建筑给排水系统管材选用指南:如何选择最佳塑料管材以提升水质与耐久性

   日期:2025-02-22     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:360    评论:0    
核心提示:给排水管作为建筑及市政建设的重要构成部分,在我国城市化建设过程中有着极为广泛的应用,因此,给排水管材的选取就在建筑过程中显得尤为重要。本文主要论述常用给排水系统的管材选用。U-PVC排水管是传统排水管材的替代品,具有较好的物理化学性能。五、室外给排水管材选用(2)室外给排水管材选用

给排水管是建筑及市政建设的重要构成部分。在我国城市化建设过程中,它有着极为广泛的应用。所以,给排水管材的选取在建筑过程中就显得非常重要。随着生活水平不断提高,人们对生活质量的追求越来越高。对建筑功能和卫生条件的要求也随之增加。研究表明,水源会出现二次污染,其原因在于管道发生了锈蚀和腐蚀。如果采用新型塑料管材来代替镀锌管,那么就能够很好地解决锈蚀方面的问题。本文主要是对常用给排水系统的管材选用进行论述。

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一、常用管材术语

聚烯烃材料是由碳 - 碳双键碳氢化合物的聚烯烃单体,经过聚合反应后生成的树脂。例如高密度聚乙烯(HDPE)树脂、聚丙烯(PP)树脂等。

PP-R 管,也被称作三型聚丙烯管、无规共聚聚丙烯管或者 PPR 管。它是通过将无规共聚聚丙烯进行挤出操作而制成管材,通过注塑工艺制成管件。

AGR 管是由超微粒子的亚克力(即丙烯酸树脂)弹性体充分配合在聚氯乙烯分子之中的。它是以化学共聚结合方式制成的新型材料。

普通碳素钢管作为基体,钢塑复合管有内衬化学稳定性优良的热塑性塑料管,并且经冷拉复合或滚塑成型。

衬塑钢管是以镀锌无缝钢管或焊接钢管作为基管,先将内壁的焊筋去除,接着衬入与镀锌管内等径的食品级聚乙烯(PE)管材,且聚乙烯衬层厚度需符合 CJ/T136-2007 标准,最后经过加压加热一定时间后成型,它是传统镀锌管的升级型产品。

钢丝网骨架塑料复合管,其原材料为高强度过塑钢丝网骨架与热塑性塑料聚乙烯。钢丝缠绕网充当聚乙烯塑料管的骨架增强体,以高密度聚乙烯(HDPE)作为基体,并且运用高性能的 HDPE 改性粘结树脂来将它们进行结合。

钢丝骨架与内层高密度聚乙烯紧密连接,钢丝骨架又与外层高密度聚乙烯紧密连接,从而使这种管材具有优良的复合效果,它是一种新型管材。

薄壁不锈钢管——是指壁厚与外径之比不大于6%的不锈钢管道。

硬聚氯乙烯,也就是非增塑聚氯乙烯,也称为 PVC-U,它不含增塑剂。

氯化聚氯乙烯管材是聚氯乙烯与氯进行聚合反应后生成氯化聚氯乙烯树脂,再用专用设备通过加热塑化挤出而成型的管材。

芯层发泡硬聚氯乙烯管材是由聚氯乙烯树脂加入必要的添加剂,经共挤复合成型而成的管材。这种管材的管壁内、外层是硬聚氯乙烯,中间层则为发泡聚氯乙烯。

硬聚氯乙烯双层轴向中空壁管材由聚氯乙烯树脂制成,在其中加入了必要的添加剂,通过加热塑化后,使用专用设备将其挤出成型为管材,这种管材的管壁中间在轴向方向上有均匀分布且连续贯通的孔洞。

硬聚氯乙烯内壁螺旋管材:聚氯乙烯树脂加入必要添加剂,在加热塑化挤出成型时,通过旋转成型模头,使得管内壁形成有若干等距离且为三角形凸出螺纹的螺旋管材。因管壁结构形式不同,存在实壁螺旋管材、芯层发泡螺旋管材和双层轴向中空壁螺旋管材等。

