材料塑料管材的热膨胀系数高，尤其是热水管，使用柔性接口、伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多，埋墙式还需加装套管等预留伸缩空间或要求一定的埋设深度。这里又以聚烯烃类管材为最。

塑料材料的软化温度和低温脆点大致决定了管材的使用温度。PVC-U和PVC-C的低温脆点高而低温性较差，反之PE管的低温性优异。PVC-C、PP、PB、PE-X（包括铝塑复合）管的软化温度较高可用于热水管。其中，PE-X和铝塑复合管有更宽的使用温度范围。

4.2 承压性

就材料本身而言，在图2中可见，外推至50a，除铝塑复合管借助金属材料的特性其环向应力明显较高外，PB管材的表现最佳，而PP承压较低。为此，在某种应用场合、给出了各自的设计系数并经计算与数据处理之后，不同种管材可以达到在相同的使用条件下具有同样的长期使用寿命，其结果，对于承压较低的材料是通过增加管壁厚度实现的。表4中，PP壁厚最大而PB最小。管壁厚度的增加导致管材内流体流通面积的减少，相同流量流速提高，水头损失加大。同时，虽然PP的密度最低，壁厚的增加也使管材重量和生产用料加大，但是其绝热保温性、平直性和抗蠕变性等却相应提高。此外，压力管道的快速开裂问题以及对不同材料和应用条件下的敏感程度已开始受到重视。

表4 相同应用级别、公称外径及操作压力时的不同种管材的管壁厚度

项目 PVC-C PE-X PPR PB
S系列 6.3 6.3 2.5 8
壁厚/mm 2.4 2.4 5.4 1.9
管内径/mm 27.2 27.2 21.2 28.2
管内流通面积/mm 581 581 353 624

注：操作压力0.6MPa，公称外径32mm，应用级别1(60℃，49a；80℃，1a)

4.3 连接方式

管道施工中连接技术的选择是由管材的理化特性决定的。表5中，刚性、硬度较高的PVC-U、PVC-C管挤压易开裂而无法采用挤压夹紧式，但分子具极性适合粘接；PE-X分子的交联结构熔融困难而连接方式单一；PP的熔点较高加工范围稍窄其电热溶法亦较少应用。总之，某种材料的接驳方式越多，针对不同技术、经济情况所选择的范围越宽。值得注意的是，连接的持久紧密性与材料的热胀、应力开裂、热稳定或其它各种蠕变缺陷等因素有关，尤其是异种材料相接时。目前塑料管道的泄漏事故除施工不规范外多由此而生。

表5 几种塑料管材的连接方式

连接方式 PE PE-X (包括铝塑复合) PP PB PVC-U (包括PVC-C)
挤压夹紧 √ √ ≠ √ ×
热溶合 √ × √ √ ×
粘点 × × × × √
电溶合 √ × ≠ √ ×

注：√-可　≠-尚可 ×-不可(下同)

4.4 噪音

塑料给水管件在承压满流工况下所产生的噪音与排水管反而降低。

4.5 卫生性

塑料管对输送水质的影响远小于金属管，但塑料管在原料树脂聚合及管材加工中的某些有害残留物和助剂等都会不同程度地向水中析出，因而都有各自的理化卫生指标。这方面聚烯烃类管材达标相对容易，据介绍其中以高惰性的PB管最佳。关于PVC-U管材，许多企业受国内原料来源、设备条件及经济利益等多种因素的限制，在产品物理与卫生性能上常常顾此失彼而招致不少非议，但从国内无毒PVC树脂、卫生级稳定剂和相关技术的发展及国外发达国家PVC-U管的应用现状来看，把PVC-U管排斥在“绿色管材”之外而断言其前景暗淡恐失其偏颇。

4.6 回收利用性

在注重资源再利用和生态环境问题的今天，塑料管材也会因此而对其产品今后的构成和各自的发展甚至对应用产生影响。表6里，可重复利用的热塑性材料中，聚烯烃管材的施工余废料的可回收性较好，而交联结构的PE-X困难。能源的利用方面同样是聚烯烃类的燃烧热值高于PVC-U和PVC-C并几近于燃油，同时不产生污染物，因而体现出更好的再利用价值。

表6 几种塑料管材的回收利用性

项目 PE PP PB PE-X PVC-U PVC-C
重复利用性 √ √ √ × ≠ √
能量回收 (焚烧处理) 热值 44000 kJ/kg 19000 kJ/kg
现象 燃烧充分无污染 有毒和腐蚀性副产物

4.7 经济性

事实上，难于对塑料与金属管材的经济性优劣作出全面的评价，首先国内管材的价格不一、因素复杂，其次两者的比对关心会随管径的不同而发生变化。作为大致的趋势，表7中看出，“同档次”的，即普通PVC-U与镀锌钢管、其它塑料与不锈钢或钢管相比，在直径＜32mm的小管径中，塑料管大多略低于金属管。随着管径的增大，塑料管材的价格要逐渐超过金属管，某些材料如铝塑复合管和PB管因原料、加工等问题，在直径＞32mm时价格便开始陡升。据资料介绍，一般直径＞110mm的塑料管材再加上价格比更高的管件即便考虑其低廉的施工费用，就整个管道工程造价而言仍相对较高，所以目前塑料给水管，特别是热水管多以小管为主。

表7 几种塑料、金属管材的价格比

项目 PVC-U PVC-C PE-X PP PB 铝塑复合 镀锌钢 不锈钢 铜
价格比(管径＜32mm) 1.0 2.3 1.1 1.4 2.5 1.6 1.1 2.4 2.4
价格比 管径/mm 20 25 32 40 50 63 75 90 110
PVC-U/镀锌钢管 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 1.1

注：1-管材价格因素复杂，此表仅作参考 2-金属管材的管径为近似尺寸

5. 结束语

建筑给排水塑料管材各具特性，其优势难于一言以弊之。根据材料各自的性能特点、结合设计施工要求和经济预算进行综合评价为管材的选用原则。由于国内现状尚处于初级阶段，同国外先进水平相比在标准规范、基础材料、工装设备以及设计施工等方面都存在很大差距，以致于不能完全满足工程应用的需要。在即将成为新的经济增长点的我国住房建设和国家相应产业政策为化学建材的发展铺就的大道上，建筑给排水塑料管材的应用任重道远。

新型管道行业的发展现状分析

　　近几年来，各种新型给排水管道不断涌向市场，特别是镀锌管的禁用，给新型管道的发展带来了一次千载难逢的好机遇。为此，UPVC、PEX、PP-R等塑料管和铝塑管、钢塑管、铜管、不锈钢管、不锈钢与塑料复合管等等各种新型管道，进一步加大了宣传推广和市场竞争的力度，呈现出一派百家争鸣、百花争艳的纷乱景象。再加上一些伪劣假冒产品的趁机侵入，在管道领域立刻导致一种混乱局面。市场在各种管道之间徘徊不定，犹豫不决。
a. 硬聚氯乙烯（UPVC）管：


　　硬聚氯乙烯管是国内前几年塑料管材的主导产品。但由于UPVC管存在三大问题，一是其连接采用胶水方式，而目前国际上没有人能解决胶水毒性问题；二是UPVC加工时的添加剂中某些成份可能成为水中细菌的营养剂，使残留细菌加速繁殖；三是由于PVC大分子存在大量的单体氯原子，最近理论界对于该管材中是否可能出现游离的氯离子造成新的水质污染提出了大量的疑问。因而该管材会逐步淡出给水领域。因其价格较低，在排水系统中会得到大量使用。

b. 聚乙烯（PE）管：


　　聚乙烯管材分为低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。聚乙烯管的突出优点是卫生无毒，其柔韧性、抗冲击能力均高于UPVC管。但是，其使用温度较低（低压聚乙烯熔点约为130℃，高压聚乙烯熔点稍高于100℃），故很少用于热水管。此外，聚乙烯还有线胀系数大、易应力开裂、不易染色等不足之处。由于其柔韧性较好，主要应用于供气、农业等领域。

c. 三型聚丙烯（PPR）管：


　　聚丙烯是无色无味无毒材料，具有优良的耐热性能和较高的强度，适用于建筑物室内冷热水供应系统，也广泛适用于采暖系统。其缺点是低温脆性差，线性膨胀系数大，易变形，不适合于建筑物明装管道工程。由于PP-R管的热熔连接安全、可靠，目前主要应用于供水系统的暗装管道。


2. 金属管材


　　镀锌钢管禁用前后，铜管、纯不锈钢管等高档金属管材在国内给水领域出现了一定范围的应用。其优点为：强度高、耐腐性好、外观华丽、使用寿命长。但是，其高昂的成本、高档的价位大大限制了其应用范围。



　　面对这种混乱无序的状态，国家有关部门也急切地想寻求一种镀锌管的替代品，来进一步规范市场。因为工程事故无大小，工程质量事关国计民生。


　　那么，谁能够异军突起，成为取代镀锌管的主导产品？我们认为主要取决于以下几个方面：
　　产品质量：能否真正确保使用50年。
　　产品价格：能否适合中国目前的消费水平。
　　配套服务：管材的规格、管件的品种能否齐全，产品的售前、售后服务系统能否上档次。


现在我们对市场上的主要给水管材进行分析：

1. 塑料管材

　　 随着高分子材料技术的飞跃发展，塑料管材的开发利用不断深化，近20年来，我国塑料管材的开发研制及生产推广均取得较大成果。现今，已开发出可用于给水管道工程的主要塑料管材有UPVC管、PE管、PEX管、PPR管等。塑料管材的普遍优点为价格低、卫生、耐腐、导热系数小、不结垢、输水性能好。但是，塑料管道有着自身不可克服的缺点，主要表现在：表面硬度低、强度差，施工过程容易被损伤；线膨胀系数大，低温脆性强，耐候性差，适用范围窄；另外，塑料管道抗紫外线照射能力差，长期光照易老化，无法保证工程质量和50年的使用寿命。
3. 金属与塑料复合管


　　由于塑料管材存在方方面面难以克服的内在缺陷，各种金属与塑料的复合管材应运而生，目前市场上有代表性的复合管材包括铝塑复合管、铜塑复合管、碳钢与塑料复合管、不锈钢与塑料复合管等。


a. 铝塑复合管：


　　铝塑复合管是近几年在给水领域较广泛采用的一种新型管材，在复合管材大家族中具有一定的代表性。其优点为：价格较低、卫生耐腐、可弯曲敷设。但在大量使用的近两年，在许多重大工程上连续出现因采用铝塑复合管而造成的管材爆裂、接口漏水等质量事故。致使有些地区已经明文禁止继续采用该管材，国家建设部也有意对铝塑复合管应用方式进行整顿。

　　铝塑复合管存在的主要问题是：①内层铝合金的焊接，无法实施惰性气体保护，而存在中间层铝合金焊接有氧化物而不到位的问题，无法确保该管材的抗压强度，出现爆裂和渗漏等质量问题也就成了必然。②铝塑复合管由于本身材料性能的限制，无法解决大口径管材的连接问题，影响了该管材的进一步推广使用。③铝塑管无法分类回收，不符合环保要求。


　　由于其连接方便、管材可远距离敷设无需接头等特点，目前在临时性建筑及家庭装修中仍有使用。


b. 铜塑复合管：


　　由于铜管本身导热系数大，散热快，且铜材表面易氧化形成铜绿等原因，目前市场上出现了一种在铜管表面复合一层塑料的保温性铜塑复合管产品。该产品除为了解决上述问题之外，也有希望通过依靠减薄铜管管壁以达到降低管材成本的目的，但纯铜本身强度不高，无法采用过簿的壁厚达到使用要求。因此，其生产成本仍然居高不下，只能在大城市的中高收入家庭找到用武之地。


c. 碳钢与塑料复合管：


　　镀锌钢管由于存在易腐蚀、不卫生、使用寿命短的致命弱点，遭受了世界性的禁用命运。市面上新出的衬塑碳钢复合管部分解决了镀锌钢管内部腐蚀污染水质的问题。但是，该产品由于外壁采用镀锌钢管，难以解决表层生锈问题，影响美观度，其连接依然采用绞丝螺纹方法，施工费用大，且连接部份在锈蚀后容易发生渗漏，所以应是一个过渡性产品。在没有理想的替代产品出现之前，主要应用于大型建筑及生活小区的主供水管道。


d. 不锈钢与塑料复合管：


　　不锈钢与塑料复合管是在普通塑料管的外壁，经过特殊的加工工艺，复合一层很薄的不锈钢管的新型复合管材。因此，不锈钢与塑料复合管，既具备了塑料管卫生、耐蚀、导热系数小、输水性能好的优点；同时，由于外部包复了不锈钢防护层，又克服了塑料管表面硬度低、钢性差、线膨胀系数大、耐紫外线照射能力差、易老化的缺点。它既具备了不锈钢管表面硬度高、强度好、耐冲击、外观高档华丽的优点，又克服了纯不锈钢管价格昂贵的缺点，因为不锈钢层很薄，用料少，管材主体仍为塑料管，成本低。所以说，不锈钢与塑料复合管综合了不锈钢管与塑料管各自的优点，是目前技术条件下一种综合性能价格比最优的新型管道，是替代镀锌管的首选产品。


新型管材及其在给水工程中的应用

武汉大学 薛英文

1、镀锌钢管的淘汰及新型给水管材的出现

镀锌钢管应用在建筑物内供水管道上已有近百年的历史，我国长期使用镀锌钢管的原因主要有：1）镀锌钢管质地坚硬，刚度大，适用于易撞击的环境，例如常用的室内明装管道；2）镀锌钢管及配件市场供应完善；3）施工经验成熟，易于配套成龙，水管敷设过程完成快速；4）总体价格便宜。镀锌钢管作为一种给水主材广泛地应用于工农业及建筑内部各供水管道及消防管道。但由于镀锌钢管管材自身的缺陷，在使用中易产生锈蚀、结垢和滋生细菌等，上述现象的直接恶果是对自来水的基本三要素保证不了（流量、压力、水质均保证不了），从而对水质造成严重的二次污染，表现为水样大肠肝菌及细菌总数严重超标，出现黄水、黑水、红水等现象，水质恶化；另一方面因锈蚀渗漏破坏了用户的居住及工作环境，干扰正常生活，影响人们的生活质量，并导致水资源的巨大浪费。世界上不少发达国家早在十多年前已规定，建筑中不准使用镀锌钢管，香港水务局在1995年起已明确规定，新建筑中不得使用镀锌钢管，旧建筑物内原的管道亦必须限期改造；上海也已规定，凡1998年5月1日起设计的施工图和1998年10月1日起开工的住宅、多层住宅和多层公共建筑，其室内的给水管道，禁止设计、使用镀锌钢管，推广使用塑料给水管。

随着人们居住环境和生活品质的提高，对水的使用提出了更高的要求，迫切要求一种新型的绿色环保替代产品出现。同时，由于镀锌钢管要消耗大量的钢材，浪费大量能量，不利于国家以塑代钢的环保政策。为此，进入90年代，建设部大力推广塑料及复合材料管材，传统的镀锌钢管将逐步退出历史舞台。

