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【摘 要】 以目前建筑给排水行业新型管材的广泛应用为例，从建筑实际设计中各种常用管材的特点及应用范围、如何正确选用管材、推广应用中出现的问题和生产企业应加强的方面，阐述了笔者的设计感受。
【关键词】 管材;排水管;管道设计;建筑;管件
建筑给排水的管材部分作为建筑物的重要组成部分之一，其管材选用是否合理，对今后住户的生活会造成巨大的影响因此，现在就常用管材的一些特性，优缺点，使用范围做一简要论述
1 现行建筑给排水管材及常用管材
目前市场上及在很多地区设置办事处的厂家能够提供约20种左右的给水管材，主要包括金属管（镀锌钢管、铜管等）、复合管（衬塑钢管、衬塑钢管等）、塑料管（聚丙烯管、硬聚氯乙烯管等）。
自20世纪80年代以来国家推广使用硬聚氯乙烯排水管，并在我国应用广泛，发展很快。目前虽然排水塑料管材质单一，但结构形式多样，有普通管、芯层发泡管、空壁螺旋消声管等;同时机制柔性铸铁排水管也在推广使用。
2 国内现行建筑实际设计常用的管：
2.1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，紫外线吸收剂，改性剂等。
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），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。塑料管的主要优点分别如下：
1）无规共聚聚丙烯管（PP-R）的特点及应用。
a.具有较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃，最高使用温度可达95℃，长期使用温度可达70℃，可满足建筑冷热水管道设计要求。
b.无毒、卫生。PP-R原料属聚烯烃类，其分子仅由碳氢元素组成，原辅材料完全达到食品卫生要求，没有有害有毒的元素存在，卫生可靠，不仅用于冷热水管道，还可用于纯净饮用水系统。
c.保温节能。PP-R管导热系数为0.21W/（m·K）。
d.安装方便、管件连接牢固。PP-R管材、管件采用相同的原料加工而成，并有良好的热、电融焊接性能，其管材、管件可采用热熔连接或电熔连接，管材、管件连接部位的强度不低于管材本身的强度。PP-R管道这种独特的连接方法较粘结、弹性密封承插及其他机械连接等成分低、速度快、操作简单、安全可靠，特别适合用于直埋暗敷的场合，杜绝了渗漏隐患。
e.物料可回收利用。PP-R在生产、施工及使用过程中对环境无污染，废料可回收利用，属绿色产品。
3）硬聚氯乙烯（UPVC）塑料管。与其他管材相比UPVC具有以下特点：
a.有较高的模量、强度和硬度，在建筑管材中被视为刚性管。即使在不增强的情况下也能满足普通有压液体的输送要求。
b.作为一种成熟产品，PVC管道在国内现已有了一套完善的标准及施工规范。
c.符合要求的UPVC管，其各种理化指标均能满足实际需求，抗腐蚀、抗老化，使用寿命长，安装维修十分方便，外形美观，相对铸铁管成本低，经济实用。
塑料管的主要缺点：
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，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。
2.2金属管：
2.1.1镀锌钢管
镀锌钢管在生活给水系统的应用被塑料管、铜管、不锈钢管和复合管所取代，但并不意味着镀锌钢管在整个建筑领域被取代，而在消防给水系统，尤其在自动喷水灭火系统还是首选管材，而塑料管则不应在消防给水系统和生活一消防、生产一消防共用系统中应用。现行规范GB50084～2001（2005年版）自动喷水灭火系统设计规范第8.0.2条规定：“配水管道应采用内外壁热镀锌钢管。当报警阀入口前管道采用内壁不防腐的钢管时，应在该段管道的末端设过濾器。”在采用镀锌钢管的前提下，妥善地解决管道连接方式是消防给水技术的难题之一，而沟槽式连接特别适合镀锌钢管的连接。据此，相信在今后相当长的时间内，镀锌钢管在消防给水工程的应用还会持续。
