建筑给水管道材料的性能比较

建筑给水管道材料的性能比较

【摘要】建筑给水管材主要有金属管材、塑料管材、复合管材。本文分析介绍各种卷材的使用性能及应用中存在问题及处理。【关键词】给水管材；金属管材；塑料管材；复合管材

目前国内建筑工程所采用的各种给排水管材主要有3个品种，即金属管材、塑料管材、复合管材。①金属管材包括:镀锌钢管、薄壁不锈钢管材、铜管、球墨铸铁管等；②塑料管材包括：硬聚氯乙烯管（upvc）、氯化聚乙烯管（cpvc）、聚乙烯管（pe）、交联聚乙烯管（pe-x）、无规共聚聚丙烯管（pp-r）、聚丁烯管（pb）、工程塑料abs等。③复合管材包括：玻璃钢夹砂管（rpm）、铝塑复合管（pap）、钢管复合管（sp）等。

而传统的管材有钢筋砼管材、铸铁管、钢管等。其传统的管材经较长时间使用后，会出现生锈、结垢等质量问题，因而人们经常受到渗漏、锈蚀、二次污染等问题带来的困扰，尤其在停产抢修期间，造成相当大的损失。对此在上世纪国家也出台了相应的政策限制并淘汰了一些管材的使用，由此新型管道逐渐取代了一些传统管道。到今为止，新型管道已成功应用于城市的给排水、消防、采暖等广大建筑领域。

1 建筑给水管道系统

现在用给水系统中的管道有upvc、cpvc、pp-r、pb、pe、abs、铜管、不锈钢管、钢塑复合管、铝塑复合管等。在选择给水管材时要重视其卫生性、可靠性和经济性，以及节能和可持续发展的需要。

因为它们直接关系到人们的生命健康安全，当然还要花最少的钱选用最合适管材，更要为将来做考虑。2003年9月1日实施的《建筑给水排水设计规范》第3.4.3条规定：“室内的给水管道，应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材……”各个管材的各项性能如表1所示。

通常人们选用给水管道会考虑以下四个因素：①卫生性能：给水管道及配件在各种使用工况下，包括极端的使用工况，必须对人体无害。铜管在潮湿的环境下易氧化产生有毒物质铜绿，表面可能有铅等有害金属物质析出，故而现在一般已不将用于直接饮用水的输送。pp-r易老化，有微毒（聚丙烯虽无毒，但增塑剂有一定的毒性）。容易被微生物侵蚀，滋生细菌和真菌，在使用一段时间后，会导致饮用水不符合卫生状况标准。从表中数据可以看出，cpvc管材具有良好的抑菌，抑微生物生长的性能，抗环境因素强，完全满足供水系统的卫生要求。从表中还可除cpvc外，其他塑料管均受余氯影响，长期使用时更会影响水质。②安全性能：给水管道要有足够的钱都和力学性能，抗老化，耐热等性能。如表2所述，塑料管材中cpvc的抗张强度最大，机械性能好，又耐紫外线，在长期输送93℃流体情况下，仍能承受0.54mpa的压力。pp-r管在严寒地区则需做好保温处理，也不耐紫外线。③节省能源：管道在各种工况下，耐腐蚀延长使用寿命，从而要求管道内壁光滑，对流液体阻力小。工程实践证明cpvc管材化学阻抗性强，在国外大量应用于化工行业，而其管道摩阻不会减小，而传统管道使用几年后输水

能力均有所下降，增加了机电能耗。④使用便捷：连接，施工方便，快捷，简单，最好不使用特殊工具。通常铜管、不锈钢管采用焊接方式，施工工艺较复杂，且接口处渗漏水率比较常见，不耐酸；复合管的两种材质热膨胀系数相差较大，如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈，容易脱开，而导致质量下降。ppr，pe，pb，abs，均采用热熔连接或挤压加紧，需要专用工具，而且有些链接工艺要专用工具较复杂，对施工人员还有一定的要求，否则影响工程质量。cpvc采用冷溶连接，不需要专用工具、特殊技能，且方便、快捷。

