塑料管材在建筑给水中的应用探讨

塑料管材在建筑给水中的应用探讨

李汉高

李汉高

东莞市建设工程检测中心

摘要：本文结合近十年的经验，着重的概述了塑料管材在建筑给水中的应用，通过阐述以对塑料管材合理的使用提出一些参考或建议。

关键词：塑料管材；给水；建筑；环保

引言：在过去近百年的时间里，传统的镀锌钢管是建筑物给水系统首选的管材。镀锌钢管强度大，刚性好，耐冲击，使用寿命长，相对铜管、不锈钢管价格低廉，连接安全可靠，在供给水系统中充分发挥了作用。但镀锌钢管易产生腐蚀、生锈、结垢、泄漏等缺点也一直影响着水质的保证，特别是带来严重的供水二次污染，对人们身体及生活造成危害。随着人们居住环境、生活水平和环保意识的提高以及对健康的关注，对给水管材的使用提出了更高的要求。塑料管材与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，日渐受到了管道工程界的青睐，同时国家政府部门从保证人民生活质量、健康安全和节约能源和环境保护等方面出发大力发展推广新型塑料管材的生产使用。

一、塑料管在给水管道中的应用

塑料管与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐。塑料管材本身性能取决于构成管材的内在结构，塑料大分子的化学结构、大小形态、分子间的引力、热运动规律以及塑料添加剂等都是影响管材特性的主要因素。对塑料管材使用寿命有影响的五大因素有管内的工作压力，环境温度和管内流体介质的性质及温度，管道外径壁厚，管道连接方式与管件，管道系统的敷设方法。民用建筑供水管网选材性能要求供水管网管道材料的选定，首先要考虑的因素是在规定的使用压力和温度下，具有足够的机械强度，并且对管内流动的介质有很好的耐腐蚀性，卫生达标，必须符合输送饮用水卫生标准，还应具备抗击水锤的性能，此外还包括材料和工程的成本适当。

1.给水管中常用塑料管材

适用于给水系统的塑料管材有很多种，从最早开发生产的的聚氯乙烯（UPVC）管、苯乙烯（ABS）管、聚丁烯<PB）管、到近十多年普遍使用的铝塑复合（PAP）管、无规共聚聚丙乙烯（PPR）管、交联聚乙烯（PEX）管、耐高温非交联聚乙烯（<PERT）管等，品种已达十几种。各种塑料管材都在建筑给水系统中发挥作用，因其材料特性的差异在施工工艺和满足使用功能及成本方面，各管材也表现出了优劣。在此简要列举部分塑料管材的物理特性、工艺等见表2.1表2.2。其中铝塑复合（PAP）管、无规共聚聚丙烯（PP-R）管、苯乙烯（ABS）管在给水系统中使用较多，比较典型，本章节主要阐述这三种管材的构造、材料特性、应用范围及施工措施，施工中存在问题及注意事项，总结塑料管材在建筑给水系统中的应用情况。

表2.1塑料管材物理特性比较

2.施工方法

（1）铝塑复合管（PAP）

1.1铝塑复合（（PAP）管的敷设

①室外敷设。

铝塑复合（PAP）管的室外敷设有明设和暗设两种。明设时应用黑色管（黑色管添加了炭黑，可有效增强铝塑复合管的抗紫外线能力）。暗设时可采用地沟敷设，但一般应选取用埋地敷设。埋地管槽的开挖应在未经扰动的原土或经夯实的回填土上进行，管槽底应平整，不应有突出的石块等硬物，回填土应逐层压实，且不应含有直径大于12mm的坚硬物体，以免损伤管道。埋地管道的管件应作防腐处理，设计无要求时，可刷环氧树脂类的油漆或按三油两布处理。

②室内敷设。

铝塑复合（PAP）管的室内敷设也有明设和暗设两种。明敷给水管宜布置在靠近用水量大的卫生器具的墙角、墙边或立柱边。明装管道应配合土建预留孔洞和套管。在建筑物内部粉饰完或贴瓷片后，进行敷设。对于明装管道可参考塑料给水管安装方法。

考虑室内整洁、美观的要求，对于管径小于32mm的管道一般采用暗设。常用的暗设方法有：管井、管槽内暗设和装修暗设法。管井、管槽内暗设就是把铝塑复合管敷设在专用井内或直接嵌入管槽内，并用管码（管卡）固定。在管井、管槽内暗设时，尽量采用整条管，尽量不用管配件，以防接头处渗漏。墙槽宽度宜为管外径加60mm，深度易保证管外壁与毛墙面间距lOmm，只要使管子不外露出墙面即可。装修暗设就是把铝塑复合（PAP）管沿墙角、梁边或贴顶明装后，住户装修时将管子暗设于吊顶内或地板下，这样便于管道的维修。

1.2铝塑复合（PAP）管的安装

①在安装前，应对管材、管件、阀门的外观质量及其配合尺寸进行检验，并检验其合格证；同时应对现场实行必要的清理。施工时应注意防止泥沙等杂物进入管道内，安装间断时应及时将管口用管塞封堵。

②管道的调直。管道的调直一般在平整的地面上进行。方法是：用脚踩住管子，滚动管子盘卷向前延伸，压直管子即可调直。对于小口径的管子，（管径<_20mm）或管子局部弯曲可用手调直。方法是：先在需装管的地方弹墨线，每隔600-1000mm装一只管扣座，然后一边用手调直管子，一边将管子压嵌入扣座内。

