建筑给排水常用管材浅谈

建筑给排水常用管材浅谈（精选6篇）

建筑给排水常用管材浅谈 篇1

刘俊巧1张莉莉2杨海生

3摘要：近年来, 传统的镀锌钢管和普通铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被一些新型管材所取代。目前, 建筑给排水常用管材主要有塑料管,金属管和复合管三种。本文就常用管材的一些特性和使用范围做一简要论述。

关键字：建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管 消防

由于新型管材的不断出现及广泛应用，这里就管材使用范围做一个简单的小结。本文仅总结建筑给水，建筑排水及消防管道上使用的一些管材，希望能给排水专业设计人员一些参考。

给水管材：给水管材的选用有几点注意事项。一是安全可靠性，这是建筑给水管道最重要的一条原则，它直接关系到人们的生命财产安全。二是经济性，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。三是卫生性，建筑给水管必须满足国家相应的规范，标准。四是节能。五是可持续发展。

一、给水塑料管

1.硬聚氯乙烯（PVC-U）：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。连接方式：粘合、螺纹。

2.高密度取乙烯管（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，接需要电力；机械连接，连接件大。连接方式：挤压夹紧、热熔合、电熔合。

3.交联聚乙烯（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。连接方式：挤压夹紧

4.聚丁烯（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。连接方式：挤压夹紧、热熔合、电熔合。

5.聚丙烯（PP-R）：耐温性好，在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚，连接方式：热熔合。

6.丙烯晴-丁二烯一苯乙烯（ABS）：强度大，耐冲击，耐紫外线差，粘接固化时间较长，连接方式：粘合、螺纹、电熔合。

二、给水金属管

1.不锈钢管：

2.球墨给水铸铁管：给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。

三、给水复合管：

给水复合管包括钢塑复合管, 不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管, 塑覆铜管, 铝塑复合管，交联铝塑复合管衬塑铝合金管。合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。

适合室内给水分区主干管：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；不锈钢管。可同时用于冷、热水的管材有PP-R、PB、PEX，铝塑复合管，不锈钢管，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。卫生间等配水支管可选用高密度聚乙烯(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。给水引入管，室外给水、输水管可选用孔网钢带塑料复合管、ABS、UPVC，涂塑复合管、钢塑复合管。

排水管材：

排水管材分两种：

一种是排水铸铁管。分为卡箍式和承插式两种。

一种是塑料管，包括UPVC硬聚乙烯管，PSP芯层发泡复合管，硬聚氯乙烯消音管。塑料管存在一些问题，热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置来解决；刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架来解决；热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决；阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决；隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。水管（卡箍式，承插式）。

排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用，当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合,可采用柔性抗震排水铸铁管。

消防管材：

1.球墨给水铸铁管：主要用于自动喷水灭火系统报警阀前的埋地管道，消火栓系统的埋地管道。对接形式分：滑入式（T型）、机械式（K型、NⅡ型、SⅡ型）和法兰式。

2.热浸镀锌焊接钢管：消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统和水喷雾灭火系统的埋地、架空管道。埋地要考虑防腐措施。

3.无缝钢管：有较好的承压能力，故输送流体用的无缝钢管常用于消防给水系统，作为主干管或系统下部工作压力较高部位的管道。

参考文献

[1] 高立新，《我国建筑给水塑料管现状及发展前景》，2008.08

建筑给排水常用管材浅谈 篇2

常用塑料管有:硬聚氯乙烯管 (PVC-U) , 高密度聚乙烯管 (PE-HD) , 交联聚乙烯管 (PE-X) , 无规共聚聚丙烯管 (PP-R) , 聚丁烯管 (PB) , 工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS) 等。

塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:

a.化学稳定性好, 不受环境因素和管道内介质组分的影响, 耐腐蚀性好。

b.导热系数小, 热传导率低, 绝热保温, 节能效果好。

c.水力性能好, 管道内壁光滑, 阻力系数小, 不易积垢, 管内流通面积不随时间发生变化, 管道阻塞机率小。

d.相对于金属管材, 密度小, 材质轻, 运输, 安装方便, 灵活, 简捷, 维修容易。

e.可自然弯曲或具有冷弯性能, 可采用盘管供货方式, 减少管接头数量。

其主要缺点:

