摘要：针对各种塑料给水管替代传统镀锌钢管，遇到的应用技术问题进行探讨。
关键词：建筑给水 塑料管 应用技术
1 塑料替代镀锌钢管的原由
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。在中国建立第一个自来水厂的同时，镀锌钢管也从国外进入中国，从此中国的饮用水有了质的飞跃。90年代末的今天，随着经济的迅猛发展，人们的生活质量不断提高，对自来水的水质要求也日趋提高。人们对自来水的“红水”、“黑水”等现象反映强烈。据大量水质监测数据表明：导致管网水质恶化的主要原因是建筑物内道的锈蚀严重。特别采用冷镀锌钢管后，一般使用寿命不到5年就锈蚀，铁腥味严重。从个别用户水龙头的水样化验细菌总数、大肠菌群严重超标，居民纷纷向政府部门投诉，造成一种社会问题。为此，解决建筑物内管道水质问题，提高城镇居民生活质量已迫在眉睫。
| 品种 | 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、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 |
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3.1 塑料管的耐温性能(见表2) |
| 管 材 | 长期使用温度 /℃ |
短期使用温度 /℃ |
软化温度 /℃ |
| 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 |
| UPVC | ≤40 | — | 90 |
| 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。 根据《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)及其局部修订稿中规定配水点的热水温度不超过60℃，因此上述大多数管材都可以用在建筑热水供应系统。 3.2 耐压性能(见表3)
3.3 塑料管的胀缩率α
塑料管比金属管有很大的线胀系数，因此在设计中应予以重视，管道伸缩长度可按下式计算： 式中ΔL——管道伸缩长度，mm； 式中ΔT——计算温度差，℃； |
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如果管道明管布置且管径较大、直线距离较长、用折角自由臂补偿有困难，建议采用伸缩器。装置伸缩器的直线管段的两端，需设置固定支承支架。 |
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对于嵌墙敷设的管道，由于墙槽最后是用水泥砂浆嵌实，管道受水泥砂浆摩擦阻力，塑料管道特有的良好的蠕变性，使轴向伸缩转化成径向变化。虽然塑料管道的胀缩率比金属管道大好几倍至十多倍，但其膨胀力却是金属管的几十分之一。以De25PEX塑料管与管径DN20的镀锌钢管为例，在管长1m，温度变化1℃时，PEX胀缩力是镀锌钢管胀缩力的1/32，但实际胀缩力还低于这个数值。因此，嵌墙敷设的塑料管只要施工得当，其胀缩绝不会将嵌实并经过固化的水泥砂浆崩裂，也不必在墙槽内预留塑料管伸缩的空间。 |
| 管 材 | λ 值 |
| 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 |
| 塑料既然导热这么小，管道是否需要保温?这要根据热水供应的系统管路布置和长度而定，一般遵守以下原则： (1)集中热水供应系统的主干管和循环回水管应采取保温； (2)局部热水供应系统，暗设于吊顶、管道井或管窿内的管子宜保温； (3)敷设在屋面的、外露有可能结冻的塑料应保温； (4)敷设在套管内的用于输送热水的塑料可不必保温； (5)嵌墙的支管可不必保温。 塑料管的保温一般采用PVC/NBR闭孔型橡塑海棉保温管、高发泡聚乙烯(PE)闭孔型的保温管、硬质聚氨酯泡沫塑料管和现场喷聚氨基多元脂发泡剂。管径De≥50的管道也可采用玻璃纤维双合管保温。 3.5 塑料的抗水锤性能 通常，在道系统中，由于下列原因造成水锤：(1) 水泵的关闭；(2) 道系统压力过高，阀门、龙头突然关闭。 |
5 给水塑料管的敷设
5.1 明敷暗设
在国外给水塑料管的敷设已不成问题，可是在中国它已经成为该种管道推广应用的关键。给水支管由于可弯曲，在国外一般敷设在吊顶、地板和壁窿内，而且各种配件、附件、支架、固定件、套管均配套齐全，因此施工十分方便；而中国现有房屋的卫生间、厨房间设计除卫生间装饰时有吊顶外，一般均无地板和壁窿。管道如明设，则由于塑料管的胀缩系数大，管道呈弯曲状态，影响美观，故建议塑料宜暗设(钢塑复合管除外)。
暗设有几种敷设方法：① 如果是砖墙，对于支管来说，则宜在砖墙上开管槽，管道直接嵌入并用管卡将管子固定在管槽内。管槽宽度宜为管子外径De+20mm，槽深为管外径De，只要使管子不露出砖坯墙面即可。嵌槽的管道尽量不用管配件，槽弯曲半径应满足管道最小弯曲半径。② 如果是钢筋混凝土剪力墙，则支管应敷设贴于墙表面，并用管卡子固定于墙面上，待土建墙面施工时，用高标号水泥砂浆抹平，或用钢板网包裹于管道外侧(敷设管道局部墙面或敷设管道的全部墙面)用水泥砂浆抹平，然后在外面贴磁砖等装饰材料。③ 在吊顶内敷设时，应有意弯曲走向，并作支承架。④ 对于一户二卫、三卫且穿过客厅的情况，一种办法是管道直埋于地坪找平层(只适用于De20)的管子。埋于找平层中的管子，不得有任何连接件。或者埋设在钢筋混凝土的楼板中，但必须有套管，并且有防止混凝浇捣时流入套管的措施。⑤ 立管应敷设在管道井中。⑥ 厨房中的管道宜敷设在柜后，可不必嵌入墙内。
以上暗设管道均需在试压后无渗漏的情况下才能进行土建施工。
5.2 管道支架
管道支承间距与管径和壁厚有关，还与管道的弹性模数E有关。而管道输送水的温度对管道的弹性模数E有影响。管道的最大支承间距可按下式计算：
| 管道外径 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 |
| 冷水 | 600～700 | 650～800 | 700～950 | 900～1 100 | 1 000～1 200 | 1 200～1 400 | 1 300～1 500 | 1 450～1 600 | 1 600～1 800 |
| 热水 | 500～600 | 600～700 | 700～800 | 800～900 | 900～1 000 | 1 000～1 200 | 1 200～1 400 | 1 400～1 500 | 1 500～1 600 |
参考文献
1 INSTAFLEX技术手册.乔治.费歇尔公司，1995年
2 周善生主编.水力学.人民教育出版社，1981
3 楼宇内部供水设备喉管物料一般资料.香港水务署，1995