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建筑新型管材的应用
发布时间:2009/12/6  阅读次数:2517  字体大小: 【】 【】【
建筑安装工程中新型管材的应用
内容摘要:本文通过介绍建筑安装工程各类塑料管的产品特性,指出塑料管材在使用中的一些应注意的问题,同时叙述了国家对塑料管材应用的产业政策。
主题词:建筑安装             铝塑复合管(PAP       硬聚氯乙烯管(UPVC                     无规共聚聚丙烯管(PP—R     钢塑复合管             性能             应用
随着国民生活水平的提高,人民对健康水平的要求日益增长,同时对环保节能也倍加重视,如今人们更注重生态保护和可持续发展。值得关注的是80年代中期以后,尤其在进入90年代以后,各种新型的塑料管材在建筑安装工程的推广应用,大大冲击着金属管材在此领域的统治地位。同时,国家大力推广应用化学建材给塑料管材发展提供了绝好的机遇。
1997年11月,全国化学建材协调组(由国家五部委局组成)召开了全国化学建材工作会议,并出台了<<关于加强技术创新,推广化学建材产品的若干意见>>等文件,其中在“调整产业和产品结构,促进产业技术升级换代”中提出;推广应用UPVC、 PEX、 PP—R等塑料管道,逐步限制淘汰镀锌钢管,传统铸铁管。
2000年陕西省建设厅文件(陕建科[200]117号)<<关于在建设工程中淘汰和限制使用落后技术、产品、材料、及推广应用新技术、新产品、新材料的通知>>第一章.第8条,自2000年9月1日起,全省各城新开工的建筑工程禁止使用砂模铸铁排水管用于室内排水管道。推广应用硬聚氯乙烯、UPVC……第9条,自2000年9月1日起全省城市、市区内新建住宅中(含城市供水工程)禁止使用冷镀锌钢管用于室内给水管道。并限制使用热镀锌钢管至2001年6月1日起淘汰热镀锌钢管,推广应用各种新型.铝塑复合管(PAP)、三型无规共聚聚丙烯(PP—R)等新型供水管。
塑料管与传统金属管材相比具有许多优越性,重量轻、耐腐蚀、安全卫生、无锈蚀水垢、水流阻力小、施工安装方便、节约能源等特点。因此在建筑安装工程中越发受到青睐,得到了迅速的发展。现已成为管道工程中一类非常重要的管材门类,并占据了相当大的市场份额,其应用领域也越来越宽。由于目前市场上各种结构的塑料管材品种越来越多,从最初90年代初UPVC排水管到稍后发展的发泡PVC管以及钢骨架塑料复合管,都以不同的角度进入了市场。 表一为目前市场上已有的各种结构和材质的塑料管。

表一                           不同结构和用途的塑料管
管材名称
管径范围
结构与材质
用途
ABS塑料管
<200                
ABS共聚塑料
低压水或液体的输送
聚丁烯塑料管
<200                
烯茎类塑料
低压热水或液体的输送
PE—X塑料管
10—50
交联PE
低压热水或液体的输送
PAP塑料管
10—50
交联PE与铝的复合管                                    
低压热水或液体的输送
PP—R塑料管
<100
无规共聚PP
低压热水或液体的输送
UHMWPE塑料管
<200
超高分子量PE
  耐磨耐腐蚀管
PVC塑料管
50—315
PVC—U
城市.建筑给排水
PVC发泡管
50—315
PVC芯层发泡结构
建筑排水
HDPE塑料管
20—400
HDPE
城市给排水
PVC钢带增强管
大口径
内衬钢带夹层
城市给排水
HDPE钢带增强管
大口径                                                  
衬钢带夹层   内
城市给排水
HDPE双壁波纹管
大口径                                
双层波纹结构
城市排水
PVC双壁波纹管
大口径                                
双层结构
城市排水
PVC缠绕熔接管
大口径
内衬PVC外层缠绕钢丝
城市排水
玻璃钢管FRP
大口径
玻纤增强不饱和树脂
液体输送
HDPE涂覆式钢管
大口径
钢管内外涂覆聚乙烯
液体、气体输送
不锈钢塑复合管
中小口径钢
塑料+粘接层+不锈
液体、气体输送
钢塑复合管
中小口径
塑料+粘接层+钢管
液体、气体输送
铜塑复合管
中小口径
塑料+粘接层+铜管
液体、气体输送
孔网钢塑复合管
20—630
内外塑料层+冲孔钢管
液体、气体输送
钢骨架塑料复合管
50—5000
内补钢丝骨架夹层
液体、气体输送
  
