节能材料在给排水领域的应用研究

节能材料在给排水领域的应用研究

马先胜

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摘要：社会经济不断发展，人们越来越重视生活质量，住房生活条件也不再局限于最基本的生活需求，对其节能环保性能的要求也越来越高。给排水系统是建筑的重要组成部分，其主要功能是使排水通畅，方便居民的生活。

关键词：节能材料；给排水

1 节能材料在给排水领域应用的意义

节能材料的应用符合当下可持续发展的理念，主要用于土木工程给排水施工与改造中，通过对一些节能材料与节能技术的应用来提高能源的利用效率，降低给排水工程的建设成本[2]。在土木工程建设中，给排水工程的能源消耗在整个工程中占有很大比例，若能在给排水工程中引入一些节能环保材料，将大大提高能源的利用率。

尤其是随着社会经济的快速发展，水资源及能源资源正面临短缺的局面，因此，在给排水工程中，加强对资源的保护，提高其使用效率，有利于降低土木工程的能源消耗，实现资源的可持续发展，创造良好的社会效益和环境效益。

2 给排水管材的节能设计要点

目前，造成水资源浪费的主要原因有两个：一是人们的节水意识淡薄，为了方便用水，水资源浪费时有发生；二是现有的供水管道和设备不合理。在此基础上，给排水管材的节能设计要点具体如下。

(1）传统给排水管材的缺点是管材内壁粗糙度大大降低了给排水效率，阻力对给水管头造成了一定的损坏。因此，在优化节能给排水设计时，可以考虑在减小管壁摩擦力的基础上，保证系统给排水的正常运行，以减少管头、管道等的磨损。

(2）调节水泵的输水量可以从根本上控制水资源的消耗。供水部门可根据用户的实际情况，按照变频空气调节的原理调节供水流量。如果管道布置要求合理，这种灵活的供水方式将为节约用水和能源作出巨大贡献。

(3）对于给排水工程的不同部位，管道的选择需要考虑不同的因素。在供水方面，如是否符合安全卫生标准，是否按工作温度、工作压力、水质状况、连接和安装是否方便、性能是否良好、是否可生物降解、是否可回收等严格执行。对于排水系统，主要考虑的因素是噪声、使用寿命、火灾、腐蚀、冲击、老化等方面的性能。

3 节能材料在给排水领域的应用

3.1 PAP管

PAP管是一种高安全的铝塑复合管，具有良好的节能环保、不生锈及耐热性能。其主要应用于给排水领域中的热水管系统中，尤其在地面采暖管道中有着显著的应用优势及较强的竞争力。

3.2 薄壁不锈钢管

薄壁不锈钢管的壁厚通常为0.6～1.2mm，主要是利用氩弧焊焊接工艺，由壁厚为0.6～2,0mm的不锈钢板材料制成，主要应用于给排水领域中的饮用水系统与热水系统中，以满足安全与卫生需求。薄壁不锈钢管凭借其较好的环保性能及较高的安全可靠性被广泛应用于给排水领域。

经研究得出，该种钢管是当下综合性能最好、节能效果最强的给排水施工材料，但是薄壁不锈钢管的成本较高，需根据实际工程情况进行合理选择。

在进行薄壁不锈钢管的安装工作前，要注意仔细检查管道外壁及内部有无明显损坏，在运输过程中应避免出现磕碰现象。可根据给排水实际工程需求采用栽埋法、射钉法等安装薄壁不锈钢管道支架，立管与支架之间的距离要控制在3m以下。连接到一定长度时，管道刚度会变差。

3.3 硬聚氯乙烯管

硬聚氯乙烯管即UPVC排水管，该管材材质较轻、外表光滑，且美观性强，有多种结构形式。此外，UPVC排水管还有安装简单、节能环保、组合灵活及经济实用的优势，在给排水领域常用的硬聚氯乙烯管有芯层发泡管与螺旋管等，有效提升了给排水工程节能减排的效果[4]。

硬聚氯乙烯管的刚性小且平整度差，将其应用于给排水中需要通过加密支架与卡等方式来改善该缺陷。在安装中，由于硬聚氯乙烯管属于塑料制品，刚度较小，且有着较大的膨胀系数，因此在选择支撑时必须结合实际需求，注重科学合理性[5]。

此外，在立管每层应装有坚固的固定支承，以此实现对管道膨胀方向的控制，同时能够分担立管的重量，使其与室外水平管连接的管头不会受到过大的压力而导致管道破裂。

3.4 复合管

复合管作为一种金属与非金属相结合的复合材料，具有金属管材刚度合理、非金属管材耐腐蚀的优点。其耐腐蚀性能好，突破了以往镀锌钢管的局限性。此外，良好的热绝缘、热绝缘表现也是一个非常有利的因素。然而，复合管的各种优点也使其价格高昂，而且由于复合材料往往不稳定，使得热膨胀系数易于分离，从而导致不同程度的质量风险。常见的复合管材有铝塑复合管、钢塑复合管、衬塑铝合金复合管和涂塑钢管等。