建筑塑料给水管材蓬勃发展随着我国有机化学工业发展以及中央和地方对化学建材的推广应用的重视，各种建筑塑料给水管材纷纷在建筑市场登台亮相，其中塑料给水管材主要有低塑性硬聚氯乙烯管(UPVC)、氯化聚氯乙烯管（CPVC）、高密度聚乙烯管(HDPE)、交联聚乙烯管(PEX)、聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯管(ABS)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，金属管材有铜管、不锈钢管等，在铝矾土资源丰富的省，开发研制成功铝合金供水管，也是一种新型管材。所有这些新型给水管材的出现，为我们采用适合的给水管材提供了更多的选择，使我们可以根据建筑物的功能、性质、规格、档次进行适当的选用。

2、建筑塑料管材的分类

1）、硬聚氯乙烯UPVC管

硬聚氯乙烯管是PVC树脂在一定温度下添加铅、锡、镭、汞等金属化合物作为稳定剂熔融而成，管道初次使用有重金属析出。荷兰海牙水厂对A、B、C、D几个厂家生产的UPVC管进行了一小时的铅渗析实验，实验条件为：管长4ｍ，流速为0.67m/h，从实验结果可以看出，铅析出量随着时间的延长，浓度会减小，但水温和pH值对铅渗析量有很大影响，pH值为中性时，渗析量最小；pH值减小或增加都将加大管材的铅渗析量；水温越高，管网中水停留时间越长，铅的渗析量越大。建筑用ＵＰＶＣ管，管材外径由Φ20至Φ315，工作压力为1.0～2.5MPa。连接方式小口径为承插式粘接，大口径为承插胶圈连结。供水温度不高于40℃。由于UPVC开发早，采用原料全部国产，造价低，国内市场较大。

2)、高密度聚乙烯HDPE管

高密度聚乙烯管是由80级以上聚乙烯挤出而成，管材寿命长、无毒、韧性好，有较好的疲劳强度和抗冲击性能，脆化温度可达-70℃。管材规格为Φ20至Φ65，连结方式为热熔焊接。室外大口径管采用热熔对接，长距离管线无接口，施工安装极为方便。高密度聚乙烯管适用于输送温度不高于60℃的介质，主要用于市政供水系统、建筑给水系统、纯净水、化工、医药、造纸、农业改水工程用管及电线电缆导管。

3）、交联聚乙烯PEX管

交联聚乙烯管是由聚乙烯、硅烷、过氧化物、抗氧化剂混合反应而成的一种聚合物，通过化学反应，聚合物大分子链间原有的范德华力被化学共价键所取代，原来低强度、线性的聚乙烯转化为高强度、网状的交联聚乙烯。交联聚乙烯管具有卫生无毒，耐高温、高压，重量轻等优点，使用温度在-70℃～110℃。管径为Φ14至Φ63。管道连结采用夹紧式铜接头或PP卡套配件连结。工程造价相对较高，约为UPVC的1.5倍，由于PEX管弯曲半径为6～8倍管外径，且耐热性能好，经常作为地板辐射采暖管的首选管材。

4）、三型聚丙烯PP-R管

聚丙烯属聚烯烃类,分子由碳、氢元素组成，具有良好的耐热性及较高的强度，但其熔融粘度低，低温时易脆化，经多次改进，先后开发出均聚聚丙烯PP-H、嵌段共聚聚丙烯PP-B、最后采用气相共聚法使聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的分子链均匀地聚合，形成无规共聚聚丙烯PP-R(三型聚丙烯)，克服了聚丙烯熔融粘度低、易脆化的缺点。PP-R管的设计方法与传统镀锌管材相同，为串联系统，管径有Φ20～Φ110。三型聚丙烯(PP-R)除具有普通塑料管特点外，还具有如下优点：(1)无毒、卫生。从原料生产，制品加工到使用均不会对人体及环境造成污染，该管材可用于冷、热水系统、采暖系统、空调冷凝管系统及纯净水系统。(2)耐热保温性能好。PP-R管最高使用温度95℃，瞬间温度可达110℃，长期使用温度为70℃，可作热水供应系统管材，其导热系数为0.21Ｗ/ｍ·℃，仅为钢管的二百分之一，具有较好的保温性能。(3)管道连结安装简便、可靠。由于PP-R管材、管件采用同一原料加工而成，一体化热熔连结管材、管件，经过热熔，连结部位配件和管材融为一个整体，强度大于管材本身强度，永久消除漏水隐患。热熔连结采用专用工具，几秒种完成一个接头，操作方便、安全可靠。(4)原料可回收。生产及施工中废品可回收利用，直接利用于再生产管材、管件。

5）、聚丁烯PB管

聚丁烯管是1-丁烯单体通过等规立构聚合反应而生成，管材性能与交联聚乙烯管相似，但相对强度更高，有更高的耐蠕变性和高温下的性能保持性，导热系数为0.24W/m·K，保温性能好，在长期连续工作压力下，输送水温可达95℃。例如美国塑料管件研究所评价为在常温下PB管设计水压为6.9MPa，因而世界较发达国家广泛使用PB管材。但由于世界范围内聚丁烯树脂生产厂家少，供应紧张，PB管价格昂贵。国内管材规格常见为Φ20～Φ63，压力等级为1.0～3.2MPa，建议热水管系统采用不小于2.0MPa压力等级管材。连结方式同PP-R管，为热熔连结。

6)、聚氯乙烯芯层发泡PSP管

PSP管是三层共挤成型的硬聚氯乙烯层发泡和，主要应用于室内外排水管、排污管。PSP管不仅具有传统PVC管的优点，还具有高抗冲、隔音、阻燃、绝热、热稳定性好等其它PVC管无法比拟的特性，是目前世界上发达国家广泛使用并取代铸铁管、PVC管的理想材料。主要规格有Φ50～Φ160，采用粘接连接。

7）、复合管材

复合管材是以金属管材为基础,，内、外焊接聚乙烯、交联聚乙烯等非金属材料成型，具有金属管材和非金属管材的优点。目前市场较普遍的有铝塑复合管、铜塑复合管、钢塑复合管、涂塑复合管、钢骨架PE管等。

下面仅对常见的几种加以说明。

①铝塑复合管。铝塑复合管是中间为一层焊接铝合金，内外各一层聚乙烯，经胶合层粘结而成的五层管子，具有聚乙烯塑料管耐腐蚀性好和金属管耐压高的优点，铝塑复合管按聚乙烯材料不同分为两种：适用于热水的交联聚乙烯铝塑复合管和适用于冷水的高密度聚乙烯铝塑复合管。铝塑复合管规格为Φ14～Φ32，采用夹紧式铜配件连结，主要用于建筑内配水支管和热水器管，价格较贵。

②钢塑复合管。钢塑复合管是由镀锌管内壁置一定厚度的UPVC塑料而成，因而同时具有钢管和塑料管材的优越性。管材规格为Φ15—Φ150。以铜配件丝扣连结，使用水温为50℃以下，多用作建筑给水冷水管，价格较贵。

③钢骨架PE管。钢骨架ＰＥ管是以优质低碳钢丝为增强相，高密度聚乙烯为基体，通过对钢丝点焊成网与塑料挤出填注同步进行，在生产线上连续拉膜成型的新型双面防腐压力管道。管径为Φ50～Φ500，法兰连结，主要用于市政、化工和油田管网，价格较贵。

④涂塑钢管。涂塑钢管是在钢管内壁融溶一层厚度为0.5～1.0mm的聚乙烯（PE）树脂、乙烯－丙烯酸共聚物（EAA）、环氧（EP）粉末、无毒聚丙烯（PP）或无毒聚氯乙烯（PVC）等有机物而构成的钢塑复合型管材，它不但具有钢管的高强度、易连接、耐水流冲击等优点，还克服了钢管遇水易腐蚀、污染、结垢及塑料管强度不高、消防性能差等缺点，设计寿命可达50年。主要缺点是安装时不得进行弯曲，热加工和电焊切割等作业时，切割面应用生产厂家配有的无毒常温固化胶涂刷。主要规格有Φ15—Φ100。

8）、铜管

铜管具有高强度，高可塑性等优点，同时不含有害物质，纯净、天然，抗锈蚀能力强，不污染环境，热胀冷缩系数小，抗高温环境，防火，在北方更能抗严寒气候，适合输送热水，抗老化，防腐蚀，不会被有机物软化，不会被有害气体或液体渗透。纯净的紫铜管能杀灭水中的军团症等细菌，使用寿命长，管材及其配件在国内市场上均可买到。缺点是软水可引起铜管内部锈蚀出现“铜绿水”，价格较贵，废料值偏高，易被盗窃。主要规格有Φ15～Φ160。

3、管材性能比较

由于各种建筑给水管道的材质不一样，它们的性能也各异，新型建筑给水管材大多采用热塑性塑料材料制成，故在考察和选用新型管材的时候，应注意从以下几个方面进行比较：①耐温耐压能力；②线形膨胀系数、膨胀力；③热传导系数及保温；④抗水锤能力；⑤壁厚、重量、水力条件；⑥安装连接方式；⑦价格；⑧管材尺寸范围；⑨寿命；⑩卫生指标；耐腐蚀性；施工难易度。

表1 各种塑料管材的优缺点比较表

管材
优点
缺点

UPVC
抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬。
有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送，接头粘合技术要求高，固化时间较长。

HDPE
韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好，质轻，可挠性和抗冲性能好。
熔接需要电力，机械连接，连接件大。

PEX
耐温性能好，抗蠕变性能好。
只能用金属件连接，不能回收重复利用。

PB
耐温性能好，良好的抗拉、抗压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性。
国内还没有PB树脂原料，依赖进口，价高。

PP-R
耐温性好。
在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚。

CPVC
耐温性最好，抗老化性能好。
价高，仅适用于热水系统。

PEX-Al-PEX
易弯曲成形，完全消除氧渗透，线膨胀系数小。
管壁厚薄不均匀。

ABS
强度大，耐冲击。
耐紫外线差，粘接固化时间较长。


表2 各种塑料管材的耐温性能比较表

管材
长期使用温度（℃）
短期使用温度（℃）
软化温度（℃）

UPVC
≤40

HDPE
≤60
≤80
121

PB
≤90
≤95
124

ABS
≤60
≤80
94

PP-R、PP-C
≤60
≤90
140

PEX
≤90
≤95
133

CPVC
≤90
≤95
125

PEX-Al-PEX
≤60
≤90
133

PE-Al-PE
≤40


注：1）长期使用温度系指管道在此温度范围内使用寿命达30年～50年。2）短期使用温度系指管道在此温度范围内使用寿命达10年～20年。

表3 各种塑料管材的耐压性能比较表

管材
工作压力(Mpa)
试样试验压力(Mpa)
接头密封试验(Mpa)
爆破压力(Mpa)

UPVC
1.6
42/h
De≤90,4.2PN

De>90,3.36PN

PEX
1.0/95℃，

1.6/常温
1.2

2.5
3.5

5.6

ABS
1.0
3.8/h
4～8

PB
1.6～2.5/冷水，

1.0/热水

PP-R，PP-C
2.0/常温，

0.6/75℃
20℃，11h，16Mpa

80℃，48h，4.8Mpa

80℃，170h，4.2Mpa

HDPE
1.0/热水，

1.6/冷水

PEX-Al-PEX
1.0
2.1～3.0/95℃，1h
3.5～7.0

CPVC
0.6/热水，

1.0/冷水


表4 各种塑料管材导热率表

管材
λ值(W/(m·k))

PB
0.22

PEX
0.41

PP-R
0.24

CPVC
0.14

PEX-Al-PEX
0.45

ABS
0.26

HDPE
0.48

UPVC
0.16


表5 各种管材主要性质指标表

管材

项目
UPVC
PB
PP-R
PEX
ABS
铝塑复合管
塑复铜管
钢塑复合管
涂塑钢管
钢骨架PE管

密度(g/cm3)
1.43
0.92
0.97
0.93～0.97

温度（℃）

（长期使用）
≤45
≤90
≤70
≤90
≤60
≤60
≤80
≤50
≤50
≤60

压力（MPa）

（工作压力）
1.6
1.6～2.5（冷水）

1.0

（热水）
2.0

(冷水)

1.0

(热水)
1.6

(冷水)

1.0

(热水)
1.6
2.0～3.0
2.0
2.5
2.5
1.6

(冷水)

1.0

(热水)

膨胀系数（℃）
7×10-5
13×10-5
11×10-5
15×10-5
11×10-5
2.5×10-5
1.18×10-5
1.4×10-5
1.4×10-5
2.5×10-5

导热率(W/(m·k))
0.16
0.22
0.24
0.41
0.26
0.45
视塑复材料定
接近钢管
接近钢管
视塑复材料定

弹性模量(N/cm2)
3.5×105
3.5×105
1.1×105
6.0×104
—
—
—
2.1×107
2.1×107
—

膨胀力(N)

(D=32mm,t=50℃,L=10mm)
3038
470
1774
2479
—
—
7987
20090
20090
—

管壁厚度
中间
最簿
最厚
中间
中间
厚
簿
—
—
簿

综合价格
便宜
贵
贵
较贵
较贵
较贵
贵
比涂塑管贵
镀锌管的1.3倍
便宜

规格范围外径(mm)
20～315
20～63
20～110
14～63
15～300
14～32
15～65
15～150
15～100
50～500

寿命（a）
50
50
50
50
—
50
50
30
30
30

连接方式
弹性密封或粘接
夹紧式、热熔式、插接电熔全连接
热熔式连接
夹紧式、采用金属管件
粘接
夹紧式、采用金属管件
夹紧式、焊接式
管螺纹及法兰连接
管螺纹及法兰连接
电熔式



4、给水管材的使用

众多给水管材涌现，给用户和工程设计带来了极大的便利，但由于各种给水管材因其在性能、尺寸范围及安装施工工艺等方面有其相应的特点，有各自的适用范围，同时由于给水系统中所处部位不同，而在施工安装中有不同特点。一般将其分为3个方面。

1)、室内给水分区主干管

室内给水分区主干管属给水系统的主要部分，包括分区内的横干管及立管，这一部分管道大多铺设在屋面保温夹层、吊顶、管道井、管窿内，采用支架固定，无需埋设。管径一般在25mm～80mm范围内，要求有耐久性、外观持久性、无腐蚀、无结垢、无泄露、低噪声、卫生、寿命长、安装方便的管材。一般对压力要求，冷水：20℃，1.0Mpa；热水：70℃，1.0MPa。热水管一般应采用公称压力1.6MPa～2.0MPa的管材和管件。这一部分管材在施工中一次性安装，用量大，是给水管道的主干管，适合这部分管材的塑料管：PEX、UPVC、PP-R、PP-C、PB、HDPE-Al-HDPE、PEX-Al-PEX、ABS；复合管材有涂塑钢管、钢塑复合管、钢骨架PE管、铜管等。推荐选用PP-R管。

2）、卫生间等配水支管、排水管

这部分管道管径在16mm～25mm，一般为埋墙或埋地安装，接点多。卫生间管道因设备和用户装修标准不同，安装完成，而是由用户自行在二次装修中完成这部分管道的安装。由于管道大多暗装，对管材、管件安装连接要求较高，但长期以来受市场管材质量的困扰以及安装工人员素质良莠不齐等因素影响，这部分管道发生的问题最严重，影响人们的生活质量，因而也是给水管材中急需解决的问题。适合这一部分的管材有HDPE、PEX、PEX-Al-PEX、PP-R、PP-C、PB等；复合管材有铝塑复合管、塑复铜管、涂塑管，铜管等。室内排水管及污水管选用PSP管、UPVC管、UPC螺旋消音排水管等。推荐选用PP-R管若用HDPE管及PEX管，最好安装。

3）、给水引入管，室外给水、输水管

这类管材管径大，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50mm～200mm以上。适合这部分的管材有：钢骨架PE管、ABS、UPVC、涂塑钢管、钢塑复合管。根据表5，比较UPVC管价格便宜，使用方便，但使用中有UPVC单体和添加剂渗出，故使用中应注意其铅含量要达到生活饮用水规定小于0.05mg标准；PB管有较好的高温耐久性，性质稳定，重量轻，水力条件最好，安装连接方式多样，适用不同环境，同时能够再生，是一种好的管材，但价格高。PP-R管耐稳性能好，重量轻、强度好、耐腐蚀、无毒，可回收，但其管壁厚；PEX管耐温性能好，抗蠕变好，重量轻，强度好、耐腐蚀、无毒，但施工中没有同材质管件，需金属管件连接；ABS管强度大，低温环境不易破裂，耐冲击，不含任何添加剂，管件必须同时采用ABS材料，粘接固化时间较长；铝塑复合管因可弯曲、不反弹、切割方便，目前在卫生间内使用较多；钢骨架PE管具有刚性好、强度大、承压高、重量轻、膨胀量小，价格低等优点，适合室外给水管；涂塑钢管相对于钢塑复合管，在卫生条件、价格上均有一定的优越性。推荐选用UPVC管及HDPE管

以上各种管材，可同时用于冷、热水的管材有PP-R、PB、PEX、PEX-Al-PEX、铝塑复合管、铜管，只用于冷水管材是UPVC、ABS、涂塑钢管、钢骨架PE管。

5、结论

综上所述，新型建筑给排水管材在选用时应考虑 :①管材耐压能力，特别应注意温度的变化会改变管道承压能力这一事实；②塑料管的线性膨胀系数比金属管大得多，安装时要注意设置支架、伸缩节，明装管道应注意设温度补偿装置；③给水系统中管道所处部位不同，在施工安装中有不同特点，应根据管材的性能选用管道。


建筑给水管选用原则及考虑因素?