  
  

   目前,国家对新型管材的配套使用规范及标准图还不太完善,许多技术措施还处在探索与不断总结的阶段。下面就硬聚氯乙烯UPVC排水管、三型无规共聚聚丙烯管(PP—R)、铝塑复合管(PAP)、钢塑复合管在安装工程的应用谈谈自己的看法。
一.   硬聚氯乙烯UPVC排水管。材质以聚氯乙烯树脂为原料,加入适量的助剂,挤出成型。具有水利条件好、重量轻、工程造价低、便于搬运施工、节省人力和施工周期。UPVC管的连接方式采用专用粘结剂承插粘接。通常适用于民用及工业建筑排水管道的安装,并要求室内连续排水温度不大于40℃,瞬时排水温度不大于80℃,不适用与有腐蚀性液体的排放。
以前传统的铸铁排水管,安装前首先除绣,刷防锈漆,安装时,先打油麻、再填石棉水泥,而且要对石棉水泥进行养生,夏天要勤浇水、冬天要防冻,工序麻烦,出现问题修理也费力。而PVC排水管直接安装,只要处理好锯断管口、涂均匀粘接剂,安装环境不低于5度就行,不需要除绣刷油等工序,以后在使用维修方面也比铸铁管方便多了。我单位在95年到99年之间承接西安市西大街附近一个高层建筑的安装。当时用的就是铸铁排水管,96年正是工程施工高峰期,施工电梯特别忙,加上安装本属于配合工程,施工电梯优先与土建工程。我单位为了不影响工程进度,1.8米长的连续浇铸铸铁排水管用人力从一层扛到十层,一天下来就腰酸腿痛,肩膀肿起了许多,就这样加班加点的还跟不上工程进度。如果当时能采用PVC排水管的话,人力和时间肯定节省了不少。考虑到这一点,所以就先把铸铁排水管和塑料排水管做了一个重量方面的比较。又考虑到我现在的工作,(预算员)我就把安装费用(每装一米管可节约14元)也做了一番经济方面的比较,来更加证明塑料排水管的适用性。
让我们以DN100的铸铁排水管DN100的UPVC排水管在建筑安装工程中做一个重量和造价方面的比较,
  