聚氯乙烯树脂是主要原料,加入苯乙烯树脂进行共混制成材料,用专用设备经加热塑化挤出成型的管材是苯乙烯与聚氯乙烯共混管材(SAN +PVC〉,即以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入苯乙烯树脂进行共混为材料制成的管材。

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二、室内生活给水管材选用

(1)常见室内生活给水管材类型及特点

室内的给水管道需选用管材,这种管材要耐腐蚀且安装连接方便可靠。可以采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管以及经过可靠防腐处理的钢管。需要注意的是,高层建筑的给水立管不宜采用塑料管。同时,禁止使用冷镀锌钢管来作为室内给水管道。

1)PP-R管

它的特点在于无毒且卫生;具有耐热以及保温性能良好的特性;安装过程便捷,属于永久性的连接;其原料能够回收,不会给环境带来污染。

2) AGR(丙烯酸共聚聚氯乙烯)管

它的特点包括耐低温,并且抗冻结能力很强;具有高抗冲击性;刚性良好,在所有塑料管道产品中,AGR 管线的膨胀系数是最低的,能够支持大间隔配管,安装时无需考虑伸缩处理;粘结强度较高,AGR 管使用配套的 NO.80 粘合剂能迅速融接,其粘接强度比普通塑料管道高出 4 倍。

卫生方面,其卫生标准高于国标以及世界卫生组织(WHO)的各项指标,具备卫生无毒的特性,分子结构紧密,渗氧率极低,所以不容易滋生细菌;内壁光滑,在输送水等流体时,阻力损失较小,也不易附着沉淀物,能够直接应用于直饮水、纯净水的管道输送系统。

阻燃:AGR管是一种难燃材料,其氧指数大于40,离火自熄。

3)钢塑复合管

钢塑复合管的基础材料包括无缝钢管和焊接钢管。它是一种五层结构的复合管材,具有一定的强度和钢度。其内壁十分光滑,内层无毒无污染,不会产生结垢现象。整体重量较轻,耐冲击,不会因环境冷热变化而收缩膨胀,安全性更高。

4)衬塑钢管

衬塑钢管的基础材料是镀锌无缝钢管和焊接钢管。它是镀锌管的升级版。

它的特点是既具备金属管材强度大、刚性好的优势,又具备塑料管材耐腐蚀的优点,并且还克服了这两类材料的缺点;然而,在同等规格的情况下,管道内实际能使用的管径会变小;在生产过程中需要增添复合成型工艺,所以它的价格要比单一管材的价格稍微高一些。此外,当粘合不牢固的时候,容易产生离层,从而导致管材质量下降;当环境温度和介质温度变化大的时候,也容易产生离层,进而导致管材质量下降。同时,因为是丝接,其接口处比较容易生锈,进而会影响水质。

5)不锈钢管

不锈钢管经久耐用,还可以再生做装潢材料利用。

薄壁不锈钢管具有突出优势:力学性能卓越,耐磨损性能超群,安全卫生性能良好,耐温性能良好且保温性能较好,内壁光滑水阻小;外表美观、清洁且时尚,可 100%回收再利用;有利于节约水资源;使用范围广泛;使用寿命长且综合成本低。

连接方式主要有以下几种:挤压式连接;螺纹式连接;法兰式连接;氩弧焊式连接;滚压式连接;沟槽式连接。

(2)室内生活给水管材选用

水池内浸水部分的管道适宜采用耐腐蚀的不锈钢管,也可以采用内外涂塑焊接钢管以及管件,这些管件包括法兰、水泵吸水管、溢水管、吸水喇叭、溢水漏斗等。进出管以及泄水管适宜采用管内外壁和管口端涂塑的钢管段,或者采用球墨铸铁管(一般用于水塔),还可以采用塑料管(一般用于水池、水箱)。当使用塑料进水管时,安装杠杆式进水浮球阀端部的那部分管段,应该采用耐用消费品腐蚀金属管及管件。浮球阀等进水设备的重量,不可以作用在管道上。通常情况下,如果进出水管是塑料管,那么适宜把从水池(箱)到第一个阀门的管段改成耐腐蚀的金属管。