上海现代建筑设计(集团)?

上海建筑设计科技发展中心 张淼?

[提要]在我国众多的建筑给水管材情况下，面临如何正确地选择的问题，本文在分析各种管材特性基础上，总结工程实践经验，提出了选用原则和考虑因素，供设计、施工、房屋开发商和投资者参考。?

[关键词] 建筑给水管 选用原则 考虑因素??

自从国务院4个部委以建住房〔1999〕295号下达“关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知”，规定2000年6月1日起，在城镇新建住宅中，禁止使用冷镀锌钢管用于室内给水管道，并根据当地实际情况逐步限时禁止使用热镀锌钢管，推广应用铝塑复合管，交联聚乙烯(PE-X)管，三型无规共聚聚丙烯(PP-R)管等新型管材，有条件的地方可推广应用铜管。在政府产业政策的指导下，我国建筑给水管以惊人的速度发展，取得了丰硕的成果，新品种层出不穷，在工程中得到广泛应用。到目前为止，建筑给水管管种已近20余种，远远超出文件中推广的管种：硬聚氯乙烯(PVC-U)、三型无规共聚聚丙烯(PP-R)、改性聚丙烯(PPC、PPB)、高密度聚乙烯(HDPE)、改性聚乙烯(PE-H)(PE-RT)、交联聚乙烯(PEX)、铝塑复合管(PE-Al-PE、PEX-A

l-PEX)、聚丁烯(PB)、丙烯晴—丁二烯—笨二烯(ABS)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、薄壁铜管、薄壁不锈钢管、衬塑钢管、涂塑钢管、铝合金衬塑管、超薄不锈纲衬塑管、镀镍磷合金铜管，其大致可分为金属管、金属与塑料复合管、塑料管三大类。在一个给水管道品种中又可根据其连接方式派生出许多型式。由此可见，我国建筑给水管材如春色满园、百花争艳，呈现一派生气勃勃的景象。可是，面对这些琳琅满目、五花八门的管材产品怎么选用?这个问题是众多使用者关心的问题。本人在分析各种管材的特性基础上结合工程特点，提出选材原则及其考虑因素，供同行参考。?

建筑给水管选用原则：?

1.安全可靠性。这是建筑给水中最重要原则，因为建筑给水是有压管，一旦漏水爆裂将会使建筑和人民财产造成损失。管材应能经受得起振动冲击、水锤和热胀冷缩等，并经受时间考验，不会漏水、不爆裂。有报导在已经安装的给水管道的工程，有的发生漏水、渗水，造成财产损失，巨额索赔造成企业倒闭的事例。有的省市为了完成推广塑料管的指标，片面强调

推广塑料管，提出什么实现“大楼给水管全塑化”等口号或目标，一种倾向掩盖另一种倾向。任何一种管材均有使用寿命问题，有的企业称寿命可达50年，那么应该在使用达49年时就要更换，但目前管道敷设都没有创造50年后更换的条件，也没有管材临终的予报装置，就意味着每个建筑给水系统就是一个定时炸弹(水弹)，其爆管与你没商量，这个难题就这样留给子

孙后代了。?

2.经济性。在满足使用安全供水前提下，花最少的钱选用管材。在比较管材价格时同时还要比较管件的价格，而且还要比较施工安装费用。例如薄壁铜管的管接头可能不太贵，但焊接的费用可能比管接头本身还贵，某些大口径塑料管壁相当厚，或者连接铜管件很重，可能造成折合每米价格比铜管还贵。这说明每种管材都有其适用的经济定位。某些管种只能适用于小

于管径50毫米的给水管道，为了开拓市场，却偏偏开发管径100毫米。小管径行，不等于大管也行，否则影响管道的安全性，又不经济，这也是很多企业陷入的一种误区，本意想开拓市场，而结果却反而砸了自己的品牌。?

3.卫生性。显然目前推向市场的管材均要符合国家标准GB/T17219-1998的要求，而且经过国家认可的检测部门测试，合格才能投放市场。就目前我们的卫生水准要求来说，建筑给水管均在卫生许可范围内，可能几十年后，随着卫生标准的提高，管材对水质影响也有可能引起广泛的重视，塑料管的各种改性剂，助剂、添加剂等，金属管溶于水的金属离子，这些统

称为引起人体致变的环境因子，对人体脏器等引起影响因素正有待于人类深入研究探讨。所以不加改性剂塑料和化学成份中或表面镀层中无重金属分子的金属管其卫生性能好，反之亦然。但目前有的省下达对某种塑料管禁用的文件是不妥当的。?

4.节能。任何管材从原料提炼合成、熔镉、机轧、注挤均要消耗能量，从宏观来看，金属管比塑料管要耗能。在复合过程中采用热胀、喷涂复合工艺的钢塑复合管要比金属管耗能，厚壁管比薄壁管耗能。另外从管材内表面粗糙度大的比粗糙度小的要耗能。管接头局部缩径比通径的要耗能，即沿程和局部水头损失大。从施工工艺角度分析，用电焊、气焊、热熔连接

的比涂刷绞牙的要耗能。?

5.可持续发展。任何一种管材能被人们经用而不衰，其中很重要的原因是在于它能被回收重复利用和不产生新的污染。据考证铜水管自从埃及金字塔中发现距今已达5000年之久，而镀锌钢管由于其容易锈蚀，影响水质而逐渐限用或淘汰。对于塑料管，多数可以将废料回收重复利用，而对于交联聚乙烯(PEX)因其废料或旧管不能回用，又不能降解，这个问题一直成为

探索问题。现在有一种不加交联剂的改性聚乙烯(PE-RS)问世，这使这种塑料管的发展成为可持续了。随着时间的推移，一些带有致变环境因子塑料管的发展又成为不可持续了。?

以上建筑给水管选择原则之间如发生矛盾的话，首先服从的是安全可靠性。这是无疑的了。

建筑给水管选用考虑因素：?

1.建筑装饰标准。全装修的高档商品房应该用高档的管材，如铜管和不锈钢管，而毛坯房则应用最便宜管材如PVC-U或PE管等，因为设计不能为房主考虑得十分周全，往往在装饰时把这些管道作为建筑垃圾扔掉。?

2.建筑物的寿命。一般高层建筑寿命定为100年，多层建筑定为50年，所选用管道应与其匹配。已入住的住宅，如更换给水配管是十分困难的，要断水破坏装饰。?

3.输水温度：可区分为适用冷水管和热水管。?

4.输水水质：可区分输送一般生活饮用水和输送饮用净水。?

5.使用场合：水泵房的管道，因由于振动和受水锤冲击以及检修等，应该用金属管。加压立管、给水干管如同人体的主动脉，可靠性要求高宜用金属管。进户支管一般压力不超过0.6MPa，可以用金属管也可用塑料管。水箱(池)中的管一般用金属管，要承受水力阀的开关的扭矩。?

6.敷设方法：有明敷暗敷，明敷有在室内和室外明露。塑料给水管不应在室外明敷，容易受阳光紫外线照谢，加速老化。一些软性塑料管不适合于室内明敷，热胀冷缩弯曲变形。暗敷有在管窿内、吊顶内嵌墙，或埋设于找平层中，铝合金内衬塑管，因受水泥腐蚀不应埋设或嵌墙敷设。?

7.管径：大管径建筑给水管或金属与塑料复合管，有些大口径塑料管因耗材且连接质量不易控制，既不适宜，也不经济。? 8.接头连接形式：卡套式连接可拆卸，安装方便，但容易漏水，特别用于热水系统。由于时冷时热交替变化，接头容易松动，压封式连接施工方便、快捷，但不可拆卸，密封性好；承插粘接施工方便，不可拆卸，密封性尚可，但粘接剂要求专用且避开明火。

沟槽式连接，小口径不适用，一般用于大口径给水管，但管道断面防腐必须处理好。一般PE、PEX衬里钢塑复合管因塑料韧性和蠕变性好，可用于沟槽式连接。?

热熔连接漏水的机率小，但要求施工快捷，水平垂直度要把握，一旦连接大局已定不可修改，但大管径热熔质量把握性差。焊接连接只适用于铜管，施工费用高，且有明火。?

丝口连接只适用于衬塑(涂)塑钢塑复合管、镀镍磷合金钢管，配件应用内注塑的玛钢配件。

法兰连接只适用大口径管道。?

综合上述因素列出建筑给水管选用推荐表供参考。

给水管材的选用
　　建筑物内供水管道采用传统的镀锌钢管已有近百年的历史，由于镀锌钢管易锈蚀、结垢、出红水、使用寿命短、滋生细菌、水质卫生标准无法满足等缺点，1999年12月，建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局联合出台了《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，其中明确指出：自2000年6月1日起，在新建住宅中，禁止使用镀锌钢管做给水管，推广应用塑料给水管。塑料管和传统的金属管道相比，具有重量经、耐腐蚀、卫生安全、水流阻力小、省钢节能、安装方便、使用寿命长等优点。目前我国建筑给排水塑料管主要有：硬聚氯乙烯（UPVC）、高密度聚乙烯（HDPE）、交联聚乙烯（PEX）、聚丁烯（PB）、聚偏二氟乙烯（ABS）、氯化聚氯乙烯（CPVC）、铝塑复合管（PE-AL-PE，PEX-AL-PEX）、聚丙烯（PP）、改性聚丙烯（PP-R，PP-C）和钢塑复合管等。下表是几种常用的建筑给水塑料管性能比较。

品种 优点 缺点 长期使用温度 短期使用温度 软化温度
UPVC 抗腐蚀力强,易于粘合,价廉,质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出,不适用于热水输运;接头粘合技术要求高,固化时间长 ≤40℃ - 90℃
PEX-AL-PEX 耐温性能好,抗蠕变性能好,隔氧 只能用金属件连接,不能回收重复利用 ≤60℃ ≤95℃ 133℃
PP-R,PP-C 耐温性能好 在同等压力和介质温度的条件下,管壁最厚 ≤60℃ ≤90℃ 140℃
PE-AL-PE 易弯曲成形,完全消除氧渗透,线胀系数小 厚薄不均匀,管路连接采用铜管件 ≤40℃ - -
ABS 强度大,耐冲击 耐紫外线差,粘接固化时间较长 ≤60℃ ≤80℃ 94℃
HDPE 韧性好,较好的疲劳强度,耐温度性能较好,质轻,可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力,机械连接,连接件大 ≤60℃ ≤80℃ 121℃

注：①长期使用温度系指管道在此温度范围内使用寿命达30-50年。
　　②短期使用温度系指管道在此温度范围内使用寿命达10-20年。
　　管材的选用是一个技术经济比较的过程，要从保证水质、工作温度、压力、环境温度、使用寿命、安装方法以及工程造价等各方面进行综合考虑，此外还必须兼顾居民习惯及生活质量水平、社会经济发展水平等因素。以上所列举的塑料管材都可作为住宅生活饮用水给水管材。面对广大中低档收入的居民经济适用房，可采用硬聚氯乙烯（UPVC）作为给水立管，给水支管则采用铝塑复合管（PE-AL-PE），可适当降低造价；对中高档商品房，可采用铝塑复合管（PE-AL-PE，PEX-AL-PEX）及其他塑料给水管。根据《建筑给排水设计规范》（GBJ15-88）及其局部修订稿中规定的住宅配水点的热水温度不超过60°C，故上述管材中，除了UPVC管和PE-AL-PE管外，其余的均可作为住宅的热水管道。
　　南方地区日照强度大，用户使用塑料给水管材在外墙明敷时还应考虑管道的抗紫外线能力和线性膨胀问题。紫外线对塑料材料均有一定的损害。



热水管材的选择?

(1)室内热水管。《建筑给排水设计规范(GBJ 15-88)》规定，热水供回水管可以采用镀锌钢管，宾馆、高档住宅、别墅等建筑宜采用铜管、铝塑复合管、聚丁烯管等塑料管材。随着人 们对水质要求的提高，镀锌钢管越来越被其他的管材所取代，而铜管、薄壁不锈钢管虽为热 水系统的理想管材，但其价格较贵，且保温后所占空间较大，在住宅小区内使用不易被开发商接受。而各种塑料管材的推广使用正好填补了这个空白。根据塑料管的长期耐温性能，热水用铝塑复合管（XＰＡＰ）、交联聚乙烯管(PEX)和聚丙烯管(PPR)，均可在建筑热水 供应系统中应用。下面就聚丙烯管谈点看法。?

①管道公称压力的选择：聚丙烯管的选择应根据连续工作水温、工作压力和使用年限来确定 。管道的承压由于随着输水温度的上升，其允许压力急剧下降，而且随着承压时间的增长， 其允许压力则明显下降，因此在管道使用水温从20℃上升到60℃时，其压力等级会下降50% ，从长期使用寿命考虑，热水经常使用温度则不宜超过60℃。与此同时，所选用的管材压力 等级必须满足寿命期内的承压能力。?