2 常用的采暖供热管材

采暖供热管道输送的介质都是热水，不过塑料管的使用温度对管材老化影响极大，其使用寿命主要取决于不同使用温度对管材的积累破坏作用，简略地说，温度每提高10℃，使用寿命约缩短2.5倍，热作用使环应力逐步下降即发生管材的“蠕变”，以至不能满足使用压力而遭到破坏。国际公认的对热水管要求是：在输送70℃热水时，长期承受1mpa压力下。可使用50a。目前，适用于热水和采暖管道有铜管、不锈钢管、复合管和cpvc、pp-r、pe-rt、pex等塑料管材，其各项性能参数见表2。

由于采暖供热管道所处环境的特殊，在选择管材时要注意以下几点：①保温性能要好。如表2所述，铜管导热系数太大，输送热水时必须做到良好的保温处理。所有表2管材当中，cpvc导热系数最小，几乎可以不采取保温措施，节约了成本。②耐老化性能高。从

表中可以看出交联铝塑复合管最好输送60℃以下的热水，温度过高会因两种材质热膨胀不同而导致铝塑之间剥离。而pp-r和pe-rt

长期使用温度也较小，否则影响其使用寿命，增加不必要的成本。在长期耐高温高压方面，较为突出的有pb、pe-x、cpvc管，其次为pe-rt管。③安装方便可靠性高。采暖管道可能会通过墙或埋在里面，所以接口处一定不能漏水。pb、pe-x、pe-rt、交联铝塑复合管等均用金属管件作接头，通常容易漏水，而cpvc是采用冷溶，管道和管件是融为一体，很少出现漏水情况。此外，从表中可看出pe-x管材热膨胀系数相对较大，使管道受热后变形严重，因此不适合于明装。cpvc抗张强度远远超过其他塑料管材，明装后不会弯曲，较美观。

3 消防给水系统用管材

长期以来，消防管道几乎都使用焊接钢管、无缝钢管和热镀锌钢管等金属管材。据介绍国外用于建筑消防给水系统的管材种类比较多，有焊接钢管、镀锌钢管、铜管、合金管、塑料管，常用消防管材及新型消防管。2005年版的《自动喷水灭火系统设计规范》指出“配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或涂覆其他防腐材料的钢管……”时至今日，国际上常用的消费塑料管材主要有pb管和cpvc 管，前者直径不大于dn75mm（根据astmf442和nfpa13标准称

dn80mm），后者不大于dn50mm。

３．１ pb管在非金属管材中首次通过美国ul规格，并获得fm 批准，在发达国家中用作自动喷淋系统的管材。1984年cpvc也通

过了美国fm制定的fm-1635标准-《塑料管道及配件用于自动喷水灭火系统》，至今为止用于消防喷淋系统全球销量已经超过3×

108m，在北美消防喷淋系统中cpvc管占了近18%，工程经验已相当成熟，我国自2008年4月出版了《自动喷水灭火系统cpvc管道工程技术规程》。新型塑料管能用于消防管材的主要原因是燃烧特性，实验证明cpvc管道在370℃～420℃温度下进行直接燃烧，结果表明管道只是表面出现炭化，而管道内侧依然完好无损，而pb管的在127℃下便已熔化。

３．２在自动喷水灭火系统不能成功灭火的案例中，供水中断占35.4%，管道受阻占了8.2%。因此保持管道通畅尤为重要。可是对于消防水喷淋管道而言，因绝大部分时间都是停止使用的，有较长的停水间隔，容易滋生细菌、产生结垢，甚至在局部位置会发生微生物侵蚀，破坏管道。镀锌水管被长期使用以后，水管内壁腐蚀结垢，造成喷淋头被堵，导致消防系统失效。而cpvc管道内外壁对结垢及腐蚀，还有微生物侵蚀都有免疫性。

３．３较金属管道而言，新型塑料管在对古建筑有其特殊的适用性。采用传统金属管道不仅重量过大，施工过程中对于原有结构的破坏是相当大的。cpvc的出现恰好弥补了金属管道的缺陷，同时其施工简便、快捷、干净、无噪声等一系列优点被充分体现出来。在国外，因而许多古建筑或年代较长而未安装消防自动喷水灭火系统的建筑采用cpvc消防水喷淋管道系统。

３．４成本方面，金属管道采用手工连接方式要么影响接口的