2.1.2机制柔性铸铁排水管
机制柔性接口铸铁排水管为离心铸造或连续铸造。这种管材没有大小头，没有承插口之分，外形美观，都是平口相接，用不锈钢卡箍连接，橡胶套密封。该管内外光滑、强度高、耐腐蚀、噪音小、抗震防火、安装方便是目前国际上流行实用的排水管材，也是我国与国际水平接轨的排水管材。
2.3复合管
2.3.1铝塑复合管（PAP）
铝塑复合管是通过挤出成型工艺而制造出的新型复合管材，它由聚乙烯层（或交联聚乙烯）、粘合剂层、铝层、粘合剂层、乙烯层（或交联聚乙烯）五层结构构成。铝塑复合管具有独特的性能和应用范围较广的特点：
1）耐压强度高，耐温性能好（PAP）管工作温度-40℃～60℃，XPAP管工作温度-40℃～95℃），卫生无毒，使用寿命长，可应用于建筑冷热水管道。
2）集刚柔一体，可迅速消除管道系统内的压力冲击，不会产生水锤噪声。
3）采用嵌入夹紧式接头连接，安装方便;管材能自由弯曲，可减少管接头、弯头;可弯曲不反弹，可随实际情况绕过梁柱等构件，减少大量弯头，比镀锌钢管节省人工50%。
4）阻燃性能远远优于聚氯乙烯管，耐腐蚀性好，可输送各种腐蚀性液体、气体。
2.3.2钢塑复合管 1）PVC衬里钢管。这是国外于20世纪70年代发展的新型给水管材，因PVC等塑料管存在强度较低、耐压不够充分等弱点，在负荷较苛刻的场合应用就显得勉强，此时就要要求金属管。PVC衬里钢管就是基于这一点而得到发展的。在传统的输水钢管内插入一根薄壁的PVC管，使兩者紧密结合，就成为PVC衬里钢管。它兼有塑料管和钢管的优点而避免了它们的缺点。
2）PE粉末树脂衬里钢管。这是国外于70年代末、80年代初开发的新管材。其开发目标同PVC衬里钢管有同样的性能但经济性能要更好，它是在输水钢管内壁熔融一层PE粉末树脂而成的。近年来上海、四川、浙江一带已有开发商将此种管材以低于铝塑复合管的价格投入市场，是很有竞争力的。按衬里钢管的特点可以认为它是塑料管化的钢管，也就是说衬里钢管是具有塑料管优点的钢管。
3 建筑给排水管材的选用
3.1综合考虑管材的选用
1）根据地区特点、工程性质、设计标准选用。管材的技术经济特性不是仅由管材自身特性决定的。一种管材能在某地区，除了管材自身特性之外，更主要地取决于该地区的地理环境、工况条件、资源特点、居民习惯及生活质量水平、社会经济发展水平等因素。
2）根据现行国家标准、规范灵活选用管材。标准规范是设计施工的主要依据，管材选用安装规范是最基本的，是可行的，有时也是必须的。如GB50015-2003建筑给水排水设计规范（2009年版）等标准规范都对管材选用有相应的条文规定。
3）根据使用场合、地点选用。暗埋水管一般用于卫生间或以清洁为目的的场所、厨房等以及相互之间连接的管道。暗埋管道是为了美观、方便或节能。室外明装或安装在吊顶、管井内的给水管管外腐蚀均不大，关键在于管内防腐及耐冲刷效果。室外明装要选有防紫外线型的管材。安装在吊顶、管井内的给水管只要压力满足要求，几乎所有的新型管材都可使用。
3.2管材选用首要考虑的问题是管件与连接
管件是管道与管道、管道与设备以及设备装置间起连接作用的部件，是管道的重要组成部分。管道配件有直线管段连接配件（如管箍）、有非直线管段连接配件（如弯头、乙字管）、有分叉用管段连接配件（如三通、四通）、有变径管段连接配件（如异径管、渐缩管它们连接作用不同，其构造和外形也各不相同。重视管材、管件的配套及配件的性能，在选择管材时，人们往往易忽视管件的配套和配件的性能。由于管件产生模具多、投资大、周期长许多企业不愿意或难以配齐管件（尤其是大规模管件）的生产设备，这给建设单位带来了很大的不便，即使有其他企业生产的管件，也往往难以匹配。因此，生产企业应加强管配件的开发，完善管件配套现行给排水管道产品结构不合理，突出地反映在规格系列不全、管材管件配套不完善。管材与管件产生不配套是我国塑料管推广应用中的瓶颈问题，一直未能得到很好地解决。
参考文献：
[1]全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水[M].北京：中国计划出版社，2009.