②胀缩：聚丙烯管的线胀系数是铜管的10倍，且热水系统温差大，其热胀性更加突出。因此 ，对明设和暗敷管道，直线距离较长时，可采用折角自然补偿或用U形管补偿。对于住宅内 热水立管，管径较大(大于DN50)，且每户均接出支管，直线距离较长又不能采用折角自由臂 补偿，使用U型、L型、Z型弯曲补偿须占用较大空间，不利于住户装修，因而急需开发一种 类似于排水UPVC管伸缩节的伸缩器。对于嵌墙敷设的管道，由于墙槽最后是用水泥砂浆嵌实 ，管道受到水泥砂浆摩擦力，其良好的蠕变性，得以使轴向力伸缩转化成径向变化。虽塑料 管的胀缩率较大，但其胀缩力却较小，其胀缩绝不会使嵌实并固化的水泥砂浆崩裂。


住宅建筑六种给水管材
的技术经济分析及对比研究

○上海现代建筑设计集团有限公司 潘德琦 ○华东建筑设计研究院 杨琦
○上海沪标工程建设咨询有限公司 姜文源 ○上海新易达消防工程有限公司 陈育芹

前言
近年来我国各种给水管材迅速发展。特别是1995年4月建设部等五部委印发的《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》的通知和1999年12月建设部、国家经贸委、国家质量技术局、国家建材局联合发出了《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，明确指出在新建住宅中禁止镀锌钢管作为室内给水管使用。因此，在工程建设中出现了品种繁多的新型管材，从塑料管、薄壁铜管、薄壁不锈钢管到各种复合管，为设计使用提供了更多的选择。如何合理选择符合技术、经济要求的管材是一个重要的现实课题。
开展住宅建筑给水管材技术经济研究的目的在于，通过住宅建筑内的各种给水管材技术经济分析及对比，为设计和房产开发商提供选择室内给水管材的参考依据，以满足人们对住宅内各种给水管的认识。
研究的方法和内容是选择多层住宅、高层住宅各一栋，从引入管到各用水点的给水管材进行经济分析。给水管的管材采用镀锌钢管、薄壁铜管、PP－R管、PVC－U管、镀锌衬塑（PVC）钢管、薄壁不锈钢管共6种。管材、配件价格按上海市施工预算定额分析，如无定额的按上海市有关生产厂提供的价格进行计算。
1 工程项目和给水管材的选择
1.1 工程项目的选用原则
所选择的住宅建筑要求具有一定的典型性，代表大多数标准商品住宅的情况，符合当前房产开发市场的现状，并满足设计规范的要求。故选择建设标准中等及以上的商品住宅建筑。
1.2 选用工程概况
现采用多层住宅和高层住宅各一栋，均为商品住宅。地处上海市区，中等建设标准。
多层住宅为6层。其2个单元，每个单元1梯2户。每户建筑面积约132平方米。每户均为三室两厅两卫一厨，室内采用错层设计。每户水表出户，给水进户管管径为DN25，每户厨房内设有洗涤盆和热水器，卫生间共两套标准配置（浴缸、洗脸盆、大便器）。其给水系统采用变频供水，不设屋顶水箱。多层住宅的建筑面积3117平方米，建筑施工图预算总造价约290万元。
高层住宅为18层。每层4户，其中三室两厅两卫一厨3户、两室两厅两卫一厨1户。平均每户建筑面积约124平方米。户内采用错层设计。每户水表出户，给水进户管管径为DN25，每户厨房内设有洗涤盆和热水器，卫生间共两套标准配置（浴缸、洗脸盆、大便器）。该高层住宅的给水系统采用水池－水泵－水箱给水方式。1、2层由市政压力直接给水，上部由屋顶水箱给水，并采用减压阀进行给水竖向分区。高层住宅的建筑面积9624平方米，建筑施工图预算总造价约1180万元。
1.3 给水管材的选用
目前市场上给水管材的品种很多，所选的6种给水管材在工程运用中相对成熟、并在同等的条件下具有可比性。以上大多数管材可用于热水管。其中镀锌钢管，虽然开始在全国范围内逐步被取代，但由于工程技术人员对其较熟悉，现将其作为管材比较的基准；而在塑料管的运用中，硬聚氯乙烯（PVC－U）管的使用最早、最广泛；聚丙烯（PP-R）管可用于热水供应；复合管以衬塑钢管为代表，其中以衬PVC－U的技术较成熟；铜管是在金属管材中应用较早、使用较多，卫生可靠；不锈钢管由于改变了壁厚和连接方式，具有了在住宅建筑中的应用性。其他管材在价格、管件的配套、应用的范围等方面存在一定的问题，在比较研究中缺少可靠的数据。
2 六种给水管材在住宅建筑中的技术分析
2.1 镀锌钢管
镀锌钢管是过去相当长时间建筑内最常用的给水管材。它具有价格低廉、取用方便、连接简单的特点。但是。随着人们生活质量的不断提高，对生活给水的水质要求也日趋提高。镀锌钢管的水质卫生问题尤为突出。大量的水质监测数据和使用实践表明，住宅建筑给水水质的恶化主要是由于给水管网的管材和二次供水所引起。
正是由于镀锌钢管的这些缺点。我国在90年代后期开始了取代镀锌钢管的工作。早在1998年3月，上海市建设委员会就规定，多层住宅和多层公共建筑室内给水管道，禁止设计使用镀锌给水钢管。1999年12月国家四部委也发文，限制镀锌钢管作为室内给水管使用。这里，镀锌钢管的出现主要作为与其他管材比较的基准。
2.2 薄壁铜管
住宅建筑中的铜管是指薄壁紫铜管。按有无包覆材料分，有裸铜管和塑覆铜管（管外壁覆有热挤塑料覆层用以保护铜管和管道保温）。薄壁铜管的连接主要采用钎焊接。
薄壁铜管具有较好的机械性和良好的延展性，管材坚硬、强度高，抗拉强度不小于205～315MPa，小管径的生产由拉制而成，壁厚远大于管道工作压力的要求，而其延伸出的管材管壁较薄，所用的材料也较少，重量较轻；管壁光滑，流动阻力小，有利于节约管材和减低能耗；铜管可以再生，国内每年有1／3的铜可再利用。
铜在化学活性排序中的序位很低，比氢还靠后，因而性能稳定，不易腐蚀。据有关资料介绍，铜能抑制细菌的生长，保持饮用水的清洁卫生。
在我国建国初期，由于钢材作为战略物资，在生活给水系统的使用上受到了一定的限制。此外，铜管相对于镀锌钢管的造价要高。
2.3 PP－R管
PP－R管为聚丙烯（PP）管改性后的共聚聚丙烯给水管。用于系统的工作压力不大于0.6MPa，工作温度不大于70℃的场合。PP－R管的连接方式采用热熔连接或电熔连接。
聚丙烯管具有卫生无毒，PPR材料完全由碳、氢元素组成；重量轻，密度为0.89～0.91g/c平方米；耐压、耐腐蚀；阻力小，管材内壁光滑；隔热保温，导热系数低；连接方便可靠、使用寿命长、废料可回收利用等特点。由于管材与管件的材质一致，因此，PP－R管在热熔连接后的管材与管件接口处连为一体，整体性好，不易渗漏。但连接时需要专用工具，连接表面需加热，加热时间过长或承插口插入过度会造成水流堵塞。
此外，PP－R管的软化温度为140℃，可以作为热水管。在塑料管中有一定的吸引力。但对于超温、超压场所需有一定的控制要求。
2.4 PVC－U管
PVC－U管的给水温度不大于45℃，给水的工作压力不大于0.6MPa。PVC－U管的连接方式常采用承插粘接，还可螺纹等方法连接。PVC－U管的化学稳定性好、耐腐蚀性强、使用卫生、对水质基本无污染。PVC－U管还具有导热系数小，不易结露；管材内壁光滑，水流阻力小；材质较轻，加工、运输、安装、维修方便。但PVC－U管的强度较低、耐热性能差、不宜在阳光下曝晒。
虽然聚氯乙烯价格较低廉，对水质的影响很小，但当PVC－U管材中加入不恰当的添加剂和其他不洁的残留物后，会从塑料中向管壁迁移，并会不同程度地向水中析出，产生不利的影响。
2.5 镀锌衬PVC钢管
衬塑管是将塑料复合而衬在钢管内壁的低压管。镀锌衬PVC钢管兼有金属管材强度大、刚性好和塑料管材耐腐蚀的优点，同时也摈弃了两类材料的缺点。
镀锌衬PVC钢管的连接采用螺纹连接方式。它管件配套多、规格齐全。这是它在使用中的优点之一。
但是，这种复合管材也存在自身的缺点。镀锌衬PVC钢管的材料用量要多，管道内实际使用管径变小；而在生产中需要增加复合成型工艺；其价格要比单一管材的价格稍高。此外，在镀锌钢管与内衬PVC的热膨胀系数之间存在着较大的差异。如粘合不牢固、环境温度和介质温度变化大，容易产生离层，而导致管材质量下降。
2.6 薄壁不锈钢管
在住宅建筑室内给水系统中，采用薄壁不锈钢管可以更经济。薄壁不锈钢管耐腐蚀，不易氧化生锈，抗腐蚀性强，使用安全可靠；且抗冲击性强、热传导率相对较低。但不锈钢管的价格目前相对较高，另在选择使用时应采用耐氯离子的不锈钢型号。
薄壁不锈钢管的连接有焊接、螺纹、封压等方式。
3 六种给水管材在住宅建筑中的经济比较
给水管材的经济分析依据是《全国统一安装工程预算定额》（上海市单位估价汇总表，1993年）。在预算编制时，其造价包括了给水管道和管道支架。阀门、龙头、卫生洁具等均未包括在内。在计算中，多层住宅以室外进户的第一个阀门开始计算给水管材，高层住宅以进入地下室的给水管开始计算给水管材。
现将六种给水管材在多层和高层住宅建筑中的预算价格作统计，见（表1）和（表2）。
从（表1）和（表2）中可以看出，在多层住宅中与高层住宅中，各种给水管材的总造价排序均相同。其总造价由低到高的次序是：PVC－U管、镀锌钢管、镀锌衬PVC钢管、PP－R管、薄壁铜管、薄壁不锈钢管。
同时，还可看出给水管材在单位面积内的造价并不高。平均在20元左右。在住宅内增设热水管的投资约为单设冷水管的一半。
经分析，可得出六种给水管材的平均总造价占建筑总造价仅约2％。
另将六种给水管材的经济性对比列于（表3）和（表4）。

若仅从总造价的因素分析，以上六种给水管材可分三个档次。总造价较低的是PVC－U管和镀锌钢管（0.7～1.0倍），总造价中等的是镀锌衬PVC钢管、PP－R管和薄壁铜管门（1.7～2.4倍），总造价较高的是薄壁不锈钢管（4.0～4.2倍）。从（表3）和（表4）中还可得出，给水管总造价占建筑总造价的百分比均很低。对比表中的（3）项和（4）项，可以发现PP－R管在材料费用上所占的比例较低，但其他费用上相对较大。
在多层住宅和高层住宅的比较中，高层住宅每套的建筑面积稍大些，室内卫生间布置的距离要远些，故套内给水管的造价要比多层住宅大。其决定因素主要是房型。而高层住宅的总造价较高、住房的得益率较低，因此，其单位面积内的造价反而比多层住宅低。
4 六种给水管材在住宅建筑中的运用对比研究
在住宅建筑的各种给水管技术运用上，需要对给水管的经济和技术作综合比较。
六种给水管材在技术上各有其特点。在考虑经济性的同时，还应注意管材的安全、卫生、耐腐蚀、安装、规格品种、连接方式等问题。现将六种给水管材的特点综合如（表5）。

以上六种管材可分为金属管类、塑料管类、复合管类。金属管强度较大，适宜暗设。塑料管相对于金属管而言，线膨胀系数较大，需要考虑管道的伸缩变形；管道支架的数量要多，支架间距要小；并与热源宜有足够的距离。这些在设计和施工中均应引起注意。
在金属管中，不锈钢管的价格目前还偏高，铜管的总造价与PP－R管在同一档次。但管壁外有时会形成铜绿。据专家介绍，铜在水中是很耐腐蚀的，也是很难形成铜绿的。铜绿的主要成分是碱式硫酸铜和碱式碳酸铜。这种铜绿组织致密，并与铜基体结合紧密，对铜管起到良好的保护作用，防止基体的继续腐蚀。在给水管道中，SO2、CO2、O2的含量是极微的，且铜在水中的电离电位为正值，不易被水中的H＋置换，即很耐腐蚀。即使有少量的铜离子溶入水中也是对人体有益的。
为在住宅中选择给水管材具有相对经济对比，现综合多层与高层住宅的各种给水管材与镀锌钢管总造价之比，如（图1）。

以上分析比较选择的是上海的工程项目。虽然全国各地的管材价格和安装定额各有不同，但研究中的六种给水管材的总造价之比、技术性能比是不会有太大差异的。
综上分析，在中等及以上的商品住宅中，其室内给水管材宜选用铜管或PP－R管。两者在经济因素上较接近，管材的规格上也较多。薄壁铜管在技术性能上更优。对于造价较低的、由用户自行装修的或室内仅设冷水管的住宅，其给水管可采用PVC－U管。
5 结论
1. 在住宅建筑的给水管材选用中，薄壁铜管、PP－R管、PVC－U管、镀锌衬PVC钢管、薄壁不锈钢管等给水管材均可采用。薄壁铜管、PP－R管、薄壁不锈钢管还可用于住宅的热水管。
2. 住宅建筑给水管材的选择需要综合技术和经济因素决定。选择中宜依据住宅建筑的设计标准、建筑造价、使用要求和使用年限、安装维护等要求来考虑。
3. 在中等及以上的商品住宅中,其室内给水管材宜选用铜管或PP-R管。薄壁铜管在技术性能上更优。但对于造价较低的，由用户自行装修的或室内仅设冷水管的住宅，其给水管可采用PVC-U管。
4. 对于同一住宅内，还可根据选择要求，不同的场所（套内或套外）采用不同的给水管材。单元内的给水管材使用标准可适当提高。