a.力学性能差, 抗冲击性不佳, 刚性差, 平直性也差, 因而管卡及吊架设置密度高。

b.阻燃性差, 大多数塑料制品可燃, 且燃烧时热分解, 会释放出有毒气体和烟雾。

c.热膨胀系数大, 伸缩补偿必须十分强调。

所以, 在推广塑料管的同时, 还需要发展技术克服其缺点。

1 塑料管性能

1.1 物理性能

塑料管的物理性能和铝塑复合管, 钢管, 铜管比较见表1。

塑料管的物理性能影响管道的方式, 用途, 补偿措施和管道保温等方面。如:

a.PVC-U、PP、ABS的力学性能相对较高, 被视为“刚性管”, 明装较好。反之, PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。

b.塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U, PE, ABS仅能用于冷水管, 而PE-X, PPPB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。

c.塑料管因热膨胀系数高, 在塑料管路中尤其是作为热水管, 采用柔性接口, 伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以PE, PP等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视, 并采取相应技术措施, 极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。

d.由于导热系数低, 塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外, 还同它们各自的管壁厚度有关。

1.2 承压性能

承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。各种管材的承压性能见表2。

1.3 卫生性能

理化卫生指标。其中PE, PE-X, PP, PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。

2 给水塑料管的应用

结构形式单一, 材料品种众多且性能各异, 常用给水塑料管的特点列表如下:

一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉, 在不考虑水质影响, 在冷水供水系统属于首选管材, 而当温度较高时, 可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。

3 排水塑料管的应用

材质单一:硬聚氯乙烯

结构形式多样:芯层发泡管, 空壁管, 螺旋管, 芯层发泡螺旋管, 空壁螺旋管。

其存在的一些问题:

3.1 热膨胀系数大, 需设置伸缩补偿装置来解决。

3.2 刚度小, 平直性差, 需加密管卡、支架、吊架来解决。

3.3 耐热性差, 软化温度低, 需限制排水温度, 限制使用场所和控制与热源的距离来解决。

3.4 阻燃性差, 在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。

3.5 抗机械冲击性差, 需强化施工技术, 精心施工来解决。

3.6隔声性差, 塑料管的噪声大于铸铁管, 管道明装且管道位置靠近卧室时, 问题尤为突出。降噪的方式, 提高管道材质的隔声效果, 芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的;降噪的另一方式是改变水流条件, 螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。

相同条件下, 不同结构形式的排水塑料管, 其噪声测定结果:

普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管

排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前, 排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用, 但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合, 可采用柔性抗震排水铸铁管。

摘要：排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的, 针对塑料管材的性能、应用进行了论述。

浅谈建筑给排水管材的应用 篇3

1.塑料管

塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂,稳定剂,填充剂,润滑剂,着色剂等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交联聚乙烯管（PE-X)等。

塑料管的主要优点:

(1)化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好。

(2)导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好。

(3)水力性能好,管道内壁光滑,阻力系数小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞机率小。

(4)相对于金属管材,密度小,材质轻,运输,安装方便,灵活,简捷,维修容易。

(5)可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。

其主要缺点:

(1)力学性能差,抗冲击性不佳,刚性差,平直性也差,因而管卡及吊架设置密度高。

(2)阻燃性差,大多数塑料制品可燃,且燃烧时热分解,会释放出有毒气体和烟雾。

(3)热膨胀系数大。

所以,在推广塑料管的同时,还需要发展技术克服其缺点。

1.1塑料管性能

1.1.1物理性能

塑料管的物理性能影响管道的方式,用途,补偿措施和管道保温等方面。如:

(1)PVC-U的力学性能相对较高, 被视为“刚性管”,明装较好。反之,PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。

(2)塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U,PE,ABS仅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。

(3)塑料管因热膨胀系数高,在塑料管路中尤其是作为热水管,采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。应采取相应技术措施,否则极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。

(4)由于导热系数低,塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外,还同它们各自的管壁厚度有关。

1.1.2承压性能

承压性能指的是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。

1.1.3 卫生性能

理化卫生指标。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。

1.2给水塑料管的应用

一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。

1.3排水塑料管的应用

材质单一:硬聚氯乙烯

结构形式多样:芯层发泡管,空壁管,螺旋管,芯层发泡螺旋管,空壁螺旋管。

其存在的一些问题:

(1)热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置。

(2)刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架。

(3)耐热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所控制与热源的距离。

(4)阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。

(5)抗机械冲击性差。

(6)隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。降噪的方式,提高管道材质的隔声效果,芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件,螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。