[2]给水排水设计手册（第2册）建筑给水排水（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2001.
[3]国家标准.建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）（2009年版）.北京：中国计划出版社，2010.
【关键词】 管材;排水管;管道设计;建筑;管件
建筑给排水的管材部分作为建筑物的重要组成部分之一，其管材选用是否合理，对今后住户的生活会造成巨大的影响因此，现在就常用管材的一些特性，优缺点，使用范围做一简要论述
1 现行建筑给排水管材及常用管材
目前市场上及在很多地区设置办事处的厂家能够提供约20种左右的给水管材，主要包括金属管（镀锌钢管、铜管等）、复合管（衬塑钢管、衬塑钢管等）、塑料管（聚丙烯管、硬聚氯乙烯管等）。
自20世纪80年代以来国家推广使用硬聚氯乙烯排水管，并在我国应用广泛，发展很快。目前虽然排水塑料管材质单一，但结构形式多样，有普通管、芯层发泡管、空壁螺旋消声管等;同时机制柔性铸铁排水管也在推广使用。
2 国内现行建筑实际设计常用的管：
2.1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，紫外线吸收剂，改性剂等。
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），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。塑料管的主要优点分别如下：
1）无规共聚聚丙烯管（PP-R）的特点及应用。
a.具有较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃，最高使用温度可达95℃，长期使用温度可达70℃，可满足建筑冷热水管道设计要求。
b.无毒、卫生。PP-R原料属聚烯烃类，其分子仅由碳氢元素组成，原辅材料完全达到食品卫生要求，没有有害有毒的元素存在，卫生可靠，不仅用于冷热水管道，还可用于纯净饮用水系统。
c.保温节能。PP-R管导热系数为0.21W/（m·K）。
d.安装方便、管件连接牢固。PP-R管材、管件采用相同的原料加工而成，并有良好的热、电融焊接性能，其管材、管件可采用热熔连接或电熔连接，管材、管件连接部位的强度不低于管材本身的强度。PP-R管道这种独特的连接方法较粘结、弹性密封承插及其他机械连接等成分低、速度快、操作简单、安全可靠，特别适合用于直埋暗敷的场合，杜绝了渗漏隐患。
e.物料可回收利用。PP-R在生产、施工及使用过程中对环境无污染，废料可回收利用，属绿色产品。
3）硬聚氯乙烯（UPVC）塑料管。与其他管材相比UPVC具有以下特点：
a.有较高的模量、强度和硬度，在建筑管材中被视为刚性管。即使在不增强的情况下也能满足普通有压液体的输送要求。
b.作为一种成熟产品，PVC管道在国内现已有了一套完善的标准及施工规范。
c.符合要求的UPVC管，其各种理化指标均能满足实际需求，抗腐蚀、抗老化，使用寿命长，安装维修十分方便，外形美观，相对铸铁管成本低，经济实用。
塑料管的主要缺点：
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，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。
2.2金属管：
2.1.1镀锌钢管
镀锌钢管在生活给水系统的应用被塑料管、铜管、不锈钢管和复合管所取代，但并不意味着镀锌钢管在整个建筑领域被取代，而在消防给水系统，尤其在自动喷水灭火系统还是首选管材，而塑料管则不应在消防给水系统和生活一消防、生产一消防共用系统中应用。现行规范GB50084～2001（2005年版）自动喷水灭火系统设计规范第8.0.2条规定：“配水管道应采用内外壁热镀锌钢管。当报警阀入口前管道采用内壁不防腐的钢管时，应在该段管道的末端设过濾器。”在采用镀锌钢管的前提下，妥善地解决管道连接方式是消防给水技术的难题之一，而沟槽式连接特别适合镀锌钢管的连接。据此，相信在今后相当长的时间内，镀锌钢管在消防给水工程的应用还会持续。
2.1.2机制柔性铸铁排水管