  
设:   一建筑需DN100排水管500米
1       铸铁排水管
DN100铸铁排水管每米理论重量约13Kg,500米铸铁排水管重量约合6500Kg。
安装采用石棉水泥接口 :     
每10米的安装费 :             基价单价410.43                     
每10米的除锈刷油 :         基价单价74.16       
500米铸铁管工程费用 :   基价合价21849.71
2         UPVC塑料管
DN100塑料排水管每米理论重量约1.7Kg,500米PVC塑料排水管重量约合850Kg。
安装采用承插粘接。          
每10米的安装费:                         基价单价292.63     
每10米的除锈刷油 :               ----                    
500米PVC管工程费用:             基价合价14631.5    
如果工程采用PVC塑料排水管,单一项工程造价可节约21849.71-14631.5=7218.21元。整个建筑重量减少了6500-850=5650Kg。为整个建筑工程整体构造既减轻了重量,又节约了成本。不过UPVC塑料排水管也有美中不足的地方,其一 . 线膨胀系数大,a/mm(m .k)=0.07。比传统的铸铁排水管线膨胀系数大约5~~6倍,因此,PVC塑料排水管每隔四米左右应设置一个伸缩节。其伸缩量可按下式计算:
                                         DL=L*a*Dt
             式中.   DL──管道伸缩量.    
                                     L──管道长度.
                       a──线膨胀系数    
                       Dt──温差(℃)
另外,PVC塑料排水管不宜布置在热源附近,当不能避免并导致管道表面温度大于摄氏六十度时,应采取隔热措施。以防止管道受温度影响而产生的变形,影响正常使用。
. 无规共聚聚丙烯PP—R. 铝塑复合管PAP.   是通过物理和化学符合相结合的方法,经高压高热成型。它们除具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、内壁光滑、使用寿命长、比同等条件下金属管流量增加百分之十等特点外,另具有以下特点:
1.良好的卫生性能—制管的原料属高密度纯聚乙烯及聚丙烯,其分子由碳氢元素组成,原辅料均达到食品卫生标准要求,因此,PAP管、 PP—R管、不仅可以用于冷热水系统,而且可以用于纯净饮用水系统,完全可避免传统金属管道系统常见的“锈水”现象。
2.较好的耐温、耐热性能PAP和PP—R管维卡软化温度均在130℃以上,最高工作温度可达95℃,长期使用温度一般可达70℃,常温下(20℃)使用寿命可达90年以上。而且,PP—R管在生产及施工过程中产生的废料,经清洁、破碎后可回收利用。
3安装方便、连接可靠。安装时,不需要传统金属管安装时的绞丝,缠麻等工序。而且,PAP管有较强的塑性变形能力,可在拐弯处利用其柔性弯曲,在一定半径范围内任意弯曲不反弹。PP—R管优良好的焊接性能,管材、管件可采用热熔连接、电熔连接,安装方便,接头质量可靠,其连接部位强度大于管体本身的强度。其PAP管和PP—R管与其他管材的其他性能见表三、表四。
  

表三                                   PAP管材的管径及特性
规格

mm

内径
MM
外径
MM
持久内压力MPa
爆破内压力
MPa
抗拉强度
N
1216
12
16
2.5
6
>100
1620
16
20
2.5
2
>100
2025
20
25
2.5
4
>400
2532
25
32
2.5
3
>400
  
  
表四             PP—R管. PAP管与镀锌管的价格.性能比较
管材名称
性能
镀锌管
PAP管
PP—R管
铜管
PE—X管
钢塑管
CPVC管
锈蚀结垢
水质
较好
耐温.耐压
较好
水利条件
一般
较好
使用年限
教长
安装方法
价格
卫生性能
一般
较优
壁厚
较薄
较厚
较厚
较厚
较厚
生产工艺
较复杂
最复杂
较简单
复杂
较简单
最复杂
较简单
废物回收性
不能
可以
不能
不能
不能
连接管件
金属
PP--R
可选择
金属
CPVC
管材刚性
较差
较差