几种新型化学管材在工程应用中的优劣对比

随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也在与日俱增。伴随现代生活新理念--让绿色走进家庭，一批与人们日常生活息息相关的新型绿色环保管材便应运而生，如铝塑管、PP－R管、PP－B管、PE－X管、PE管等。为了加快这些新型管材的推广，原国家经贸委、技术监督检验检疫总局、原国家建材局早在1999 年便联合出台了《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，明确指出：自2000年6月1日起，在城镇新建住宅中，禁止使用冷镀锌钢管用作室内生活给水管道，并根据当地实际情况逐步限时使用热镀锌钢管，推广应用铝塑管、三型无规共聚聚丙烯（PP－R）管、交联聚乙烯（PE－X）管等新型化学管材。而且为配合国家推广应用这些新型化学管材，全国已有30多个省市出台了地方性政策文件，同时还通过技术交流会、展览会等各种形式。让相关专业人员和寻常百姓认识、了解这些新型化学管材的优质特性：绿色环保、耐酸碱抗腐蚀、经久耐用、质轻价廉、经济美观、施工简便、卫生节能等。
正是由于这些化学管材的优质特性，使得人们能够一改生活中用钢管供暖的方式，使深受人们喜爱的低温地板辐射采暖、管道暗埋敷设等形式悄然走进了千家万户，带给了人们无尽的舒适和享受。可以说，新型化学管材的推广，带来了管道产业一次新的历史革命。而且近几年以来，工程中对新型化学管材的需求每年都以惊人的速度递增，向人们展现了新型化学管材广阔的发展前景。
性能优劣对比：1.三型无规共聚聚丙烯（PP－R）管优点：（1）可回收利用，无毒无味，绿色环保。（2）热熔连接，施工简便，不渗漏，省工省时。（3）管道明装、暗敷均可。（4）性能价格比较高。（5）管道内壁光滑，阻力小，流通能力增强，节能降耗。(6)广泛用于生活冷热水管道、地板采暖、暖气、腐蚀性流体输送等领域。
缺点：（1）管材抗低温性能差，冬季施工时质脆易裂，操作环境温度最好保持在5℃以上，且严禁抛摔。（2）原材料大部分依靠进口，使得管材价格偏高，原料来源受限制，有时不免生产受阻。（3）管材表面硬度低，运输、施工中需轻拿轻放，否则极易损伤表面，影响美观。（4）目前管材管径规格仅为Ф16mm～Ф160mm（Ф160mm的管道价格太高且安装操作困难，实际应用还很少），与实际工程所需的管材规格相比，还有很大距离。（5）管件配套性差，通用性差，不同厂家不同形式不同色泽，影响安装、验收和美观。（6）热熔连接，需专业安装人员和专用工具，遇到操作空间狭窄时，给安装造成困难。（7）管材热膨胀系数较大，温度70℃以上时，管材易弯曲变形，影响使用效果和使用寿命。（8）不能阻燃，无法用于消防管道和燃气管道。
2.嵌段共聚聚丙烯（PP－B）管优点：（1）可回收利用，无毒无味，绿色环保。（2）热熔连接，施工简便，不渗漏，省工省时。（3）管道明装、暗敷均可。（4）管材价格较低，经济实用。（5）耐低温环境应力开裂性能好，使用温度在－20℃～60℃之间。(6)一般用做冷水管道、耐腐蚀管道。
缺点：（1）耐高温性能差，不能用做采暖等高温管道。（2）目前管径规格仅为Ф16mm～Ф110mm，规格偏少。（3）管件配套性差，通用性差，给安装验收带来一定难度。（4）热熔连接，需专业安装人员和专用工具，遇到操作空间狭小时，给安装造成困难。（5）不能阻燃，无法用于消防管道和燃气管道。（6）管材的热伸缩性和二次维修问题不易解决。
3.铝塑管优点：（1）管材中间有铝层，不透氧，不会对钢制散热器及钢制壁挂炉等产生腐蚀。（2）韧性好，在允许弯曲半径内，可随弯就弯，减少阻力。（3）可盘管供应，为运输、储存带来便利。（4）安装简便、快捷，省时省力。（5）热水铝塑管耐高温可达95℃。（6）广泛用于冷热水管道、地板采暖、暖气、压缩空气管道、耐腐蚀管道等。
缺点：（1）管材、管件价格较高，工程造价相应较高。（2）目前管径仅为Ф16毫米～Ф75毫米，性能价格比较低。（3）管材采用卡套式或卡箍式机械连接，管材与管件不同材质、不同厂家，往往因规格不匹配、热膨胀系数不同而导致管道连接处漏水。另外，目前国家尚未出台关于铝塑管材、管件的统一标准，致使管材、管件的物理性能和卫生性能等良莠不齐，再加上有些施工队伍的素质较差，导致目前铝塑管市场极为混乱，这些因素都大大阻碍了铝塑管市场的正常发展。（4）管材加工工艺，尤其是铝带焊接和热熔胶粘接工艺较难控制，使管材有时出现脱层现象，承压能力降低，影响使用寿命。（5）管道明装，不易调直，影响美观。（6）管件规格不全，配套性差。（7）管材不易回收，尤其是热水管材无法回收，成本无形增加。
4.交联聚乙烯（PE－X）管优点：（1）造价较低，施工成本低。（ 2）韧性好，在允许弯曲半径内，可随弯就弯，减少阻力。（3）可盘管供应，为运输、储存带来便利。（4）安装简便、快捷，省时省力。（5）耐高温可达95℃。（6）一般用于热水管道、地板采暖、暖气管道等。
缺点：（1）目前管径一般为Ф16毫米～Ф25毫米，大部分用于地板采暖。（2）管材与管件采用卡套式机械连接，管道连接处易漏水。（3）管件规格不全，配套性差。（4）管材不可回收，单位成本较高。（5）管道内纯净水通过时，会产生异味。（6）管材需二次交联，加工工艺繁琐。
5.聚乙烯（PE）管优点：（1）管材价格较低，工程造价低，使用寿命长。（2）管径在Ф63毫米以下的管材可盘管供应，Ф63毫米以上的管材，每根长度可达12米，施工时可相应减少管件连接的造价。（3）管材与管件采用热熔承插、热熔对接、电熔连接，强度高，牢固可靠，不渗漏。（4）韧性好，施工时在允许情况下，可随弯就弯，减少管件数量，降低造价。尤其在山区，施工时可依地形走势，任意角度连接，施工简便快捷。（5）由于管道焊接可在地面操作，故施工时，管沟土方的开挖量约为普通钢管的2／3，大大降低了施工费用。（6）施工操作简便，焊接速度快，较普通钢管工期可缩短近1／2，大大提高了施工效率。（7）一般用于低压燃气、低压供水管道。可用沉桩法等将管材沉入江、河、湖底施工，这是其他管材无法比拟的，还可利用管道自身的韧性，在城镇管网的改造中，将PE管穿入原有废旧管道中，从而避免因地面开挖带来一系列的不良影响，真正造福于民。随着城镇原有铺设的供水、燃气管道使用寿命的陆续到期，PE管道的广泛应用将为人们描绘一幅绚丽的蓝图。
缺点：（1）管材承压低，无法用于输送供水、燃气的高压主干线。（2）国内电熔管件质量真正过关的厂家还很少，大部分依赖进口，且管件的配套性、齐全性仍有待于进一步的研发。（3）管材材质较软，安装完毕回填土时，除按正常规程施工外，严禁将尖锐物回填在管道周围，以免管道破损。（4）PE80、PE100的原料仍由国外进口，无形中又增加了管道自身的成本。(全国塑料加工工业信息中心)
综上所述，目前铝塑管、PP－R管、PP－B管、PE－X管、PE管在实际工程应用中，尽管自身都存在着不同程度的不足，但仍备受设计人员、施工人员和人们的青睐，而且以不可阻挡的可喜势头，走到了新型化学建材发展的前列。我们每位工程技术人员，应根据每项工程的不同情况，选择使用不同类型的既经济又合理的管材，让安装者省心、让使用者安心，同时及时交流、反馈工程信息，从而为新型化学管材的顺利推广和不断改进贡献自己的力量。