相同条件下,不同结构形式的排水塑料管,其噪声测定结果:

普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管

排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用,但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合,可采用柔性抗震排水铸铁管。

2.金属管

2.1镀锌钢管

镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。

镀锌钢管由于价格低廉、性能优越,防火性能好,使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用.而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防,生产-消防共有系统中应用。

2.2铜管

金属管中最具优势的是铜管,铜管应用较久,优点较多,管材和管件齐全,接口方式多样,较多的应用在热水管路中,目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。

2.3铸铁管

给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。

卡箍式铸铁排水管与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。

2.4其它

不锈钢管也受到工程技术人员的青睐,有关方面正从减少壁厚,降低价格方面着手,以利于推广。

铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。

镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近,而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材,在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后,有望在一定范围内得到采用。

涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材,且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同,是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低,也最容易被推广。

3.复合管

復合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。

复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主， 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管，它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢，保证水质；也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。

根据金属的材料可分为:

(1)钢塑复合管。

(2)不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管。

(3)塑覆铜管。

(4)铝塑复合管，交联铝塑复合管。

(5)衬塑铝合金管。

应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为：（1）两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2)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。

复合管的连接宜采用冷加工方式,热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。

由于复合管尚属新型管材，我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工，故在此不作一一赘述。

关于建筑给排水新型管材的应用 篇4

1.1 镀锌钢管

镀锌钢管具有价格低廉、性能优越, 防火性能好, 使用寿命长等优点, 被建筑排水广泛应用。同时还将在消防给水系统, 尤其是自动喷水灭火系统中应用。而塑料管 (承压小) 则不应在消防给水系统和生活-消防, 生产-消防共有系统中应用。

1.2 铸铁管

给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点, 适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。

2 塑料管

塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂、稳定剂、填充剂、润滑剂、着色剂、紫外线吸收剂、改性剂等。

2.1 塑料管性能

1) 物理性能。塑料管的物理性能。和铝塑复合管、钢管、铜管、塑料管的物理性能影响管道的方式、用途、补偿措施和管道保温等方面。2) 承压性能。承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。3) 卫生性能。理化卫生指标。其中PE, PE-X, PP, PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。

2.2 给水塑料管的应用

一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉, 在不考虑水质影响, 在冷水供水系统属于首选管材, 而当温度较高时, 可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。常用给水塑料管的特点列表如下:1) PVC-U的优点是:抗腐蚀力强, 易于粘合, 价廉, 质地坚硬;缺点是: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;连接方式:粘合、螺纹。2) HDPE的优点是: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;缺点:熔接需要电力;机械连接, 连接件大;连接方式:挤压夹紧、热熔合、电熔合。3) PEX的优点是:耐温性能好, 抗蠕变性能好;缺点是:只能用金属件连接;不能回收重复利用;连接方式:挤压夹紧。4) PB的优点是:耐温性能好, 良好的抗拉、压强度, 耐冲击, 低蠕变, 高柔韧性;缺点是:国内还没有PB树脂原料, 依赖进口, 价高;连接方式:挤压夹紧、热熔合、电熔合。5) PP-R的优点是:耐温性好;缺点是:在同等压力和介质温度的条件下, 管壁最厚;连接方式:热熔合。6) ABS的优点是:强度大, 耐冲击;缺点是:耐紫外线差, 粘接固化时间较长;连接方式:粘合、螺纹、电熔合。

2.3 排水塑料管的应用

排水塑料管材现在市场上主要是硬聚氯乙烯, 其结构形式多样有:芯层发泡管, 空壁管, 螺旋管, 芯层发泡螺旋管, 空壁螺旋管。其存在的一些问题:1) 热膨胀系数大, 需设置伸缩补偿装置来解决。2) 耐热性差, 软化温度低, 需限制排水温度, 限制使用场所和控制与热源的距离来解决。3) 抗机械冲击性差, 需强化施工技术, 精心施工来解决。

2.4 现就硬聚氯乙烯内螺旋管管材的特点及性能做简单论述

2.4.1 特点

硬聚氯乙烯内螺旋管可用于建筑物内作排水立管, 因其内壁有三角形螺旋肋可起导流作用, 水流沿内壁螺旋状下落时形成通畅的空气柱, 显著地降低立管内的压力波动, 提高排水能力。其配套的三通、四通管件接入口的中线偏向立管中线接入方向的右侧, 可使横管排入立管的水流沿管壁的切线方向进入, 形成水流旋转, 避免了进水水流与立管及立管水流碰撞, 降低了管道系统的噪音。