机制柔性接口铸铁排水管为离心铸造或连续铸造。这种管材没有大小头，没有承插口之分，外形美观，都是平口相接，用不锈钢卡箍连接，橡胶套密封。该管内外光滑、强度高、耐腐蚀、噪音小、抗震防火、安装方便是目前国际上流行实用的排水管材，也是我国与国际水平接轨的排水管材。
2.3复合管
2.3.1铝塑复合管（PAP）
铝塑复合管是通过挤出成型工艺而制造出的新型复合管材，它由聚乙烯层（或交联聚乙烯）、粘合剂层、铝层、粘合剂层、乙烯层（或交联聚乙烯）五层结构构成。铝塑复合管具有独特的性能和应用范围较广的特点：
1）耐压强度高，耐温性能好（PAP）管工作温度-40℃～60℃，XPAP管工作温度-40℃～95℃），卫生无毒，使用寿命长，可应用于建筑冷热水管道。
2）集刚柔一体，可迅速消除管道系统内的压力冲击，不会产生水锤噪声。
3）采用嵌入夹紧式接头连接，安装方便;管材能自由弯曲，可减少管接头、弯头;可弯曲不反弹，可随实际情况绕过梁柱等构件，减少大量弯头，比镀锌钢管节省人工50%。
4）阻燃性能远远优于聚氯乙烯管，耐腐蚀性好，可输送各种腐蚀性液体、气体。
2.3.2钢塑复合管 1）PVC衬里钢管。这是国外于20世纪70年代发展的新型给水管材，因PVC等塑料管存在强度较低、耐压不够充分等弱点，在负荷较苛刻的场合应用就显得勉强，此时就要要求金属管。PVC衬里钢管就是基于这一点而得到发展的。在传统的输水钢管内插入一根薄壁的PVC管，使兩者紧密结合，就成为PVC衬里钢管。它兼有塑料管和钢管的优点而避免了它们的缺点。
2）PE粉末树脂衬里钢管。这是国外于70年代末、80年代初开发的新管材。其开发目标同PVC衬里钢管有同样的性能但经济性能要更好，它是在输水钢管内壁熔融一层PE粉末树脂而成的。近年来上海、四川、浙江一带已有开发商将此种管材以低于铝塑复合管的价格投入市场，是很有竞争力的。按衬里钢管的特点可以认为它是塑料管化的钢管，也就是说衬里钢管是具有塑料管优点的钢管。
3 建筑给排水管材的选用
3.1综合考虑管材的选用
1）根据地区特点、工程性质、设计标准选用。管材的技术经济特性不是仅由管材自身特性决定的。一种管材能在某地区，除了管材自身特性之外，更主要地取决于该地区的地理环境、工况条件、资源特点、居民习惯及生活质量水平、社会经济发展水平等因素。
2）根据现行国家标准、规范灵活选用管材。标准规范是设计施工的主要依据，管材选用安装规范是最基本的，是可行的，有时也是必须的。如GB50015-2003建筑给水排水设计规范（2009年版）等标准规范都对管材选用有相应的条文规定。
3）根据使用场合、地点选用。暗埋水管一般用于卫生间或以清洁为目的的场所、厨房等以及相互之间连接的管道。暗埋管道是为了美观、方便或节能。室外明装或安装在吊顶、管井内的给水管管外腐蚀均不大，关键在于管内防腐及耐冲刷效果。室外明装要选有防紫外线型的管材。安装在吊顶、管井内的给水管只要压力满足要求，几乎所有的新型管材都可使用。
3.2管材选用首要考虑的问题是管件与连接
管件是管道与管道、管道与设备以及设备装置间起连接作用的部件，是管道的重要组成部分。管道配件有直线管段连接配件（如管箍）、有非直线管段连接配件（如弯头、乙字管）、有分叉用管段连接配件（如三通、四通）、有变径管段连接配件（如异径管、渐缩管它们连接作用不同，其构造和外形也各不相同。重视管材、管件的配套及配件的性能，在选择管材时，人们往往易忽视管件的配套和配件的性能。由于管件产生模具多、投资大、周期长许多企业不愿意或难以配齐管件（尤其是大规模管件）的生产设备，这给建设单位带来了很大的不便，即使有其他企业生产的管件，也往往难以匹配。因此，生产企业应加强管配件的开发，完善管件配套现行给排水管道产品结构不合理，突出地反映在规格系列不全、管材管件配套不完善。管材与管件产生不配套是我国塑料管推广应用中的瓶颈问题，一直未能得到很好地解决。
参考文献：
[1]全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水[M].北京：中国计划出版社，2009.
[2]给水排水设计手册（第2册）建筑给水排水（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2001.
[3]国家标准.建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）（2009年版）.北京：中国计划出版社，2010.