③管道的切断。管道的切断一般使用专用管剪，也可以使用锯或其他切断工具。

④管道的弯曲。铝塑复合（PAP）管的弯曲可用手直接弯曲，弯曲时不需加热。但弯曲半径不能小于管外径的5倍。方法是：为了使管子弯曲后的椭圆率不超过8%，弯曲时先将弯管弹簧塞入管道，送到弯曲部位（若弹簧长度不够，可接驳钢丝加长），在弯曲部位用手加力缓慢弯曲，成型后今由出弹簧即可。

⑤管道的连接。铝塑复合（PAP）管与管件连接时，如图2.2按所需长度用管剪把管子切断，用整圆扩孔器将管口整圆扩孔，再将螺帽和C型套环先后套入管子端头，然后再将管件本体内芯插入竹子内腔（应用力将内芯全长压入管内腔为止），拉回C型套环和螺帽，用扳手将螺帽拧固于管件本体的外螺纹上即可。紧固程度以C型套环开口闭合为宜。当管子与其他金属粉材及配水器具连接时，如被接件带外螺纹则用带内螺纹的接头与其配接；如被接件是带内螺纹则用带外螺纹的接头与其配接。

卡压式接头与铝塑复合（PAP）管的连接是这样来实现的：通过专用钳压工具，让套于铝塑管外层的不锈钢套产生收缩、塑性变形，迫使铝塑复合（PAP）管内壁塑料层收缩并咬合至接头芯体外圆表面上的锯齿形环槽中，由于两只O型橡胶密封圈设计线径大于芯体外径D225%。因此，在铝塑复合（PAP）管内层收缩后，两只O型密封圈将始终处于压缩状态，从而提供持久的密封性能。

O型密封圈的自密封作用

O型圈在使用过程中因受压力作用变形而产生密封作用，因此在装配时O型圈和被密封面之间就要保持一定的压缩量。橡胶受压产生的反弹力始终给予被密封面一初始压缩应力，从而起到预密封作用，如图2.5所示。

决定O型圈预密封作用和自密封作用的主要参数是压缩量，对静密封条件下，压缩量一般取20%，考虑到管件和密封圈生产过程中的尺寸公差和热胀冷缩的影响，卡压式管件O型圈平均压缩量设计为25。铝塑复合（PAP）管系统采用内衬橡胶圈的卡压式管件技术，解决了长期困扰人们的因热胀冷缩产生的漏水问题。克服了设计人员选用铝塑复合（PAP）管系统的技术障碍。

⑥管道的固定。

对于明装的铝塑复合（PAP）管宜用管扣座固定；暗设的立管宜在穿越楼板处做成固定支承点，以防立管累积伸缩在最上层支管连接处产生位移应力。不只在管道承重的立管上，还应在立管上引出支管的三通配件处设置固定支承点。总之，不论明设或暗设，在三通、弯头、阀门等管件和管道弯曲部位，应适当增设管码或支架固定。在管子与配水点连接处也应采取加固措施。

（3）无规共聚聚丙烯管（PP-R）

无规共聚聚丙烯（PP-R）管的连接方式是承插式热熔连接。承插式热熔连接是采用专用热熔工具对同等材质的管材和管件的连接部位表面加热，待插入段和承插段分别加热变软后，迅速插入，冷却后即可达到比较牢固地结合，连接成一体。

①工艺流程（管道敷设）（图2.7）

1.2道安装要点

①给水无规共聚聚丙烯<PP-R）管及怜配件之间应采用热熔连接，安装应使用专用热熔工具。不允许在竹道和怜件上直接套丝。暗敷地坪面层内的怜道，只允许热熔连接。

②给水无规共聚聚丙烯（PP-R）怜与金属竹件的连接，应采用带金属嵌件的聚丙烯竹件作为过渡，该，i_；，：件与塑料一竹采用热熔连接，与金属竹件或卫生洁具五金配件采用丝打]连接。

1.3热熔连接的步骤

①下料：用竹剪剪取所需长度，端面必须垂直于骨轴线。在熔焊之前，焊接部分宜用酒精清洁，然后用清洁的布或纸擦干。并在管子上划出需熔焊的长度。如图2.8。

④插接：加热后，将份材及怜件脱离熔接模头，立即对接，对接过程禁止旋转。熔接施J二应严格按规定的技术参数操作，在加热及插接过程中不能转动竹道和竹件，应直线插入。正常熔接后，在接合面应有一均匀的熔接圈。熔接操作技术参数见表2.4。

⑤熔焊机用完后，需清洁机头以备下次使用。

⑥将己熔焊连接好的管子安装就位。

1.4其他控制点

①一个房间内的管道，应区分内部接口（活口）和外部接口（死口），内部接口必须全部熔焊完成后，才可固定本房间内的管道，外部接口周围暂不固定，待与其他房间连接后再固定，以保证熔焊质量。

②管道交叉点，不应设在熔接口处。

③热熔机熔接头出现粘连管材的现象时应立即更换。

④管件与管材必须为同品牌，同功能的产品，禁止混用。

⑤管道热熔连接时先将管件放入热熔机，再将管子放入，保证管材和管件形成良好的熔接面。

⑥管道敷设完成后，发现渗漏，可以将渗漏部分锯掉，然后采用两个热熔机三个人联合操作，恢复管段。

二、结束语

综合所述，塑料管材在建筑给水系统中的应用必须要充分考虑塑料管的材料特性是否满足，适用系统、适合场合的需要和条件。塑料管的使用寿命和其原材料的性能、制造工艺，使用条件（温度、压力）、连接与敷设方式等有密切的关系。选择冷水塑料管材应遵循的主要原则：安全可靠、卫生、经济、可持续发展与环保。

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