原作者：圣火暖通网


如何挑选建筑塑料管材、管件



建筑排水用硬聚氯乙烯管材
商品知识：
建筑排水用硬氯乙烯管材简称为UPVC或PVC-U排水管，是以PVC树脂为主要原料，加入适量填充料，及适宜的助剂。如稳定剂、改性剂、润滑剂等，经挤出机挤出成型而成。
UPVC排水管在我国塑料管行业产量占到50%左右，在欧洲UPVC管占到塑料管市场的60.6%，其中UPVC排水管占到世界塑料管市场的46.3%。
UPVC管具有以下特征：（1）耐化学腐蚀性好；（2）具有自熄性和阻燃性；（3）耐老化性好，同在-15℃-60℃之间使用30-50年；（4）电性能良好，体积电阻1~3×1015Ω/cm3，击穿电压高达23~28Kv/mm；（5）内壁光滑、内壁表面张力小，很难形成水垢，流体输送能力比铸铁管高43.7%；（6）比钢管、铁管轻、很容易扩口、粘接、弯曲，安装工作量公为钢管的1/2；（7）UPVC管的韧性低，线膨胀系数大，使用温度范围窄。作为UPVC管的一部分，UPVC排水管也具有以上特征。
UPVC排水管主要应用于建筑排水，市政排污及雨水排水等领域。UPVC排水管按其结构可分为UPVC实壁排水管、UPVC螺旋带肋排水管、UPVC芯层发泡排水管（另篇介绍）。按用途可分为排水管、排污管、雨落水管。其中UPVC实壁排水管最常见，但由于UPVC排水管在使用过程中（主要是指立管）产生的声音较大，一定程度上影响了居民的正常生活，因此，可有效降低噪声的UPVC螺旋管及芯层泡管等几种新型排水管逐渐为广大用户所接受，并呈现出增长的势头。UPVC螺旋管由于内壁带有45°周向环绕的肋，当用于立管排水时，水流在管内沿顺时针旋转而下，中间形成空气柱，而大大减少水流与空气的碰撞致命伤而减少噪声，其设计构思为降低噪声源，最初由韩国人发明。而UPVC芯层发泡管由于中间层发泡，具有隔音效果。另外目前市场也开始出现了芯层发泡螺旋管，将两者结合起来，如果物理性能能满足要求的条件下，相信其降噪声效果会更明显。
如何选购：
UPVC排水管由于其原料来源广泛，生产成本较低（一条生产线约投资15万~20万元），全国的生产企业较多，但由于PVC树脂本身对原料要求又比较苛刻，这就使不同配比的UPVC排水管的质量相差悬殊，有的企业生产的UPVC管拉伸强度达到50多Mpa，而有的才只有30MPa左右。从而给UPVC排水管的市场造成极大的混乱，因此用户在选择时应特别注意：
1．针对目前最常见的白色UPVC排水管，颜色为乳白色且均匀，内外壁均比较光滑但又有点靱的感觉为好，而比较次的UPVC排水管颜色不是雪白雪白的，就有些发黄，且较硬，有的颜色不均，有的外壁特别光滑，而内壁显得粗糙，有时有针刺或小孔。
2．UPVC排水管的韧性是非常关键的指标。韧性大的管当我们将其锯成窄条后，试着折180°，如果一折就断，说明韧性很差，脆性大；如果很难折断，说明有韧性，而且在折时越需要费力才能折断的管材，强度很好，韧性一般不错。最后可观察断茬（锯的茬口除外），茬口越细腻，说明管材均化性、强度和韧性越好。
3．UPVC排水管的抗冲击性，也可用简单的办法做宏观的大致的判断。可选择室温接近20℃的环境，将锯成200mm长的管段（对110mm管），用铁锤猛击，好的管材，用人力很难一次击破。（管越粗，承力越大）。
4．有条件的用户，可将管材制成哑铃型，平行窄处宽6mm，5mm/min拉力速度做拉伸强度，大于10MPa为合格。拉伸得越长，管材越好。
5．用户选择UPVC排水管时，应到有信誉的经销点选择大型的知名企业的产品，或到知名品牌的直销点购。经过我们初步调查，路边小经销点销售的杂牌UPVC管合格率不足20%。
主要技术指标（按GB/T5836.1-1992）：
拉伸屈服强度 不小于40MPa （合格品） 不小于43MPa （优等品）
纵向回缩率 不大于9% （合格品） 不大于5% （优等品）
扁平试验 无破裂
落锤冲击试验 9/10通过 （合格品） TIR≤10% （优等品）
（20℃或0℃）
建筑排水用硬聚氯乙烯管件
商品知识：
建筑排水用硬聚氯乙烯管件简称UPVC排水管件，目前常见颜色为白色，其组成与UPVC排水管材基本相同，但管件是用注塑成型。根据注塑机型号不同，工艺不同，有的是单点注塑成型（成品上有一个明显注塑点），有的是端部浇口（如环形浇口或隔膜浇口，端部有注塑棱线）。根据管件形状及用途分，主要有管箍，45°弯头，90°弯头，90°顺水三通，45°斜三通，瓶型三通，正三通，斜四通，有角四通或异径三通，异径四通。
UPVC排水管件，尽管设备比较简单，投资不算大，但由于其品种多样，形状复杂，所以配套的不同口径的模具多达上百种，总体投资比较大。因此，小型塑管企业大部分不具备生产的能力。有些小企业是选择其他企业的产品与自己配套。很难形成规模。
如何选购：
UPVC排水管件应主要考虑以下方面：
1．外观。好的管件内外壁较光滑、无尖刺、无色差，棱角分明且齐整，管壁较厚，手感厚实。
2．耐热性（标准中称为烘箱试验）。好的管件在150℃烘箱中按壁厚烘相应时间，见表2，不会出现严重的起皮，爆裂，颜色变化也不大，尤其是注射点和拼缝线附近不应出现穿透裂缝。
3.低温脆裂性(标准中称为坠落试验)。将样品在0℃冰箱中放置30min后立即拿出在水泥地面上自由坠落，外径不大于75mm的管件附落高度为2m，大于75mm管件高度为1m，然后观察管件表面有无裂纹，完好无损的产品证明其此项性能符合要求。
4．与管材连接部位（标准中称为承插口）的长度或深度足够长。不正规企业生产的管件，为了降低成本，故意偷工减料，承插口一般较短，这样在以后的使用中容易使接头渗漏水。如果从安全使用角度考虑，承插口深度越长越好，用户可多比较或实际测量。但从经济角度考虑，标准中给出了最小承口深度值。
5．注意所购管件与管材的匹配问题。首先应用管材试着插入管件中几次，应感觉不困难，但插入后也不能太松为好；其次应购买相匹配的PVC塑料胶粘剂，以便粘接牢固。
主要技术指标（按GB/T5836.2-1992）
1．烘箱试验 无严重起泡，碎裂，拼缝线开裂现象等。
2．维卡软化温度，℃≥77（优等品）；≥70（合格品）
3．坠落试验（0℃） 无裂纹，无破裂。
排水用芯层发泡硬聚氯乙烯管材
商品知识：
排水用芯层发泡硬聚氯乙烯管材简称为UPVC芯层发泡管，是采用三层共挤出工艺生产的内外两层为普通UPVC，中间是相对密度0.7~0.9g.cn3低发泡层（细微封闭孔）的一种管材。自20世纪90年代，我国引进硬质PVC芯层发泡复合管材生产线以来，这种性能优越，节约原材料，又可节省能耗的新型管材逐渐被人们所重视，发展进度较快，应用领域日益扩大。此类管材单位长度相对实壁UPVC管可减少17%以上的UPVC用量，同时改善了管材的绝热，隔音和耐冲击性能。主要应用于排水管及护套管，化工排污及通风等场合。
目前，市场上也出现了一种UPVC芯层发泡风螺旋管，其主要是为了更有效降低在使用中（尤其是做立管）水流澡声问题而设计开发的，也属芯层发泡管类，但为改进型。根据有关资料得出，UPVC芯层发泡管相对实壁管可降噪3~5dB（8%~11%），如果按简单的几何加和，则UPVC芯层发泡内螺旋管的综合降噪达8~12dB，从而显示了良好的使用效果。如果使用UPVC芯层发泡内螺旋管，其噪声效果已十分接近铸铁管，从而克服了人们反应强烈的UPVC排水管噪声大的问题，为塑料管进一步发展与推广奠定了基础。
UPVC芯层发泡管具有以下特点：
1．由于加入了具有消能作用的发泡层，其隔音效果较好，水噪声明显低于PVC实壁管，改进型的芯层发泡加内螺旋，其噪声效果已十分接近铸铁排水管，甚至低于铸铁排水管。
2．材质更轻，便于搬运、安装施工，可提高工作效率，缩短施工工期，降低安装费用。
3．节约原材料，降低生产成本及能耗。
4．管材抗冲击能力大大提高，环向刚性增强，因而安装中不易破损。
5．耐交替载荷疲劳强度比实壁管增加约30%，更有利于应用在埋地工程。
6．在弯折状态下寿命比实壁管长。
如何选购：
UPVC芯层发泡管是采用三层共挤工艺生产，较UPVC实壁管复杂得多，因此设备投入及对技术要求也较高，因此国内生产企业不多，尤其是小型企业不具备生产能力，主要是一些大型企业生产，这也为UPVC芯层发泡管的质量提供了有力的保证。但也有个别企业生产的产品质量不太稳定。针对其常见的质量问题，用户在选择时应注意以下几个方面：
1．UPVC芯层发泡管是有三层结构--内、外皮层和中间发泡层。由于内、外皮层较薄，要达到理想的强度等级及刚度要求，内、外皮层本身的原材料要求高于实壁管，用户在选择时应索取内、外皮层的材料性能测试报告及整管的检测报告。
2．内、外皮层的厚度也应达到标准要求。标准将UPVC芯层发泡管分为三个等级S0、S1、S2，其中S0级供建筑物排水选用，S1、S2级供埋地排水选用，也可用于建筑物排水使用。针对不同的用途，用户选择相应的等级，同时应实际测量内、外皮层厚度.。
3．UPVC芯层发泡管相对于实壁管具有很好的冲击性能，但标准也提出了更高的要求，低温（0℃）冲击。因此如果管的内、外层材料性能如达不到要求，很难过关。用户可将锯成200mm长的管段在0℃条件（可选用冰水混合液或冰柜）进行养护至少30分钟后，进行敲击，大致判断其冲击性。如有怀疑可到正规检测单位检测。
4．UPVC芯层发泡管标准对其加热回缩性（标准称为纵向回缩率），要求也较高。选择时，用户可将锯成200mm长的管段在150℃条件下，一般烘1小时，然后肉眼观察有无严重变色，变形，开裂现象，冷却到常温后，再用直尺测量管段的长度，其长度差应小于10mm，这就可做粗略判定。
主要技术要求（按GB/T16800-1997）
S0 S1 S2
环刚度，kN/m2 ≥2 ≥4 ≥8
扁平试验 不破裂，不分脱
落锤冲击试验（0℃） 12次冲击，11次不破裂
纵向回缩率 ≤5%，且不分脱，不破裂
二氯甲烷浸渍 内外表面不劣于4L
给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材
商品知识：
给水用硬聚氯乙烯管材简称为UPVC给水管，在欧盟使用较多，我国市场份额不大。是以PVC树脂为主要原料，加入专用助剂，经挤出机挤出成型而成，但要求采用氯乙烯单位（VCM）残留量低的卫生给PVC树脂粉，同时采用无毒或低毒（低铅含量）热稳定体系，以保证管子的卫生性。VCM是致癌物质，我国规定卫生级PVC树脂中，VCM残留量为不大于5×10-6，铅是一种累积性的毒素，尤其对幼童（6岁以下）、胎儿、孕妇的健康影响较大。
不同于UPVC排水管，UPVC给水管的耐压性能是其主要的力学指标，影响管材耐压性能的既有机械设备因素，也有原材料和配方因素，同时也要考虑工艺的相应调整。如挤出螺杆和机筒的间隙不宜过大；更大的供料量和更大的压缩比；设计合理的配方，并进行相应合理的工艺调整，将塑化度控制在60%~65%。
市场常见的UPVC给水管以灰色为主，同一规格的较UPVC排水管壁更厚，耐冲击性能也远大于UPVC排水管。尽管UPVC给水管本身的刚性较大，低温耐压性能优良，20℃耐压环应力可大于42MPa，是目前市场上出现的建筑用给水塑料管中用量最大的，但其高温耐压性很差，因此只能用于塑料管中用量最大的，但其高温耐压性很差，因此只能用于60℃以下冷水或低温热水管道系统。用户使用时应注意。
如何选购：
UPVC给水管的连接方式与排水管相同，一般采用胶粘。选择UPVC给水管应着重考虑以下几个方面：
1．用户选择首先应用外观、尺寸方面宏观检查，如周向壁厚是否均匀，壁厚是否够厚，可多做比较。
2．应索取管子的检测报告，及其卫生指标的测试报告，最好看原件。
技术指标（按GB/T10002.1-1996）
维卡软化温度 ≥80℃
纵向回缩率 ≤5%
二氯甲烷浸渍 表面无变化
落锤冲击试验（0℃）TIR ≤5℅
液压试验20℃，环应力42Mpa下 无破裂，无渗漏
60℃，环应力15MPa下 无破裂，无渗漏
给水用聚乙烯（PE）管材
商品知识：
聚乙烯（PE）是一种由多种工艺方法生产的，具有多种结构和特性及多种用途的系列品种树脂，占世界合成树脂产量约三分之一，居第一位，聚乙烯管的应用始于20世纪40年代，最初用做电话线导管和矿井无压排水（采用低密度聚乙烯管）。20世纪50年代中期，聚乙烯管用于给水（开始采用高密度乙烯管）。20世纪60年代中期开始采用聚乙烯管输配天然气（采用中密度聚乙烯管）。目前聚乙烯管已成为继UPVC管之后的世界上消费量第二大塑料管品种，世界年消费量在150万吨以上，而且增长速度很快。聚乙烯管可广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、油田、矿山以及邮电通讯等领域。
聚乙烯管可分为实壁管和结构壁管两大类，由于实壁管的常见性，普遍性，大众性，本篇主要介绍聚乙烯实壁管。习惯上按照聚乙烯管分为低密度及线型低密度聚乙烯（LDPE及LLDPE）管（密度0.900~0.930g/cm3），中密度聚乙烯（MDPE）管（密度0.930~0.940g/cm3）和高密度聚乙烯（HDPE）管（密度0.940~0.965g/cm3）。目前随着中国与国际化接轨，标准修订也尽量走国际化道路，因此，ISO标准组织及国标GB/T13663-2000标准，根据聚乙烯管材预测的长期静液压强度的置信下限σLPL（20℃，50年，97.5%）。对和材及其原料进行了分类和命名，有PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级，本篇介绍的用于建筑给水管通常采用PE63、PE80和PE100等级的中或高密度聚乙烯管，最常见为PE80和PE100级。
聚乙烯给水管常见的颜色有白色、蓝色、黑色，但暴露在阳光下的敷设管道必须是黑色（主要考虑其耐老化性）。
聚乙烯给水管具有比重小（0.93~0.97g/cm3），强度与重量比值高，脆化温度低（-80℃），优良的低温性能和韧性，可盘道管进行插入施工，使工程费用大为降低，耐腐蚀，良好的快速裂纹传递抵抗能力。
聚乙烯给水管常用连接方式有：热熔套接或对接、电熔连接及带密封圈塑料管件连接（多见于韩国管），有的也采用法兰连接。
如何选购：
作为建筑用供水管道的PE给水管，其质量的好坏，关系到居民的生活秩序及财产安全，因此用户在选择时应慎重考虑。
1．首先用户应观察管子的外观，管材的内外表面应清洁、光滑，不允许有气泡，明显的划伤，凹陷、杂质，颜色不均等缺陷，并注意壁厚是否均匀。
2．2000年国家修订了聚乙烯给水管的标准，除了材料分类与国际接轨外，还有一个最大的变化是，去掉拉伸强度的要求，增加断裂伸长率标准值（≥350%）即强调管材其本韧性。
3．PE给水管其他主要性能靠人工很难判断，用户主要依靠供货方提供的检测报告来判断，重要用途选用PE给水管最好要求当场抽样送至正规检测部门复检。尽量选择全项测验。
4．用户应仔细检查检测报告，因为有的生产企业生产的管材某些性能达不到标准要求，就只检测合格项目，这样的检测报告用户应大胆提出质疑。
主要技术指标（按国家标准GB/T13663-2000）
断裂伸长率 350%
纵向回缩率（110℃） ≤3%
氧化诱导时间（200℃） ≥20min
静液压强度 20℃ 100h 不破裂，不渗漏
80℃ 165h 不破裂，不渗漏
80℃ 1000h 不破裂，不渗漏
耐候性（对蓝色管材）符合要求。
建筑给水交联聚乙烯（PE-X）管材
商品知识：
建筑给水交联聚乙烯（PE-X）管材简称为（PE-X）管，是采用预交联的聚乙烯树脂经挤出成型的管材。成型的管壁已成为交联聚乙烯材料。交联聚乙烯是在聚乙烯长链分子间进行化学键接，形成三维的网状化学结构，以增强聚乙烯的物理机械性能。生产交联聚乙烯管有多种交联方式，如硅烷交联、辐射交联、偶氮交联、过氧化物交联等。我国目前多采用硅烷交联法生产。生产工艺有一步法和两步法，并以一步法居多。
PEX管因其特殊分子结构而具有以下特点：
1．优良的耐温性。可在-70℃至110℃条件下使用，可用于热水管道和地板采暖，既耐高温，又耐低温，适用面广。
2．长期蠕变性能优良。PEX管一个重要特点是其蠕变强度随使用时间的变化不显著（即使在较高温度下）。
3．PEX管耐腐蚀性能良好。室温几乎不熔于任何有机溶剂。除强氧化剂（如混合酸等）外，PEX在室温下能耐多种酸、碱和盐类溶液的腐蚀。如在60℃以下，能耐50%硫酸、40%硝酸、浓盐酸和各种浓度的盐类、碱类溶液的腐蚀。
4．电绝缘性能优良，其击穿电压在60~90kV/mm以上。
5．可弯曲性好，PEX管材刚中有柔，不会因脆性而断裂。
5． 耐环境应力开裂性极佳。
但PEX管也是有耐光老化性能差，阻透能力差等缺陷，但均可通过一定的助剂改性得到弥补。另外就目前技术而言由于PEX管的不可回收性，对环境构成威胁，也限制了其发展。
PEX管的使用，在化学工业中，可用于输送浆液和酸、碱等管道；在食品工业中可用于饮料、酒类、牛奶的输送管线；在房屋建筑上可用于冷热水供应系统、空调冷热水系统、集中供暖系统、地面采暖系统、管道饮用水系统、制冷系统及水处理系统管线；机场跑道、城市交通干线等室外场地的融雪系统等。
PEX管用于建筑冷热水管连接时，一般采用金属质内外夹紧式管件进行机械连接，主要有两类：卡圈锁紧式管件和卡环压紧式管件连接。
PEX给水管通常颜色为白色，也可作成其他颜色。
如何选购：
PEX给水管与PE给水管在外观上很难区分，但内在材质及性能的差别非常大。正规企业生产的管材都有明显的符号标识，标有"PE-X"或"PEX"字样的为PEX给水管，一般用户在选择时应仔细观察管材上的标识。PEX管相对于PE管在材质方面最明显的差别是交联度，PEX管交联度一般应在65%以上，而PE管无交联度，用户应观察PEX管检测报告，看有否交联度项目，测量值是否大于65%。
另外，用作建筑采暖系统的PEX管，必须作95℃，1000小时水压试验，才能基本满足要求。甚至还应做110℃，8760小时热稳定试验。用户应认真对待。
主要技术指标（按行业标准CJ/T205-2000）
纵向回缩率（120℃） ≤3%
交联度 ≥65%
耐液压性能 20℃环应力12MPa，1h 不破裂，不渗漏
95℃环应力4.8MPa，1h 不破裂，不渗漏
95℃环应力4.6MPa，165h 不破裂，不渗漏
95℃环应力4.4MPa，1000h 不破裂，不渗漏
铝塑复合压力管
商品知识：
简称为铝塑管（PAP），是以聚乙烯（PE）或交联聚乙烯（PEX）为内外层，中间芯层夹一焊接铝管，并在铝管的内外表面涂覆胶粘剂与塑料层粘接，通过一次成型或两次成型复合工艺成型的管材。具有五层结构，即塑料/专用热熔胶/铝材/专用热熔胶/塑料。
铝塑复合管技术是20世纪70年代由英国学者申请专利；经过80年代英国、德国、瑞士等国近十年的工艺开发，研究定型实现了工业化生产。90年代英国凯达技术集团有限公司将用该技术生产的铝塑复合管称为"凯达管"。德国U-NICOR（尤尼克）公司也将自己生产的铝塑复合管称为"尤尼克管"。
铝塑复合管分类。根据中间铝层成型方式不同，分为"对接焊法"和"搭接焊法"，通常焊接方式有超声波焊接（适于Ф32mm以下）、氩弧焊接（熔融焊接）和激光焊接三种。根据采用的材料不同，可分为非交联型铝塑复合管（采用普通HDPE或MDPE作塑料层，结构为PE/A1/PE）和交联型铝塑复合管（采用PEX作塑料层）。交联型铝塑复合塑常见的又有两种：一种是内外均交联的，结构为PEX/A1/PEX，一种为内层交联的，结构为PE/A1/PEX。
在国外，铝塑管已经和PEX管，三型聚丙烯管（PP-R）、聚丁烯（PB）管和UPVC管成为最重要的高性能塑料管材。自我国1991年中国市场上首次出现进口铝塑复合管以后，目前全国正规铝塑复合管生产厂家超过300余家，生产线超过400多条，搭接焊生产线占70%，对接焊生产线占30%，生产能力已达8亿米/年以上，2000年用量约达2亿米左右。
铝塑复合管主要具有以下优点：
1．100%隔氧，彻底消除渗透，有效保护管道设备。
2．管子在相当大的范围内可以任意弯曲（管子弯曲的最小半径为管外径的5倍），不回弹。
3．较低综合热膨胀系数，提高管的尺寸稳定性，热膨胀系数为2.5×10-5[（m/m．℃）]，是PEX管的1/6。
4．用作通讯线路时具有屏蔽作用，可以防止各种变频，磁场的干扰。
5．由于含有铝层，用金属探测器可以容量探测出管的埋藏位置。
但铝塑复合管也有很难回收，生产成本高，管件价格较贵，管结构复杂、质量控制难度大，受成型工艺影响大等缺点。
铝塑复合管主要采用卡圈压紧式管件连接，管件一般为铜制，不锈钢制，或合金质管件。
如何选购：
铝塑复合外管根据用途不同通常做成不同颜色，以便用户区分，冷水管一般为白色或蓝色，热水管一般为红色，燃气管一般为黄色，铝塑复合管因其优越性能为广大消费者所接受，但因高质量的管价格较高，使其受到一定限制。而市场上出现了大量以次冲好的伪劣产品，价格低廉，严重扰乱了铝塑复合管的发展，望广大用户选择时注意。现浅谈如下：
1．用户选择铝塑复合管时，首先应考虑，塑料层是聚乙烯（PE）还是交联聚乙烯（PEX），如果用于冷水管道系统，适用非交联铝塑管，如果用于低温（≤60℃）采暖系统（如地板采暖等）可选用内层交联型铝塑管，但如果用于高温集中供暖系统，则一定要选用内外层均交联的铝塑管。
2．应考虑铝层是搭接还是对接焊。因搭接焊铝塑管，铝层一般较薄，约0.2~0.3mm，产品主要集中在32mm以下的小口径管材，生产设备结构简单，成本较低。但整体壁厚不均匀（尤其是焊缝处），会影响与管件的连接质量，并易产生应力集中，因此用户应按用途之重要性适当选择。而对接焊铝塑管，一般采用氩弧焊接工艺，铝管壁厚均匀，铝层厚度可以从0.2~2mm，且铝材强度较高，从而具有金属管在强度和可靠性方面的优势。其最大可生产出63mm直径的复合管，但成本偏高。
3．目前南方市场出现一种价格低廉的所谓铝塑复合管，其实为塑料夹铝管，此品实际为三层结构，在铝层和聚乙烯层之间根本就没有粘结层。仅江浙一带就有近百家企业生产这种管子。最便宜的仅卖2元1米，而正规铝塑复合管则10多元1米。因此用户选择时要特别注意。简单判断此品与正规铝塑复合管差别，可用小刀切开塑料外层，观察外塑料层与铝层之间是否有粘结，好的铝塑复合管即使借助工具也很难将粘在铝层上的塑料剥干净，另外有的企业生产的这种塑料夹铝管，甚至铝层都没有焊接，用户也可用切开的方法检查。这种塑料夹铝管如果用在农业滴灌上，应该说是可以的，但用在饮水工程上则万万不可，因其耐压性能，尤其是高温耐压性能远远达不到要求。
主要技术指标（按CJ/T108-1999） （搭接焊）
或CJ/T159-2002 （对接焊）
管环径向拉伸力 大于标准要求
层间粘合强度 内外层聚乙烯或交联聚乙烯与铝层间不应出现分离和缝隙
工作压力（压缩空气1.0MPa，3min） 无膨胀，无泄漏
爆破强度 大于标准要求
静内压强度--冷水管60℃，2.48MPa，10h 无膨胀破裂及泄漏现象
--热水管（搭接焊）82℃，2.72MPa，10h 无膨胀破裂及泄漏现象