3.5 PP-R管

PP-R管即聚丙烯管，是一种塑料管材，外表光滑，材质较轻，具有较高的强度、良好的耐腐蚀性能及较长的使用寿命，还有无锈、无毒等特点，是给排水工程建设中最理想的节能环保材料。

3.6 金属管材

在给排水工程中，常用的金属管材主要有以下三种。

(1）镀锌钢管：该管材是目前广泛使用的一种管材，不仅用于给排水工程，还适用于消防和轻钢结构工业，使用寿命较长，耐火性能好。此外，在普通镀锌钢管的使用期间，其价格低廉、性能优良等优点也为给排水工程提供了良好的选择[7]。当然，镀锌钢管也有不可忽视的缺点。一方面，从镀锌钢管的质量来看，腐蚀是最大的不利因素，内壁易滋生细菌、微生物，也易生锈、结垢，这些物质是给水管道二次污染的根源；另一方面，镀锌钢管的连接方式一般是螺纹连接或卡箍连接，连接处容易漏水，而且容易腐蚀，在安装过程中不省力，自重过重，且运输困难。

(2）不锈钢管：该管材在耐腐蚀性方面大大超过了镀锌钢管，在使用寿命和稳定性方面与镀锌钢管相比有了明显的提高。不锈钢管内壁较厚，其阻力对给排水效率有一定的影响，现场施工时需要焊接。同时，不锈钢管也存在安装困难、价格昂贵等缺点。

(3）铸铁管：该管材具有耐用性好、不易腐蚀的优点，常适合埋在地下。但其仍存在缺陷，如脆性较大，重量轻，以及某些种类的铸铁管件数量少，价格不合理，因此铸铁管不适合推广。

4 节能材料在给排水领域应用的发展前景

4.1 引入新技术推动节能材料发展

发展节能材料的实质是推动新材料的研发与创新，引入新型节能材料是给排水工程节能技术发展的主要表现。在未来，将会在给排水工程中引进更多的节能环保材料，如涂层低辐射玻璃、新型保温材料与隔热材料等。在给排水系统中引入保温材料时，是在其工程内部进行保温层施工，这种操作方式更灵活，而且能大大减少施工周期，随着土木工程的广泛应用，其技术会更加成熟。

4.2 引入环保材料推动节能材料发展

人们的生活水平不断提高，环保意识也在不断加强，这为给排水工程材料的发展提供了新思路。传统的建筑材料在使用过程中会产生很多有害物质，对生态环境及人类健康造成不利影响。因此，政府有关部门应制订一套行之有效的将新型环保材料纳入给排水工程的管理措施，加大耐久性、环保性与保温性材料的开发与应用力度，将产品结构层次进行整体优化。

5 结束语

综上所述，将节能材料应用于给排水工程建设中，既符合当下的环保需求，落实了节能减排政策，又极大地减少了生产成本。文章从节能材料在给排水领域应用中的重要性出发，简要分析了节能材料中的PAP管、薄壁不锈钢管、硬聚氯乙烯管、复合管及PP-R管等在给排水工程建设中的应用，以期促进给排水行业的可持续发展。在未来，将会进一步引入新技术与环保材料等推动节能材料发展，真正落实可持续发展战略。

参考文献

[1] 马欣.化工工艺中的节能降耗策略[J].化纤与纺织技术,2021,50(5):92-93.

[2] 孙世利.绿色建筑给排水技术的应用分析[J].工程技术研究,2020,5(4):35-36.

[3] 王伟,王建,黄榜,等.建筑排水用硬聚氯乙烯管材拉伸屈服应力的测量及不确定度评定[J].中国测试,2020,46(S2):67-70.

[4] 刘丽霞.冷热水用聚丙烯PP-R管与PP-B管性能比较[J].中国质量技术监督,2018(5):65-69.

[5] 黄银花,王宏臣,秦爱兵.切应力补偿大口径硬聚氯乙烯管道缠绕机研究[J].机械设计与制造,2017(11):138-141.

[6] 姜浩刚.钢骨架聚乙烯塑料复合管在焦家金矿排水工程中的应用[J].中国矿山工程,2017,46(2):41-42+52.

[7] 邓艳明.轨道交通管线改迁设计中给排水管材的选用探究[J].工程技术研究,2019,4(17):123-124.