胡志鵬:建筑用塑料給水管的分類及應(yīng)用情況
August.19
中國(guó)建設(shè)報(bào)
建筑內(nèi)塑料給水管市場(chǎng)發(fā)展快
建筑內(nèi)冷熱水管有三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：生活用水、散熱器連接和地板采暖。這三個(gè)使用領(lǐng)域有時(shí)關(guān)聯(lián)有時(shí)分開(kāi)，對(duì)管道系統(tǒng)的要求不完全相同。
我國(guó)冷熱水用塑料管道系統(tǒng)上世紀(jì)90年代開(kāi)始起步，在短短幾年內(nèi)發(fā)展到驚人的規(guī)模。目前，我國(guó)冷熱水用塑料管道系統(tǒng)的年產(chǎn)量居世界第一，國(guó)際中常用的品種我國(guó)都已經(jīng)能夠生產(chǎn)。盡管存在很多問(wèn)題和缺欠，但我國(guó)在冷熱水用塑料管道系統(tǒng)上的成績(jī)是無(wú)可非議的。
我國(guó)建筑內(nèi)冷熱水用塑料管道系統(tǒng)的產(chǎn)量和用量沒(méi)有統(tǒng)計(jì)資料可查，根據(jù)部分企業(yè)的信息和有關(guān)專家的推測(cè)：2004年中國(guó)建筑內(nèi)冷熱水塑料管道產(chǎn)量和用量約16萬(wàn)噸。其中PP-R和PP-B占首位，用量約10萬(wàn)噸，占62.5%%；鋁塑復(fù)合管第二位，用量2億米，約2.4萬(wàn)噸，占15%；交聯(lián)聚乙烯管，耐熱聚乙烯PE-RT管約1.4萬(wàn)噸，占8.7%；其他塑料管（包括冷水用聚氯乙烯管、聚乙烯管，少量聚丁烯管）2.2萬(wàn)噸，占13.7%。
建筑內(nèi)塑料給水的主要管材
隨著北京、上海等大城市禁止使用鍍鋅鋼管作為生活給水管管材后，許多城市開(kāi)始推廣環(huán)保型給水管材。塑料管具有重量輕、耐腐蝕、水流阻力小、施工安裝方便、維護(hù)能耗低等優(yōu)點(diǎn)。建筑內(nèi)冷熱水用塑料管道系統(tǒng)從材料和結(jié)構(gòu)分為兩大類。一類是純塑料管，即管材全部由塑料制造。另一類是塑料和金屬的復(fù)合管，即管材由塑料和金屬?gòu)?fù)合而成。包括鋁塑復(fù)合管（搭接焊/對(duì)接焊）和鋼管涂塑/襯塑等。對(duì)于冷水給水系統(tǒng)，市場(chǎng)上現(xiàn)有的管材均可滿足使用要求。常用的有PVC－U、PP－R（PP－C）、PEX、鋁塑復(fù)合管。在價(jià)格上，PVC－U給水塑料管較低廉，但它有UPVC單體和添加劑滲出，不適用于熱水給水系統(tǒng)中。對(duì)于熱水給水系統(tǒng)，市場(chǎng)上可以選用的管材有：HDPE、ABS、PP－R（PP－C）、PEX－AL－PEX、PB、PEX、CPVC等。常用的有PEX、PP－R（PP－C）、PEX－AL－PEX、鋁塑復(fù)合管等。
一、聚丙烯PP-R、PP-B、PP-C管道
PP-R管為聚丙烯（PP）管改性后的共聚聚丙烯給水管，具有優(yōu)良的耐熱性能和較高的強(qiáng)度，適用于建筑物室內(nèi)冷熱水供應(yīng)系統(tǒng)，也廣泛適用于采暖系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是低溫脆性差，線性膨脹系數(shù)大，易變形，不適合于建筑物明裝管道工程。由于PP-R管的熱熔連接安全、可靠，目前主要應(yīng)用于供水系統(tǒng)的暗裝管道。其用于系統(tǒng)的工作壓力不大于0．6兆帕，工作溫度不大于70℃的場(chǎng)合。PP-R管的連接方式采用熱熔連接或電熔連接。PP-R是目前生活熱水用管與散熱器系統(tǒng)用管的一個(gè)理想地暖產(chǎn)品。由于其耐低溫沖擊性能和柔性較差，使得在地板輻射采暖用管方面應(yīng)用較少，鋪設(shè)時(shí)需要在管材中流通熱水。但用于地板輻射采暖主管道和其它熱水管道在系統(tǒng)可靠性和使用壽命方面，產(chǎn)品質(zhì)量合格的管材是非常優(yōu)越的。此外，PPR管的軟化溫度為140℃，可以作為熱水管，在塑料管中有一定的吸引力。但對(duì)于超溫、超壓場(chǎng)所需有一定的控制要求。
PP-B耐低溫性能好、彎曲模量高、連接性能優(yōu)越和原料成本低。但在地暖系統(tǒng)0.6兆帕的設(shè)計(jì)壓力下需要選用S3.2系列的管材（PE-X、PP-R、PB和PE-RT等均需選S5），de20的管材壁厚為2.8毫米，內(nèi)徑相對(duì)于PE-X、PP-R、PB和PE-RT品種減小1.6毫米。耐熱性能相對(duì)其它產(chǎn)品而言較差。PP-B在韓國(guó)的壁掛式加熱爐地暖系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍，因其系統(tǒng)的壓力較低，0.3兆帕?xí)r僅需要設(shè)計(jì)管系列S6.3的管材，一般都選擇管系列S5的管材，所以在韓國(guó)國(guó)內(nèi)的使用過(guò)程中不易出現(xiàn)問(wèn)題。目前該品種的地暖原料也沒(méi)有通過(guò)合格驗(yàn)證的生產(chǎn)廠家，其設(shè)計(jì)應(yīng)力在5個(gè)品種中最低，彎曲模量卻最高，鋪設(shè)難度也相對(duì)較大。不適合使用壓力較高的地板輻射采暖用管等熱水管道，但該品種卻是理想的冷水用管。
二、交聯(lián)聚乙烯PE-X管道