2.4.2 性能

相同条件下, 不同结构形式的排水塑料管, 其噪声测定结果:

普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管。

2.5 聚丙烯超级静音排水管 (标注:BX-PP-C)

是一种新型材料, 该产品采用三层共挤的生产工艺, 原材料为可回收利用的环保型改性聚丙烯树脂, 中层是特殊吸声材料。通过改性处理, 使其具有良好的静音性能、耐化学腐蚀性能、耐热性能, 达到国际水平, 填补了国内空白。

1) 优越的静音性。通过加入特殊材料可以调整管材的密度和微观结构, 吸收可闻及声波, 阻止声波传出, 降噪效果优于铸铁管。

2) 超强的耐化学腐蚀性。管材内层能耐酸可达PH2、耐碱可达PH12, 可排放PH2-PH12的液体。

3) 优异的耐高温性。长期使用, 可以长期耐受95℃的热水。

4) 良好的抗冲击性。坚硬的外层不仅保护着中层结构, 而且确保管材具有良好的抗冲击性能。

5) 先进的柔性连接。采用橡胶圈密封柔性承插连接, 拆装方便, 不受安装环境限制, 可降低安装费用。水密性和自调节性能好, 无须使用伸缩节, 可在节省管件的同时, 避免水流冲击管壁时声音向下一个管件传递。

3 复合管

复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层 (要求耐水腐蚀) 、支承层、保护层 (要求耐腐蚀) 组成。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。内衬以环氧树脂和水泥为主, 复合管一般以金属作支撑材料, 内衬以环氧树脂和水泥为主, 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好;也有以高强软金属作支撑, 而非金属管在内外两侧, 如铝塑复合管, 它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢, 保证水质;也有金属管在内侧, 而非金属管在外侧, 如塑覆铜管, 这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。

4 结语

排水管材在低碳建筑中的应用 篇5

低碳建筑已逐渐成为现代国际建筑界的主流趋势, 其定义是指在建筑材料与设备制造、建筑施工与建筑物使用的整个生命周期内, 减少石化能源的使用, 降低CO2排放量, 提高能效。从建材生产、建筑施工, 再到建筑的使用, 整个过程都是温室气体的主要释放源。因此, 使用排放CO2少的环境友好型材料与设备, 是打造低碳建筑的一个重要方面。此外, 通过建筑节水来间接实现建筑节能, 也是低碳节约型建筑的一个重点。本文探讨了排水管材在低碳建筑中的应用问题。

1 建筑排水用管材的分类

一套完整的建筑排水系统一般由下列部分组成:卫生器具或生产设备受水器、排水管道系统、通气管、清通设备、污水抽升设备与污水局部处理设备。建筑排水用管材主要有排水铸铁管、塑料管、陶土管、混凝土管、钢筋混凝土管、钢管等。在选择排水管道时, 应综合考虑建筑物的使用性质、建筑高度、抗震要求、防火要求及当地管材的供应条件等。

(1) 排水铸铁管。

排水铸铁管材质较脆, 不能承受较大压力, 但其耐腐蚀性强, 价格低廉, 常用于生活污水与雨水管道及生产设备振动较小的场所。

(2) 排水塑料管。

建筑物内部广泛使用的排水塑料管是硬聚氯乙烯塑料管, 它具有良好的化学稳定性与耐腐蚀性, 且质量轻、内外壁表面光滑、不易结垢、容易切割、便于节约金属管材等特点。但这种管材也存在着强度低、耐温性能差、易老化、防火性能不足等缺点。常用于室内连续排放污水温度≯40 ℃、瞬时温度≯80 ℃的生活污水管道, 也可用于生产污水管道。

(3) 混凝土管。

混凝土管常用于排除雨水、污水等。其原材料充足、设备与制造工艺简单;缺点是抗渗性、抗腐蚀性较差、管节短、接头多等。

(4) 钢筋混凝土管。

适用于排除雨水、污水等, 多用于室外排水管道及车间内部地下排水管道。其优点是节约了金属管材, 有一定的耐腐蚀性;缺点是内壁表面不光滑。

(5) 陶土管。

分为涂釉与不涂釉两种。陶土管表面光滑, 耐酸碱腐蚀, 特别适用于排除酸性废水, 是良好的排水管材, 但其切割困难、质脆易碎、运输安装过程损耗大。室内埋设覆土深度要求在0.6 m以上, 在荷载与振动不大的地方, 可作为室外的排水管材。