生活水泵出水管至住户小水表前的生活给水管,在工作压力小于 1.6MPa 时采用衬塑焊接钢管;在工作压力大于或等于 1.6MPa 时采用衬塑无缝钢管。其中,小于及等于 1.0MPa 采用螺纹连接,大于 1.0MPa 采用法兰或沟槽式连接。

住户使用的计量小水表后采用的是 A5 级 PPR 管,商铺等使用的计量小水表后也采用 A5 级 PPR 管;所有的热水管都采用热水 A3.2 级 PPR 管。

室内热水管材有专用的热水 PPR 管,这种管材的工作压力是 2.0MPa,其阀门的工作压力也是 2.0MPa。

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三、室内排水管材选用

(1)常见室内排水管材类型及特点

室内排水管材的种类不是很多,相对较为单一。目前在国内的项目中,基本上使用的是 U-PVC 排水管和铸铁排水管这两种。而压力排水管道则可以采用耐压塑料管、金属管或者涂塑复合钢管。

1)U-PVC管

U-PVC 排水管可替代传统排水管材。它具备较好的物理化学性能。其内壁光滑,这使得它比常规排水管材的摩擦阻力要小。正因如此,它的横管安装坡度较小,从而能够提升建筑的室内净高。它重量较轻,大概是铸铁管的五分之一。这样的重量使得它易于运输和操作。它采用胶粘连接的方式,这让安装及维修都很方便。它的价格比常规排水管材要低廉,能大大降低工程造价。它的耐腐蚀性能很强,所以在建筑污废水及雨水管道系统中使用得十分普遍。它的缺点在于抗冲击的能力不佳,容易被水流裹挟的杂物给击穿;尽管属于难燃材料,然而对于在室内明敷的管道来说,存在着火势会顺着立管向上蔓延的可能性;其膨胀系数较大,在施工过程中需要安装伸缩节来解决它的伸缩问题。

2)铸铁排水管

目前最常用的铸铁排水管是柔性铸铁排水管,它具有一些优点。其一,抗震性能良好,在高层建筑中,因地震或风压导致的层间位移能达到 20mm,而卡箍式铸铁排水管属于柔性接口,两管间的轴向偏心角可达 5°,完全能够满足抗震要求。其二,噪音低,因为采用了柔性橡胶连接,能够有效地阻止卫生器具等产生的噪音通过管道进行传递。

并且,由于采用了橡胶圈柔性接口,振动的传递也得到了削弱。

(2)室内排水管材选用

住宅建筑高度若小于 100m,其室内排水立管会采用 U-PVC 排水管;住宅建筑高度要是大于 100m,其室内排水立管则采用 A11.2 级实壁加厚 UPVC 排水管;而底层出户干管会采用铸铁排水管。

2)靠近卧室的排水立管采用U-PVC(消声)排水管。

3)卫生间排水支管采用UPVC塑料管,粘接。

4)通气管与排水管材质一致。

十八层及以上的高层冷凝水管明装时,立管使用 DN50-UPVC 排水管;十八层以下的空调冷凝水管明装时,立管采用 DN40-UPVC 排水管;空调冷凝水排水口的连接横管管径最好不要小于 DN25,要使用 UPVC 给水管,适合明装,应尽量避免暗装。

这些排水温度大于 40℃的排水系统,采用机制排水铸铁管及相应管件。

雨水管材方面,当长度在 50m 以下时,使用普通 A16 级 UPVC 排水管材;而长度处于 50m 至 100m 之间时,则采用 A11.2 级实壁加厚 UPVC 排水管。对于超高层建筑,采用热镀锌钢管,并通过沟槽进行连接。在管材的选择上,必须要保证其具有泄压及承压的能力,以杜绝爆管情况的发生。

地下压力排水管是用焊接钢管制成的,其连接方式为焊接。在需要拆卸的地方,则采用法兰进行连接。

四、消防管材选用

(1)常见消防管材类型及特点

1)球墨给水铸铁管

主要用于自动喷水灭火系统的报警阀前的埋地管道,也用于消火栓系统的埋地管道。

球墨铸铁管分类:

按口径来划分的话,有 DN40 到多种规格,一共 30 种规格。在消防工程中,常用的管材规格是 DN40 到 250mm。

按对接形式来划分的话,有滑入式(T 型),还有机械式(包括 K 型、NⅡ型、SⅡ型)管线钢材,以及法兰式。

c、对接方式为法兰式时,依据标准壁厚级别、DN 和 PN 可进行如下分类:有离心铸造焊接法兰管,有离心铸造螺纹法兰管,还有整体铸造法兰管。

其管材的承压有 PN10 这个级别,还有 PN16 这个级别,以及 PN25 这个级别和 PN40 这个级别。

普通焊接钢管以及热浸镀锌焊接钢管依据其壁厚的情况管线钢材,被划分成了普通钢管和加厚钢管这两种类型。

普通焊接钢管适用范围:

a、消火栓给水系统的埋地、架空管道。

b、自动喷水灭火系统的埋地、架空管道以及水喷雾灭火系统的埋地、架空管道,在报警阀之前。这些管道要求在报警阀前加设过滤器。

c、焊接钢管如果埋地,就应按有关要求进行防腐处理。不然的话,容易产生锈蚀,进而会影响其使用寿命。

热浸镀锌焊接钢管适用范围

消火栓给水系统的埋地、架空管道,自动喷淋灭火系统的埋地、架空管道,以及水喷雾灭火系统的埋地、架空管道。

b、埋地也应考虑防腐措施。

3)无缝钢管

无缝钢管的承压能力较好。所以,用于输送流体的无缝钢管常被用在消防给水系统中,可作为主干管,也可用于系统下部工作压力较高的部位作为管道。

主要分为:

a、按生产工艺分:热轧、冷轧和无缝钢管。

b、按其精度分为:普通和精细钢管(不绣钢管)。

c、从材料方面来划分,有普通碳素钢;有优质碳素钢;有普通低合金钢;还有合金结构钢。

4)铜管、不锈钢管、合金管及复合型管材

a、这些管材不易锈蚀,水力性能好,适用于消防给水系统。

目前国内的经济实力存在一定限制。这些管材的造价相对而言比较高。所以在工程实践当中,它们的应用数量较少。在部分地区的项目里,已经进行了试验,采用了不锈钢管以及复合型管材。

c、较适合用于自动喷水灭火系统。

d、该部分管材均已有国家产品标准。

5)塑料管材

a、国外允许在部分场所采用CPVC与PB。

b、CPVC、PB管质轻,安装方便,使用寿命长。

c、但塑料管材热塑性较大,没有相关规程标准可执行。

c、塑料管材对安装场所和安装型式有明确要求。

(2)消防管材选用

1)室内消防管道采用内外壁热浸镀锌钢管:

当消防系统的压力处于小于或等于 1.2MPa 的状态时,会采用普通热浸镀锌焊接钢管。

当消防系统的压力处于 1.2MPa 到 1.6MPa 这个范围时,会采用热浸镀锌焊接加厚钢管这种方式。

c、当消防系统工作压力大于1.6MPa时,采用无缝钢管。

2)室外消火栓给水系统(埋地应完善除锈防腐措施):

部分工程在这种情况下可尝试采用 PE 给水管。

b、室外消防给水系统分为临时高压给水系统和常高压给水系统。若系统工作压力较低,在管材允许的压力范围内可使用上述相同管材;若系统的工作压力较大,就应依据系统工作压力的情况,分别选用法兰式球墨铸铁管、焊接钢管、内外热镀锌普通或加厚焊接钢管以及无缝钢管。

五、室外给排水管材选用

(1)常见室外给排水管材类型及特点

1)室外埋地给水管

a、钢丝网骨架塑料复合管

钢丝网复合管,也被称作钢丝网管、钢丝缠绕骨架塑料复合管或钢丝网骨架塑合管。它是由高密度聚乙烯塑料管的内、外层,以及夹在其间以螺旋缠绕钢丝作为骨架层而构成的新型耐压管材。同时,通过高性能的粘接树脂层,将钢丝网骨架与内外层的高密度聚乙烯紧密地连接在一起,从而使其具备了更高的耐压性能。