建筑冷热水塑料管质量控制

北京塑料工业协会 张玉川 吴念

近年来中国各地都在积极发展建筑用塑料冷热水管，都在逐步淘腐蚀严重、污染水质的镀锌钢管。这反映了我国的经济建设和人民生活已经提商到一个新的阶段。为了使建筑用塑料冷热水管能够顺利地健康地发展，建设部一再要求建筑用塑料冷热水管必须高标准严要求，三令五申禁用假胃伪劣产品；这是十分正确的政策引导。我国生产塑料管已经有近四十年的历史，有成功的经验也有失败的教训。最主要的教训就是以前有过一个时期由于标准落后，质量低下，在一些地区应用塑料管出现过大量问题，严重影响了塑料管的声誉。在国外建筑用塑料冷热水管的应用中也出现过重大质量事故，造成严重经济损失。我国目‘前正处在发展建筑用塑料冷热水管的起步阶段，我们应该吸取历史的经验和教训，从基础开始先把标准工作做好，然后严格按照标准要求稳步的发展生产和推广应用。

建筑用塑料管和其他用造的塑料管有一个明显不同的要求：建筑用塑料管(国际上通常的)要求保证50年使用寿命。而其他用造塑料管一般要求寿命比较低，例如工业用农业用的塑料管一般都不需要保证很长寿命(甚至有一种灌溉用塑料管只用一年)。建筑用塑料管常常需要埋没，一旦发生问题修复比较困难，往往造成不小的经济损失。例如：如果一幢高级住宅楼中地板采暖的塑料管发生破裂，造成的直接的间接的损失有可能要比整个管道系统的原造价还大。所以从事建筑用塑料冷热水管设计、生产、经营、安装和使用的各方面要有一个共识：建筑用塑料冷热水管必须高标准严要求，只有在广大用户中树立起建筑用塑料冷热水管的信誉，中国的建筑用塑料冷热水管才能顺利和健康的发展起来，成为为各方面带来经济效益的新领域。反之，如果由于管理上的失控，工作中的失误，建筑用塑料冷热水管在应用中出现重大问题， 目前欣欣向荣的大发展形势应可能受到严重挫折。
我国目前正在起草建筑用塑料冷热水管产品的国家标28，国家标准将基本上等同采用最新的国际标准(也是最新的欧洲标准)。建筑用塑料冷热水管的最新国际标准是：

聚丙烯管材管件IS0／DISl58741999(prENl22021999)。

交联聚乙烯管材管件IS0／DIS 158741999(prEN 122021999)。

聚丁烯管材管件IS0／DID 158741999(prEN122021999)。

氯化聚氯乙烯管材管件IS9／DIS 158741999(prENl22021999)。

建筑用塑料冷热水管国际标准有三个方面特别应该引起我们的注意：

1．建筑用塑料冷热水管国际标准对于材料的长期耐温—耐压性能提出明确的严格的要求。

2．建筑用塑料冷热水管国际标准对于使用条件进行了分级，并根据使用条件分级来选
择管材壁厚系列。

3、建筑用塑料冷热水管国际标准对于管道系统连接的可靠性规定了明确的强制的测试项目和要求。

下面我们共同来讨论一下这三个问题。

1．建筑用塑料冷热水管国际标准对于材料的长期耐温。耐压性能提出明确的严格的要求

1—1原因是塑料管的长期性能和短期性能有很大差别

塑料管和金属管在性能上最大的差别就是塑料管的使用寿命与其使用的温度和应力(由内部压力在管壁产生的应力)有显著的关系，换句话说如果使用的温度高、应力大寿命就明显地减少。聚烯烃类塑料管在同样的应力下如果使用温度提高10℃度，使用的寿命就大约要减少2.5倍，例如某种聚烯烃塑料管在某个应力下工作，使用温度60℃度时寿命可以保证50年，使用温度提高到70℃度时使用寿命就只能保证20年了。在同样的使用温度下应力的大小对于塑料管使用寿命也有明显影响，例如PP—R管在60℃度使用，应力在48MPa时寿命可以保证50年，应力在8MPa时寿命就只有10年。塑料管的寿命就是这样显著地取次于使用条件—温度和应力。由此可见，塑料管在短期内能够承受的温度和压力(应力)和要保证50年寿命所容许的温度和压力(应力)之间有很大的差异。塑料管是不能用短期试验的结果来判断其长期可靠性的。(现在有的企业只对产品做一些短期的试验就声称可以使用50年，这是完全不科学的。有的企业在不说明保证多长寿命下单独讲其产品能耐多高的温度，也是没有实际意义的)。

所以，为了保证建筑用塑料冷热水管在满足要求的使用条件—温度和压力(应力)—下能够安全使用50年必须要有一套科学的严格的方法。

l—2塑料管长期性能的测定已有国际公认的标准方法

近几十年来世界各国对于塑料管的长期性能进行了大量的试验和研究，并且从实践的应用中吸收了丰富的经验和教训，已经在世界范围内基本上取得了一致的认识，形成了一整套怎样试验和怎样判断塑料管长期性能的科学的严格的方法。我国是新兴的发展中国家，我们可以吸收这些科技成果来加快人我们发展的步伐。(实际上是我国目前还没有齐备完全独立地去试验和研究的条件)。这些科技成果和经验就汇集在国际上的先进标准中，特别是集中在已经被绝大多数发达国家共同接受的IS0国际标准(酗欧洲标准基本上或完全等同)中。对于建筑用塑料冷水管最重要的长期耐温耐压性能，最基础的国际标准是ISO9080。

对于建筑用塑料冷水管最重要的长期耐温耐压性能，最基础的国际标准是ISO9080。

对我们这些设计，生产使用建筑用塑料冷热水管的企业和人士，并不必要都去搞清以ISO9080为中心的一系列有关标准的方法细节和数学原理等。但是我们应该知道其基本的原理，能够利用其得出的结果，从而理解建筑用塑料冷热水管有关产品标准的思路，不会被一些误导所迷惑，做到这一步并不困难，下面就简要介绍当今世界公认的判断塑料管长期耐压性能方法的基本原理，说明怎样利用其结果——表明塑料管长期耐压性能的图表。

因为月标是保证塑料管长期使用的可靠性，又知道其寿命和温度及应力有显著的关系，所以基本原理就是必须对于每种塑料管进行长期的不同使用温度的耐压性能试验来搞清其寿命和温度及应力的关系。试验的结果一般用塑料管长期耐压性能试验来搞清其寿命和温度及应力的关系。试验的结果一般用塑料管长期耐压性能图表表明。下面就是标准的PP一R管的长期耐压性能图。


这种图的纵坐标是应力(由内压力产生管壁内环应力)单位是MPa，横坐标是使用寿命(即到管材发生破坏的时间)单位是时和年。图中是一组曲线，分别代表不同温度下的性能，使用时先根据使用的温度选择相应的曲线，然后根据应力就可以在曲线上查出其使用寿命；反过来，根据要求的使用寿命可以从曲线上查出允许的应力。
塑料管长期耐压性能是怎样做的呢?简单讲是把一个个塑料管的试样放在保持一定温度的恒温槽内加上不同的恒定压力(即产生不同的应力)试验英寿命一既达到破坏的时间。步骤是：在某的温度下，先加一个较大约应力，试验结果必然得到一个较短的寿命；再加一个稍小的应力，试验得出一个稍长的寿命；就这样一步一步试验下去就可以得到在个使用温度下的应力和寿命的对应关系，整理后就得到塑料管长期耐性能图上的一曲线。原理就这么简单，塑料管的长期耐压性能是通过一系列试验测出来的，结果可以从长期耐压性能图上查出。
但是实际上要复杂得多，一方面是不可能做(也等不了)太长期(几十年)的试验，长期的性能是按国际标准的方法从一系列时间不太长(但不可太短要有超过一年的)的试验结果推算出来的。另一方面试验中在同样的条件下也不是每次得到同样的结果，即试验的数据还有随机分布的现象，试验的结果是应用数理统计的方法整理出来的。怎样试验、怎样推算、怎样整理就在以IS09080为中心的一系列国际标准中有明确的规定，而且得到了各国的公认。对一种塑料管材料做一次这样正规的长期耐压性能试验需要一年多时间和相当高的费用，但是国际标准要求必须这样做。我们已经在进行把IS09080标准转化为中国国家标准的工作(已报批)，但是目前我国还没有能够承担这样试验的条件。(所以目前我国塑料管应用的长期耐压性能图都是国外的。国内开发新材料要做正规的长期耐温耐压性能试验目前只能委托国外的试验室去做。)

l—3建筑用塑料冷热水管国际标准明确规定对于所用的原材料必须达到标准要求的长期耐温—耐压性能

建筑用冷热水管要保证在使用温度和压力下能无全使用50年，对于建筑用塑料冷热水管的长期耐温-耐压性能就必须有严格的要求。而决定建筑用塑料冷热水管长期性能的基础和关键是所用原料的特性。所以，在建筑用塑料冷热水管的国际标准ISO和欧洲标准EN中先就明确地要求原材料达到标准要求的长期特性。例如；聚丙烯冷热水管国际标准ISO／DIS l5874—2．2(prENl2202—2)中有PP—R，PP—B，PP—H的三张长期耐压性能图(称参考曲线)，标准中明确要求管材的材料按ISO9080评定要达到标准中参考曲线的性能。我国正在起草的聚丙烯冷热水管标准肯定也将这样要求。

所以，必须注意的是：今后生产聚丙烯冷热水管的企业在向用户提供产品时必须提供所用原材料长期耐温耐压性能合格的证明，生产聚丙烯冷热水管原材料企业向管材管件厂销售前也要有长期耐温耐压性能的试验报告。按ISO9080做正规的长期耐温耐压性能试验需要一年多时间和相当高的费用，但是这是保证建筑用塑料冷热水管可靠所必须的，因为建筑用塑料冷热水管产品标准中其他的种种规定都是以其材料达到标准要求为前提的。

目前国内生产PP—R管的企业大部分采用进口原材料，可以要求外商提供长期耐温耐压性能的证明。国内几个大石化企业在计划开发严P—R原材料，希望要早准备按IS09080做长期耐温耐压性能的试验。

现在国内还有一些单位在尝试开发新的建筑用塑料冷热水管材料，有的不了解符合国际标准的PP—R管材料是按特种工艺合成出来的，是属于无规共聚聚丙烯类的，一种达到规定性能要求的专用管材料，PP—R不是国内常见的改性聚丙烯或增强聚丙烯，不是用其它种类聚丙烯通过物理或化学方法后加工能做出来的。值得注意的是：面对国内PP—R管市场的兴起；有人把自己开发的某种聚丙烯料就称为PP—R料，在没有做正规的长期耐温—耐压性能试验下就说可以用来生产建筑用塑料冷热水管，这是会造成混乱和误导的。我们认为开发新材料不应该限制，但是应用新材料必须十分慎重(尤其是要用在建筑用塑料冷热水管)。按国际标准和既将出的国家标准，不能达到标准要求就不能称PP—R管材专用料。

1-4从长期耐压性能图可以明确判断材料是否适用，也可以清楚的说明PP—R和PP—B的差别。

前一时期国内市场上出来一种称为PP—C的管材，不少人搞不清PP—C、PP—R和PP—B的差别，造成不少误解和混乱。其实，PP—C是共聚聚丙烯的统称，性能上相差不少的PP—R、PP—B都属于PP—C类，所以在标准中不可能有PP—C管。在国际标准中聚丙烯的冷热水管有PP—R，PP—B，PP—H三种。市场上被称为PP—C管的实际上是PP—E管，其原材料是嵌段共聚聚丙烯类的管材专用料。PP—B管是冷热水管的一种，价格比较便宜，但是耐热—耐压性能和PP—R管有不小的差距，所以是不能混淆的。

从PP—R和PP—B的长期耐压性能图上可以看到两种材料用于冲水管时(在20℃度下工作)，对应50年使用寿命的应力在PP—R是9．6MPa；在PP—B是8.6MPa。如果用于热水管(在70℃度下工作)，对应50年使用寿命的应力在PP—R约是3.2MPa；在PP—B约是1．7MPa。相关近一倍!所以按ISO／D1S 15874—2．2(prEN 12202—2)标准中规定，在同样使用条件下选择管材壁厚时，PP—R管和PP—B管的壁厚要相差很大。例如：使用条件分级2，设计压力6bar，直径25毫米的管材：PP—R管的壁厚3．5毫米，PP—B管的壁厚要5．1毫米。如果使用条件分级2，设计压力8或10bar，PP—R管可以相应的采用壁厚4．2和5．1毫米，而PP—B管就不能用了(因为要求的壁厚太厚了)。由此可见PP—B管只能应用在使用温度和设计压力较低的热水管(或者不要求保证50年寿命的场合)。

从这个实例我们可以进一步理解为什么国际标准要对原材料提出明确，的严格的要求因为各种热塑性塑料原材料的长期耐温—耐压特性相差很大，如果原材料不合格，其它做得再好也是不能用的。

2．建筑用塑料冷热水国际标准对于使用条件进行了分级，并根据使用条件分级来选择管材壁厚系列。

2—l建筑用塑料冷热水管的设计难题在温度不是恒定的。

建筑用塑料冷热水管的产品标准中最重要的内容之一是怎样根据使用的条件和要求来选择管材的壁厚设计时选择的壁厚差一点可能使用寿命就差不少。所以设计建筑用塑料冷热水管必须按标准进行才有保证。

如果塑料管用于冷水设计比较简单，终年就在20℃度下工作，从长期耐压性能图上查出20℃曲线上对应50年寿命的应力，再除以一个大于一的设计系数(考虑各种意外因素的安全系数)就可以得到设计时用的许用应力。有了设计依据的许用应力，就可以按设计压力计算出壁厚了。建筑用塑料冷热水管的设计比较复杂，因为他不是终年工作在一个不变的温度下，尤其是应用于地板采暖和散热器采暖的热水管，在一年内有时受高温，有时就在低温。所以不能如冷水管那样直接从长期耐压性能图中直到应力，需要有一套计算的方法才能求出设计时许用的应力来。