(6) 石棉水泥管。

石棉水泥管表面光滑、质量轻、不易腐蚀、容易切割钻孔, 但其性脆强度低、抗冲击力差、容易受损。多用于房屋通气管、外排雨水水落管。

2 低碳建筑中排水管材的选用

2.1 环境友好型材料的要求

环境友好型材料是为了保持与环境协调、与社会可持续发展相一致而提出的一种新的材料研究理念。环境友好型材料具有以下特点:

(1) 节约能源。

能够通过提高材料的效率或降低材料的消耗, 但不损害生产效率来节省能量, 包括热能循环。

(2) 降低污染。

能够降低污染物排放, 但不损害生产效率。

(3) 净化环境。

能够净化有害物质, 净化已经污染的空气、河流、湖泊及土壤等。

环境友好型材料是相对于传统材料而言的, 是指减少或不对生态环境产生不利影响的材料, 它不是一种全新的材料, 而是原有材料的提升, 具有相对性、时代性与区域性, 任何一种材料都有可能通过技术改进或改变用途而成为环境友好型材料。环境友好型材料必须具备“好的价格性能比、可回收再利用、可采用清洁方法生产、可环境消纳”等四个层面中的一个或多个指标。

2.2 低碳建筑中排水管材的选用

2.2.1 不符合环境友好型材料的管材

在建筑排水管材中, 有的管材在生产过程中不符合环境友好型材料的要求, 例如陶土管。目前, 不少建筑卫生陶瓷生产企业往往只追求企业的经济效益, 而忽视社会效益与环境效益。具体表现在:大量耗用优质原料, 破坏了有限的土地资源;产品烧结温度居高不下, 不仅消耗了大量的能源, 而且污染大气;一些生产企业排放的粉尘超标, 噪声不断, 污水横流, 废物成堆;在生产过程中, 使用有毒原料或一些产品中放射性元素含量超标等, 这些都造成了严重的环境问题。

因此, 在低碳建筑中应用排水管材时, 要求企业对陶土管生产与使用的全过程进行污染控制, 使污染物的生产量、排放量达到最小化。这不仅要充分利用原材料, 改进生产工艺, 有效地处理“三废”。同时, 要加强企业内部的综合管理, 促使企业节能、降耗、减少污染。采取的措施有:陶瓷废次品、废料的回收、分类处理与综合利用;洁净燃料的使用与废气治理;废水的净化与循环利用等。

2.2.2 符合环境友好型材料的管材

有的排水管材属于环境友好型材料的范畴, 可在低碳建筑中广泛应用。例如, 有的排水塑料管采用的PE塑料就可以进行回收再利用。废旧PE的再利用包括直接利用与改性再利用。直接利用是将回收的废旧PE经过清洗、破碎、造粒后直接加工成型, 如将废旧PE塑料碾碎, 再熔化成均匀的糊状, 通过机器快速挤压生产出“再生木材”等。而改性再利用是将废弃的PE通过物理或化学改性后再加工成型, 如废旧PE经过充分交联后, 大分子链之间形成三维网状结构而成为热固性塑料。废PE的裂解回收包括产气技术、产油技术及产蜡技术。

当排水管材采用钢管时, 需要进行相应的防腐处理, 并考虑施工措施等因素, 除每节接口部位外, 其余均在工厂完成, 即在金属表面除锈后涂环氧沥青底漆和环氧沥青面漆。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管等, 就能很好地解决镀锌钢管生锈以及接头处锈蚀漏水、渗水等问题。这些都是环境友好型材料在低碳建筑中应用的实例。

2.2.3 低碳建筑中的其他环保材料及考虑因素

污水会对混凝土排水管管壁产生腐蚀, 其机理是:沉积在管道底部粘混层中所含的硫酸根离子被硫还原菌还原生成硫化氢, 硫化氢逸入管道上部空间与管壁接触, 并与混凝土菌发生生化反应生成硫酸, 混凝土管壁在硫酸的腐蚀下遭到破坏。