               在98年中我单位承接改造西飞宾馆冷热水系统,当时热水供应为80—900C,管材选用的是铝塑管地沟暗装,由于铝塑管安装方便,缩短了工程周期,甲方当时很满意。可是时间不久,大约有半年吧,铝塑管的铜接头逐渐有漏水现象,单位频繁的派人去维修,又过了几个月,情况越来越严重,并多次出现接头爆开、铜塑分离。几度造成宾馆停止供应热水,影响了正常的营业,也造成不好的影响。甲方强烈要求施工单位更换管道……。这件事给我们单位造成了不少的经济损失和不良影响,也给我们总结了不少的经验。
PAP与PP—R管的连接方式有所不同,管道的连接首先从系统上考虑。主要涉及管材与管材、管材与管件,其次是管材与给水附件(水嘴、水表、阀门)等的过度连接。从连接的材质是负匹配,到同一材质和不同材质的连接,管材的连接完全影响到管材的应用。PP—R管一般采用电熔及热熔,而PAP管采用卡套式连接。如果一个民用建筑需要不同的给水方式和供热方式。设两种方法来分析PAP和PP—R管对其应用。
第一种为明装给水方式明装给水的管材选用PP—R和PAP管,经实际应用证明这两种管都可以,但由于工艺上的原因考虑到PAP管中壁铝层的作用,它有较好的抗氧性和膨胀系数小于PP—R管的特点,因此,明装给水系统首先考虑用PAP管。
第二种为暗装供热方式:暗装低温地板地热式采暖由于整个系统的管材均敷设在垫层内,不能有任何一点连接强度不够或者可能造成漏水的管接头。考虑到PAP管连接的卡套接头均为铜质,由于长期受热胀冷缩的管温变化,一旦发生泄露,需要检查维修,会给整个室内设计布局造成影响,破坏地面结构。所以,象地热式这种采暖方式,鉴于以前实践经验,选材应首选PP—R管。PP—R管的接头采用热熔,其强度大于管材自身,作为地埋式采暖是最适宜的。
需要注意的是、暗装管道管径越小越好。宜采用分水器的安装方式,而不是传统的沿途分流法。另外,凡是在管道经过的地方定要做出标记,   并尽量避开用户可能安装镜面、挂钩、地板龙骨或其他物品的地方,以免因二次装修而导致给水管道被电锤打坏。在1999年三月份,阎良区人民路小区8号楼竣工,大部分住户开始装修,其中不少用户在管道安装方面选用塑料管材。为了装修美观、经济实用,现在的管道都敷设在墙内和地板下。当时就发现有两户在管道安装上出现了问题,一户是在装修基本做完,在安装卫生间镜子时施工人员用电锤把埋在墙内的管道打坏,结果是卫生间装修好的墙面被重新砸开,待我们修理完管道后再恢复。另一户是在安装燃气壁挂式采暖炉配管,因为散热器的配管均敷设在地板下,由于铺木地板的师傅不小心,用钉子定龙骨时,把管道钉了个洞。根据现在的新规范.地下埋设的采暖管不宜有管接头。用户为了避免以后可能会发生漏水等需要修理的麻烦事,就让装修师傅把铺了一半的木地板又拆了许多,待换完管道后再重铺木地板。造成人力、财力、时间都浪费了许多。
             虽然这两种新型的给水管材应用很广普,但如有建筑防火等其他要求的设施中,我们还应考虑到另一种新型管材──钢塑复合管
三.钢塑复合管也是近两年来刚刚兴起取代钢管的一种新型管材。它采用钢管与塑管之间采用进口热塑型粘结剂进行高温粘结,使钢与塑的复合粘接强度可达4.3Mpa。根据钢管和塑管良好的韧性及抗冲击性,因此在压扁、弯曲、沟槽时都不会发生塑裂、脱胶、钢塑分离等现象。钢塑复合管能将钢管的强度高、钢性好、耐高压及塑管的不结垢、耐腐蚀、内壁光滑、流速阻力小等优点结合在一起,因此能广泛应用于化工、建筑、水处理、石油、医药、食品、矿山和消防等行业。我市的第四军医大学新建工程及西铁一局部分工程已经开始选用钢塑复合管。其他工程也在使用钢塑复合管。其性能见表五
表五                   钢塑复合管的理化性能
检验项目
产品指示
检验结果
耐水压性能
95℃2Mpa无渗漏
无渗漏
耐水压性能
23℃2Mpa无渗漏
无渗漏
压扁实验
压缩至四分之三无开裂   无剥离
无开裂   无剥离
弯曲性能
£2mm/M
无开裂   无剥离
  