b、给水用钢骨架聚乙烯塑料复合管

给水用钢骨架聚乙烯塑料复合管,其增强体是连续缠绕焊接成型的网状钢筋骨架,连续基材是高密度聚乙烯热塑性塑料,通过挤出方式在生产线上连续复合成型,是一种新型双面防腐压力管道,该复合管以网状钢丝骨架与高密度聚乙烯热塑性塑料为主要构成部分。

c、给水用孔网钢带聚乙烯复合管

给水用孔网钢带聚乙烯复合管的原料是冷轧带钢和热塑料聚乙烯。它以氩弧对接焊成型或等离子螺旋焊的多孔薄壁钢管作为增强体,外层和内层则是双面复合热塑性塑料,是一种新型的复合压力管材。

d、球墨铸铁管

与钢管相比,价格较为便宜;制造过程简单;耐腐蚀性较强。然而,其缺点在于质地较脆,且重量较大。

e、高密度聚乙烯(HDPE)给水管

HDPE 是一种热塑性树脂,其结晶度较高且为非极性。原态的 HDPE 外表呈现乳白色,在微薄的截面处则呈一定程度的半透明状。与传统管材相比,塑料管具有诸多显著优势,比如重量较轻、耐腐蚀、水流阻力小、能节约能源、安装简便迅速以及造价较低等。

2)室外埋地排水管

a、钢筋混凝士管

采用离心法预制而成,由钢筋混凝土制作。它具备耐久性以及良好的抗渗性,不会出现腐蚀和腐烂的情况。在制管过程中,钢筋的用量相对较少,相较于钢管和铸铁管,能节省钢材用量。同时,它具有较高的耐压能力,常被用于大型输水系统。然而,在施工时需要制作管道基础与管座。当小区内地下管网较为密集时,由于受到占地占位的限制,不宜采用这种管材。

主要用于市政排污,引水及农田排灌等。

特性:混凝土结构,硬性重力流管。

特点:耐酸、耐碱,抗腐蚀

b、铸铁排水管

主要在 70 到 80 年代被用于民房的排污排水。如今,它已被新型材料 PVC 管所取代。其特性是铸铁硬性重力流管。它的特点包括抗挤压以及水冲时无噪音。

c、PVC-U排水管

排水管道广泛应用于各种建筑环境。硬聚氯乙烯管材具有以下特性:流体阻力小,能提高输送效率;重量轻,便于安装维修;性能可靠,密封性能好,使用寿命长。

d、双壁波纹管

高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管,它是一种新型管材。这种管材具有环状结构的外壁以及平滑的内壁。双壁波纹管的内壁颜色通常为蓝色和黑色,并且部分品牌的内壁会使用黄色。具有结构合理的特点,外型美观;耐温性能在-40℃至 60℃之间;阻力小且流量大;阻燃力较强;使用寿命长;卫生性能可靠;综合造价低;耐酸碱抗腐蚀强度高;抗震性能强;能节能降耗;安装运输方便。

(2)室外给排水管材选用

1)室外埋地给水管:

a、接驳市政的给水管采用PE管材,PE管材采用电熔连接;

b、生活水泵房加压后的埋地给水管采用内外涂塑钢塑管材;

c、绿化喷灌采用PP-R给水管;

d、水景给水管采用PVC-U给水管。

1)室外雨水管、污水管:

雨水管和污水管管径小于等于 d500 时,会使用双壁波纹管,并且采用弹性密封橡胶圈接口。如果是位于人行道及绿化带下面,就会采用环刚度为 S1 级(4kN/m2);如果是位于车行道下面,就会采用环刚度为 S2 级(8kN/m2)。

b、当雨水管的管径大于 d500 时,会采用钢筋混凝土管,并且采用钢丝网水泥砂浆抹带接口;当污水管的管径大于 d500 时,也会采用钢筋混凝土管,同时采用钢丝网水泥砂浆抹带接口。

六、结束语

经济和社会在不断发展,人们对于用水的水质以及供水安全性的要求也在逐渐提高。要将优质用水安全可靠地输送给用户,管材的选择就显得极为重要。必须对各种管材的性能、特点以及应用领域进行分析和对比,这样在工程实际中才能够选择出合适的管材,以实现经济合理、技术可靠的目标。

 
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