钢筋混凝土排水管在应用中也存在腐蚀的问题, 随着工业的快速发展, 污水 (特别是工业废水) 中所含的酸性与有毒物质越来越多, 对排水管内壁的混凝土产生了一定的侵蚀, 影响了管线的使用寿命。钢筋混凝土内衬改性聚氯乙烯排水管, 在沿袭传统钢筋混凝土排水管经济实用、安装方便、刚度好等优点外, 还具有良好的防腐蚀作用与较小的水流阻力, 可以作为一种环保产品在低碳建筑中应用。

此外, 对于用作合流管的混凝土管, 在雨污分流的原则下, 当条件允许时, 将居民小区内原有的室外排水合流管局部或整体保留下来用作雨水管, 可节约大量的工程投资, 这也是低碳建筑应用的体现。

从各种排水管材的使用寿命来看, 灰口铸铁管寿命在20～50年 (与铸造质量有关) , 球墨铸铁管为30～120年, 钢管为20年 (根据内外防腐层质量确定, 如上海有的已用了60年还很好) , 预应力钢筋混凝土管为50～75年, 预应力混凝土钢筒管为60～100年, 聚氯乙烯管与玻璃纤维热固性树脂夹砂管寿命可达到50年。在低碳建筑中选择排水管材时, 也应该考虑各种管材的使用寿命, 并根据工程的重要程度, 选择适当的排水管材。

3 结语

在低碳建筑设计中, 在满足设计功能的同时, 应选择CO2排放量较低的设备及系统。对于排水管材, 可以从材料的环境友好性入手, 考察其是否具有好的性价比, 是否可回收再利用, 是否能采用清洁方法生产, 是否能被环境消纳等。此外, 还要从使用寿命等多方面进行选择。

参考文献

[1]韩世平, 戴超, 周炜.住宅小区排水合流管保留用作雨水管研究[J].住宅科技, 2006, (12) :46-49.

建筑给排水常用管材浅谈 篇6

随着科学技术的进步, 传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不方便等原因而被新型管材取而代之。目前, 建筑排水用管材主要以塑料管为主, 它具有重量轻、耐压强度好、输送流体阻力小、耐化学腐蚀性强、阻燃自熄性能好、安装方便、使用寿命长等优点。其品种主要有建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材及管件、芯层发泡硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材及管件、硬聚氯乙烯 (PVC-U) 内螺旋管材及管件等, 用于排放水温不大于40℃, 瞬时水温不大于80℃的建筑物内生活污水。文章以建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材为例。

建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材现已广泛应用于各行各业, 其质量的好坏直接影响着工程质量。建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材物理力学性能之一的拉伸屈服强度是重要和必须考核的指标, 它也是衡量排水管材使用性能的重要依据之一。但是, 通常在试验室所检测的结果, 仅仅表于被测量的近似值, 能够合理评定被测量值的分散性, 真实反映整个测量过程的准确性和可靠性, 就有必要对测量结果的准确度以说明, 使测量结果的真实性增强。

根据《测量不确定度评定和表示》JJF1059.1-2012、《建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材》GB/T5836.1-2006、《热塑性塑料管材拉伸性能第1部分:试验方法总则》GB/T8804.1-2003、《热塑性塑料管材拉伸性能第2部分:硬聚氯乙烯 (PVC-U) 、氯化聚氯乙烯 (PVC-C) 和高抗冲聚氯乙烯 (PVC-HI) 管材》GB/T8804.2-2003, 对建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材拉伸屈服强度检测结果的不确定度进行了评定, 分析了不确定度产生的来源和因素。

1测量方法

测量原理:沿热塑性塑料管材的纵向裁切或机械加工制取规定形状和尺寸的试样。通过拉力试验机在规定的条件下测得管材的拉伸性能。

测量仪器:WDW-20A型微机控制电子万能试验机, 力值范围为0-20KN, 准确度为0.3级, 即最大允许误差为±0.3%, 分辨力为0.1N;数显游标卡尺, 最大允许误差为±0.02mm, 分辨力为0.01mm;管壁测厚仪, 最大允许误差为±0.02mm, 分辨力为0.01mm。

测量方法:测量试样标距间中部的宽度和最小厚度, 然后将试样安装在拉力机上, 使其轴线与拉伸应力方向一致, 使其夹具松紧适宜以防试样滑脱。选用检测方法规定的试验速度, 测得拉伸过程中屈服点所对应的拉应力F, 从而求得拉伸屈服强度σ。