2—2国际标准规定使用条件分级是为了方便标准的使用者

为了方便标准的使用者，最新的IS0的冷热水管产品标准把使用条件分成了四个等级(实际上是把很复杂的使用情况做了适当的简化和换算)，对设计压力也规定了4、6、8、l 0bar四级。并且在每种塑料冷热水管的产品标准中根据这四种使用条件分级和该种材料的长期耐温耐压性能应计算出厂每种使用条件下的设计应力，再根据设计应力对应这四种设计压力计算出了应该选择的壁厚系歹6。如果使用者认为自己的使用条件可以和标准中的使用条件符合，就可以很方便地直接从标准的表格中查出应该选择的管材壁厚系列(既对应不同直径有不同壁厚)不必再做任何计算。(如果标准使用者认为自己的使用条件和标准中有的四级都不符合，标准也容许使用者另定使用等级，但是要按照标准介绍的方法自己去计算设计应力和查出应该选择的壁厚系列)。我们征求了国内一些建筑设计和管理部门的意见，认为根据中国目前的情况，建筑用塑料冷热水管可以就按这四个使用条件分级设计和使用。下面简单介绍四种使用条件分级和怎样根据使用条件及计压力选择壁厚。
(这些使用条件是怎样从实际上比较复杂的温度—时间分布通过简化和换算得到的可以从国际标准ISO 10508中找到说明。怎样根据使用条件和管材材料的长期耐温耐压性能图计算出对应于每种使用条件分级的设计(许用)应力可以看国际标准ISO 13760 Minet’S规则，这里就不介绍了。对于我们标准的使用者来说知道其推导的基本思路，明白其规定是有科学根据的就可以了。

2-3在冷热水管国际标准中规定的使用条件分级

在塑料冷热水管国际标准（如在聚丙烯管材标准ISO/DIS 15874-2.2（prEN 12202-2)中规定的四种使用条件是：

使用条件分级 TD设计温度 Tmax最大工作温度 Tmal故障温度 应用实例
℃ 时间 年 ℃ 时间 年 ℃ 时间 小时
1 60 49 80 1 95 100 供热水（60℃）
2 70 49 80 1 95 100 供热水（70℃）
4 20

40

60
2.5

20

25
70 2.5 100 100 地板采暖

低温散热器采暖

5 20

60

80
14

25

10
90 1 100 100 高温散热器采暖

这里说明两点：

1)为什么没有“使用条件级3”?在1995年通过的ISO 10508冷热水管基础标准中原来规定有“使用条件分级3”，是应用于低温地板采暖的（设计温度在30—40℃度，最大设计温度50℃)，在ISO新的冷热水管产品标准中没有列入这个等级，估计是因为只有少数国家采用这种低温地板采暖。

2）使用条件分级l和2都是应用于供热水时，一般一个国家只选择一种，如德国就选择分级2(设计温度70℃)。我国建筑设计和管理部门(部分)意见我国供热水选择使用条件2比较合适，但是考虑到国内各地情况差别较大，我国国家标准中准备也保留使用条件分级1。

2—4从一张表就可以根据使用条件分级和设计压力查出应该选择的壁厚

在起草的我国建筑用聚丙烯冷热水管国家标准中将列有一些表格，使用者可以根据使用条件分级和设计压力查出应该选择的壁厚。例如：PP—R管材应用在使用条件分级2，就可以从下表查管壁壁厚(系列)。

PP—R管材使用条件分级2(供给热水，设计温度TD 70℃) (设计应力o D2．13MPa)

请注意：

1)ISo(EN)标准中管材的壁厚系列是称为“管材系列S”，根据ISO 4065的规定“管材系列S”有2，2．5，3．2，4，5，6．3，8，10共八个。数值越小管壁越厚。今后建筑用聚丙烯冷热水管上也将标明管材系列S值。(我们意见不用PN标志。PN的含意是公称压力，是指管材应用在冷水时可以承受的压力。在建筑用塑料冷热水管上标志PN容易使人误解，因为一般人并不知道塑料管用在热水时所允许的压力要和用于冷水允许的压力相差很大，可能误以为用热水时压力也可以达到此PN值。

2)表上说明PP—R管在“使用条件分级2”的情况下“设计应力op2．13MPa“。这是标准根据PP—R材料的性能和”使用条件分级2“的温度—时间分布，按有关标准计算出来的。所以标准使用者不用自己去计算。

3．建筑用塑料冷热水管国际标准对于管道系统连接的可靠性，规定了明确的强制的测式项目和要求。

应用塑料管中最容易出的问题就是管道系统连接的可靠性，换句话说毛病常常出在管材管件的连接处。这个问题在建筑用塑料冷热水管更突出，因为不仅压力有变化，温度也在变化（管材管件反复地热涨冷缩)。我国建筑内生活用供水的管道的连接处还特别的多，根据建筑设计部分统计在国内住宅中平均一米多就要有一管材管件的连接处。
近年我国逐步推广使用建筑用塑料冷热水管，初步的经验和教训也告诉我们对于管道系统连接的可靠性应该充分地重视。我国过去的塑料管标准往往是管材管件分定两个标准·，两个标准都只规定管材管件管件本身必须达到的要求，对于管材管件连接起来后能否保证可靠，标准中都没有规定测试项目和性能要求。显然这是不科学的，也是目前在连接中出现大量问题的一个根源。
建筑用塑料冷热水管国际标准在管材管件两个分标准中都明确规定管材管件连接后要达到可靠性的要求(称为系统适用性)。每种塑料冷热水管的国际准都有一个分标准；第五部分系统的适用性。在其中明确规定对于连接的可靠性要做那些测试和必须达到的要求；我们征求了各方面的意见，都认为我国的国家标准也要在管材管件的标准中明确提出对于连接可靠性的测试要求。虽然目前我国还没有做这些测试的经验，测试的装备也还有待开发，但是都认为要尽快把这方面的欠缺补上。希望从事建筑用塑料冷热水管的各方面注意。
在建筑用塑料冷热水管国际标准中规定的连接可靠性测试项目和要求：

注意：根据管材管件连接方法的不同，要求的测试项目不同

测试项目 连接方法

承插熔接SW 电熔连接EF 粘接SC 机械连接M
内压试验 做 做 做 做
弯曲试验 不做 不做 不做 做
拔出试验 不做 不做 不做 做
热循环试验 做 做 做 做
压力循环试验 不做 不做 做 做
真空试验 不做 不做 做 做

聚丙烯和聚丁烯管因为主要用热熔连接，要求做的测试比较少。交联聚乙烯管和铝塑管等用机械连接的建筑用塑料冷热水管就要求做全部六项测试。我们理解是根据实际经验机械连接比较容易受外界影响(如压力变化造成的振动可能影响机械连接的密封性)。

估计开展这些试验中比较困难的是“热循环试验”。根据EN12293规定：试验时要把管材管件按要求连接起来，通过5000次冷热水循环不泄漏。冷水温度是20℃，热水温度根据使用条件而不同(使用条件分级1和2的用90℃使用条件分级4的用80℃使用条件分级5的用95℃。)每个循环30分钟，高低温各15分钟。所以总共需要做2500小时(104天)。希望国内的检测中心要尽快准备好做这项试验的条件，估计今后经常有企业来委托检测中心做此项试验。(按标准这些连接可靠性试验属于形式试验，生产企业不必都自己有试验装备。）

4、建筑用冷热水管生产过程对产品质量的影响。

近年来，国内化学建材继“铝塑复合管”“热”后，又欣起了一个“PP—R”“热”，以“PP—R管”与“铝塑管”相比。“PP—R管”基本上有三点优势：其一是生产过程简单，设备投资小；其二是管材管件采用热熔焊，连接可靠，并且管件结构不影响流量：其三是可以回收，资源可以再利用。但是也应注意到“PP—R管”也有弱点：

首先是由于材料许用应力低，因此管材壁厚较厚，不仅影响材料成本，同时在相同外径下，有效流通截面也比其他管材小；另一个就是国内目前尚不能提供无规共聚聚丙烯管材专用料，不仅现在需要进口，而且在近几年，国内石化系统也没有购买“PP—R”，原料生产技术的实际行动，因此在相当一个时期内，国内的“PP—R”管材生产需要依靠进口原料。

人们注意到，国内一些负责任的大企业(如扬于)，向用户提供的原料标明是“聚丙烯管材专用料”，没有“无规共聚”或“PP—R，，标志，它已经通过了1000小时的测试，现正在国外作8760小时的测试。而一些小企业却“明白”标志是“PP—R，f。应该讲，国内所有提供的原料，包括韩国在国内市场销售的原料都不是国际标准规定的“无规共聚聚丙烯管材专用料”，国内管材生产厂在选用应该注意区分其使用范围和条件。
目前国内已经有多家设备制造厂推出了“PP—R管材专用生产线 并己形成了相当的销售量，相信在这次顺德会议上亮相的设备生产企业将更多，与当年的铝塑复合管生产线相似，这些生产线的配置和价格区别是很大的，不算合资企业，国内生产线价值高的在100万，甚至120万。低的只有不到30万，当然价格不能说明全部。但我们认为，作为“PP—R管材专用生产线与普通聚烯烃管材生产线是不能完全一样的，生产线上一些有的技术特征是必须保证的，这样才能生产出合格的管材。

按照ISO15874—2．2规定，PP—R首树生产厂在生产过程中要进行规定的取样检测，规定如下：每24小时取样一次，在95℃环应力4．2Mpa条件下，做压力试验22小时不破裂。或者每周取样一次，在95℃环应力3．8MPa条件下，做压力试验165小时不破裂。这二种做法，企业可任选其一，并且是列为出厂检验项目。这一点比较我们过去生产塑料管材，包括生产铝塑管所规定的批次检验而言，这种检验就严格得多了。国际标准所以这样规定，我们理解是在“PP—R”管材生产中除去要选用合格的原材料，还要有好的设备和正确的工艺。

目前国内仅有少数管材生产厂配置有引进的“PP—R”管材生产线，而且价格都在500万人民币左右，因此消化吸收国外先进技术，“PP—R”生产线国产化是完全应该的。

按我们目前所掌握的不多情况，下面就引进国外先进的生产线和国产生产线，在技术设计上的差距讨论一下，供大家参考。

4．1挤出机(主机)

进口生产线所配主机一般功率很大，螺杆的转速也很高，相应产量也比较高，下列进口生产线所配挤出机的参数可供参考。

螺杆直径 长径比 主电机功率 螺杆最高转速 PP挤出最大量 PP—R管材产量
ø65 30：1 90KW 250转/分 140Kg/h 100-120Kg/h
ø90 30：1 132KW 125转/分 250Kg/h 180-200Kg/h

国产生产线所配挤出挤出机由65，一般主电机功率为45KW，螺杆最高转速为110-120转/分，最大挤出量(PP)在80Kg/h，由于提高产量是一个复杂的问题，我们不主张一味加大主电机功率，因为如果整个生产线技术设计跟不上去，加大主电机功率，不一定能取得预期的产量提高值，实际上在主电机功率90Kw时，产量120kg/h，这时的产最功率比与主电机功率45Kw产量60Kg/h时是一样。此外，国内加工螺杆用的38CrMoAIAL的强度也与国外的同类材质有很大差距，有资料表明几乎差一倍；因此过大的功率有扭断螺杆的可能。

挤出机螺秆：考虑到PP—R原料导热系数较低，粘度较大难以塑化，因此进口挤出机一般径比30：1，国产机一般在28：1—30：1，差距不大。螺杆形式：进口机一般推荐屏障型(分离型)，国内一般用混炼型，屏障型螺杆在高速运行下优势明显一些，在低速运行下与混炼型差距不大。另外就是屏障型螺杆压缩比小，有利于PP—R在低压力状态下挤出，但屏障型螺杆加工成本高。

最后，进口生产线都带一套自动称重加料系统，根据国内使用过的厂家反映，对保证挤—出稳定和产品均匀性是起作用的。国产的生产线一般不配置，估计主要是想把生产线成本降下来，但是国产许多双螺杆挤出机是带有非常精确的定量加料装置的，因此如要配置并不困难。

4—2机头(口模)

每条生产线一般要配若干套机头，机头要占据生产线成本的相当比例，并与产品的质量有直接关联，因此这是一个重要部件。进口生产线一般配置螺旋式机头，也有配置花蓝式机头(巴登—震雄)，都属于无合料缝、低压挤出机头。

我们使用芯棒式机头用于PP或PE管材挤出已有20年历史。在过去使用流动性能较好的聚烯烃材料挤出管材时，合料缝的位置通常是肉眼不能分辨的。但是，在进行爆破试验时，绝大多数破裂是沿纵向发生的，由此可见，无论能不能用肉眼分辨出合料缝，合料缝是客观存在的，并是一个薄弱的环节。当芯棒式机头用于“PP—R”时，由于“PP—R”粘度大，流动性不好，这个现象就会更明显，“因此作为专用生产线不应该配置芯捧式机头。

国外生产线选用螺旋式机头；除去在避免合料缝外，更重要的原因，在于实现腕挤出。由于芯棒式机头物料是分成若干股进入口模的，为了将这几股料流弥合，必然要设置比较大的机头压缩比，因此物料挤出时要受到较大的阴力，必然挤出的压力就比较高，原料在较高压力下挤出，不仅影响产量，由于增加了物料在机筒内的停留时间，也将影响材料的性能。而螺旋式机头的机头阻力如设计正确，则比芯棒式机头小得多，这也是进口设备一再宣传“低温低压挤出”的原因所在。

4—3定径、冷却

进口生产线非常重视定径、冷却，一般配置四个6米的冷却箱，二个真空冷却箱，二个喷淋冷却箱，冷却长度达24米，主要是由于进口生产线产量很高，“PP—R”管材的壁厚又较厚要使管材无分冷却，相应就需要较长冷却长度(时间)。国产生产线由于挤出机挤出量较低，冷却长度也就较短，一般在9—12米。冷却长度还与气候有关，应按实际需要设置，进口生产线一般对真空冷却水箱还要设置l—2段的冷却温度控制，即逐级冷却，防止急冷，延长物料结晶时间，提高结晶度，获得较好的机械—物理性能，国产生产线多数采用了类似铝塑管(对接焊)生产线上的浸泡式真空水箱，应该讲冷却温度的控制比较容易实现。

真空定径套应该注意定径长度要足够，以保证稳定生产，另一个问题就是要注意管材壁厚的不同会造成收缩率较大的变化，同一口径管材，由于壁厚系列不同要配置不同尺寸约定径套也是正常的。

4—4在线检测

进口生产线，一般配置有在线的外径和壁厚均匀度检测，国产生产线目前还没有配置：的，主要原因是国内不能解决测厚议器、，进口测厚议最低档次在30万人民币，好一些的在l30—150万人民币，与整个生产线的成本根本不匹配。我们认为管材外径可控制因素少，主要靠定径套内径尺寸来确定，因此外径在线检测就不一定配，而壁厚均匀度则是一个需经常检测和调整的，因此配上一个测厚仪能大大方便操作，并节省许多原材料。

最近天津熠公司开发成功了用于管材生产在线检测的壁厚偏心测量仪，分辨度可达0．0lmm，价位在十几万元，用户不妨试下。

以上对于建筑用塑料冷热水管国际标准和“PP—R”管生产线的介绍可能有不当之处，请大家批评指正。

zhiqian123

谢谢楼主的帖子，等我打印出来慢慢看。