由于新型塑料给水管的刚性及其它原因,不适应有特别防火要求和震动频繁的给水系统内。象建筑安装工程中的水泵配管和消防、自动喷水灭火系统,由于水泵在工作期间的冲击、水锤作用等,长期使塑料给水管不断反复的受力,容易出现爆管、接头冲出等事故。因此,高层建筑中的水泵出水管最好能采用钢塑复合管,以增加其强度和稳定性。另外由于钢塑复合管的连接形式分成密封垫式丝接和沟槽卡箍式连接,丝接处与卡箍连接处都是采用硅橡胶密封圈,不存在法兰焊接及丝口涂抹铅油缠麻等工序,从而更加保证水质,杜绝了因钢管而产生的锈蚀结垢。如果钢塑复合管用在自动喷水灭火系统,其更加突出它的优越性。
以往的安装中,自动喷淋系统都采用镀锌钢管,管道支管多、连接喷头处管径小、管道的消毒冲洗和维护很费精力。最明显是我单位在西大街附近承接的这个高层建筑,整个建筑十六层,自喷管道长度近万米,连接喷头两千多个。安装完后在第一次水冲洗中,要求每一层干管的水冲洗均要从支管末端排出。并要求水流速不小于每秒1.5米,冲洗三次,每次20分钟直到合格。当时.我负责这个工作,一班六个人工作,专门对系统进行水冲洗,一直冲洗了两个星期,把整个建筑都搞的湿淋淋的。在这个自喷系统水冲洗过程中,我仔细目睹了冲洗中管道排出的焊渣、泥沙、还有麻丝等……。如果这些杂质冲洗不净残留在管道中,以后可能会造成更大的损失。如果采用钢塑复合管,首先钢塑复合管的使用年限大于镀锌钢管的三分之一,这样对一个建筑物的长远经济性和防火安全性有了更多的保证。然后我们更关心它的强度,由于钢塑复合管和镀锌钢管的强度、刚性、线膨胀系数都一样,因而我们在做自动喷水灭火系统中管道的支架、吊卡、伸缩性、都不用更多的去考虑。其次钢塑复合管由于其自身的特性在管道水冲洗方面也比钢管节约三份之一,在如今水资源短缺的情况下,这也是给国家节约了资源。
在一般的湿式自动喷水灭火系统中,喷头位于系统干管的最下方(见下图)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
由于钢管的焊接或丝接或其它原因,管道内会有一些焊渣等一些锈蚀结垢的杂质,加上系统内偶然的水波动会导致系统内这些杂质堆积在喷淋口,造成堵塞。一旦发生火情,部分喷头将无法正常工作,以至于会造成更大的损失。(南方某城市发生火灾,就因此而延误了灭火时机造成损失)。而钢塑复合管,完全克服了上诉缺点而更加突出了其应用性。
   无论是UPVC排水管材,还是PAP、PP—R、钢塑复合给水管材,还有其它类型的新型管材的问世和应用,都具有比金属管材重量轻、耐腐蚀、不结垢等诸多特性。这些新型管材的应用既方便施工、降低工程成本、保证水质、又符合国家政策。因此积极推广应用新型管材是实际有效的方式。还有一点值得大家注意的是、新型塑料管材的线膨胀系数大,为镀锌钢管的六到八倍,为了积极有效的减少克服管道线性变化值,在建筑安装工程中采用哪些措施才能有效的减少或克服这方面给工程带来的不利影响。这将是需要我们下一步认真探讨的问题。同时更需要与大家不断的总结,交流,使推广新型管材这项工作在给水行业中健康、顺利的发展。

  
注释:   .全国统一安装工程预算定额陕西省价目表.第八册.第一章.第31页
               .全国统一安装工程预算定额陕西省价目表.第十一册.第二章.第35页. 第54页
               .全国统一安装工程预算定额陕西省价目表.第八册.第一章.第34页
致谢:         西飞自来水公司技术室主任.   田彦博 (工 程 师)
                     陕西电子建设综合开发公司.   杨培仁(总工程师)
参考文献:1. 《   给水排水 》杂志2000年第八期
2.   国家标准GB50242—2002   《 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》
3.   建筑新技术推广应用学习资料政策汇编
  
                               作者:雷安明
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