测量环境:温度为 (23±2) ℃, 湿度为 (50±10) %

2建立数学模型

在温度和其它条件不变时, 单个试样的拉伸强度可表示为:σ=F/A=F/ab

σ-拉伸屈服强度, 单位为MPa;F-屈服点的拉力, 单位为N;A-试样的原始截面积, 单位为mm2;a-试样标距的最小厚度, 单位为mm;b-标距间中部的宽度, 单位为mm。

3影响不确定度的主要来源

3.1拉伸屈服强度σ重复性测量及样品不均匀性所引入的相对标准不确定度分量Uσ, 按A类方法评定。

3.2试样平行部分宽度b测量所引入的相对标准不确定度分量Ub, 按B类方法评定。

3.3试样最小厚度a测量所引入的相对标准不确定度分量Ua, 按B类方法评定。

3.4试验力值F测量误差所引入的不确定度分量UF, 包括试验机的最大允许误差引入的不确定度分量UF1, 标准测力仪校准试验机引入的标准不确定度UF2。按B类方法评定。

4评定各影响量的标准不确定度

4.1拉伸屈服强度σ重复性测量及样品不均匀性所引入的相对标准不确定度分量Uσ。

以公称外径为110mm, 壁厚为3.2mm的建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材为例, 加工10个试样进行试验, 试验结果见表1。

实际测量时, 是以5个试样的拉伸屈服强度试验结果的平均值作为检测结果, 所以, 由重复性测量引入的标准不确定度分量为:

确根据数学模型, 其相对标准不确定度的分量为:

4.2试样平行部分宽度b测量所引入的相对标准不确定度分量Ub该试样的尺寸按GB/T8804.2-2003要求, 机械加工制备成Ⅰ型试样, 其试样平行部分宽度标准规定为6mm[0, +0.4], 其出现此区间的概率是均匀的, 服从正态分布, 它所引起的标准不确定度为:

以宽度平均值计算, 其相对标准不确定度的分量为

4.3试样最小厚度a测量所引入的相对标准不确定度分量Ua

a厚度采用管壁测厚仪, 最大允许误差为±0.02mm, 区间半宽为0.02mm, 呈均匀分布估计, 其所引起的标准不确度为:

以厚度平均值计算, 其相对标准不确定度的分量为:

4.4试验力值F测量误差所引入的不确定度分量UF

4.4.1试验机的最大允许误差引入的不确定度分量UF1

根据GB/T8804.1-2003标准, 拉伸试验所用的试验机为Ⅰ级, 拉伸试验机的最大允许误差为0.3%, 误差范围区间的半宽为0.3%, 误差出现的概率是均匀的, 所以其相对标准不确定度为:

4.4.2标准测力仪校准试验机引入的标准不确定度UF2

4.4.3试验力值F测量误差所引入的不确定度分量UF

UF1和UF2这两方面因素所引入的测量不确定度彼此独立不相关, 所以试验力值F测量误差所引入的不确定度分量UF可合成为:

5合成标准不确定度

各分量不确定度之间彼此独立不相关, 因此, 合成标准不确定度为:

6扩展不确定度的评定

扩展不确定度是由合成标准不确定度乘以包含因子K得到, 通常取K=2区间的包含概率约为95%, 所以

其绝对扩展不确定度为

7测量结果报告

按照GB/T8804.1-2003标准测量结果保留三位有效数字, 此排水管材的拉伸屈服强度为41.7Mpa, 其绝对扩展不确定度为1.909N/mm2。

8结束语

通过对建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材拉伸屈服强度的测量不确定度的评定, 分析了影响拉伸屈服强度测量结果的主要因素。这就要求我们在平常做试验时, 对试样的宽度和厚度测量要准确, 取样要均匀。试验前, 应对仪器设备进行检查, 调整好速度, 正确操作, 以减少不必要的误差。

参考文献

[1]GB/T5836.1-2006.建筑排水用硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管材[S].

[2]GB/T8804.1-2003.热塑性塑料管材拉伸性能第1部分:试验方法总则[S].

[3]GB/T8804.2-2003.热塑性塑料管材拉伸性能第2部分:硬聚氯乙烯 (PVC-U) 、氯化聚氯乙烯 (PVC-C) 和高抗冲聚氯乙烯 (PVC-HI) 管材[S].

[4]JJF1059.1-2012.测量不确定度评定和表示[S].北京:中国标准出版社, 2013.