交聯(lián)聚乙烯管材因其優(yōu)越的性能價(jià)格比，是目前為止國(guó)內(nèi)建筑工程冷、熱水管系統(tǒng)用量最大的管材（鋁塑管在家庭裝潢廚、衛(wèi)系統(tǒng)用量最大）。交聯(lián)聚乙烯管材由于其獨(dú)有的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在五類冷熱水管材中是惟一的一種熱固性材料，即不溶不熔。這也正是其在高溫下長(zhǎng)期耐壓性能好的本質(zhì)原因。在歐洲建筑冷熱水管市場(chǎng)中，其占有率達(dá)到36％，處于領(lǐng)先地位。在地板輻射采暖用管中，其用量高達(dá)77％。
國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)一般采用中密度聚乙烯或高密度聚乙烯與硅烷交聯(lián)或過(guò)氧化物交聯(lián)的方法。就是在聚乙烯的線性長(zhǎng)分子鏈之間進(jìn)行化學(xué)鍵連接，形成立體網(wǎng)狀分子鏈結(jié)構(gòu)。相對(duì)一般的聚乙烯而言，提高了拉伸強(qiáng)度、耐熱性、抗老化性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性和尺寸穩(wěn)定性等性能。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程屬于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。該地暖品種具有交聯(lián)劑不易分散均勻，交聯(lián)度較難控制一致和需要定時(shí)清理螺桿以防止產(chǎn)生凝膠顆粒等難點(diǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量控制難度較大，一般的小型生產(chǎn)企業(yè)難以做好。合格PE-X管材具有力學(xué)性能好、耐高溫和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是，PE-X管材沒(méi)有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復(fù)。
三、耐熱非交聯(lián)聚乙烯PE-RT管道
PE-RT是一種力學(xué)性能十分穩(wěn)定的中密度聚乙烯，由乙烯和辛烯的單體經(jīng)茂金屬催化共聚而成。它所特有的乙烯主鏈和辛烯短支鏈結(jié)構(gòu)，使之同時(shí)具有乙烯優(yōu)越的韌性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性能、耐低溫沖擊、杰出的長(zhǎng)期耐水壓性能和辛烯的耐熱蠕變性能?？梢杂脽崛圻B接方法連接，遭到意外損壞也可以用管件熱熔連接修復(fù)。地暖原料具有符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的蠕變破壞曲線，是聚乙烯中現(xiàn)階段惟一不需交聯(lián)就可用于熱水管的一個(gè)品種。但其加工范圍較窄，質(zhì)量控制較難。
PE-RT原料不但具有合格的蠕變破壞曲線，而且其管材價(jià)格適中，在地暖的施工時(shí)，相對(duì)PE-X、PP-B、PP-R而言方便快捷。連接形式屬于現(xiàn)階段最可靠的相同材質(zhì)的管材與管件本體互熔的熱熔連接方式，管件部位的孔徑大于相同規(guī)格管材的內(nèi)徑。在系統(tǒng)中因?yàn)闆](méi)有局部縮徑的機(jī)械聯(lián)接方式，所以系統(tǒng)流體阻力相對(duì)較小。
因?yàn)镻E-RT地暖管材在現(xiàn)階段作為熱水管使用所具有的優(yōu)勢(shì)，所以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在只有一家公司生產(chǎn)該產(chǎn)品的情況下，也將其產(chǎn)品原料的預(yù)期強(qiáng)度要求作為制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)而立項(xiàng)，其標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為ISO/AWI24033，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的英文名稱為Polyethyleneofraisedtemperatureresistance(PE-RT)pipes-Effectoftimeandtemperatureontheexpectedstrength。這一點(diǎn)也充分說(shuō)明了PE-RT作為管道產(chǎn)品在國(guó)際上是很受重視和具有發(fā)展前途的。
四、聚丁烯PB管道
聚丁烯管材（PB）從質(zhì)量來(lái)講無(wú)疑是最為優(yōu)異的管材，但由于聚丁烯管道原材料在全球僅有兩家公司生產(chǎn)，因而管道價(jià)格不菲。由于價(jià)格的因素，PB管材在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用尚需時(shí)日。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在生產(chǎn)聚丁烯管材規(guī)模較大的上海某公司，該公司產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，并擁有完整的安裝技術(shù)和配料供應(yīng)，但該公司生產(chǎn)的PB管材價(jià)格是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上其他塑料冷熱水管材的3～4倍，市場(chǎng)推廣不很理想。國(guó)內(nèi)個(gè)別廠家以聚丁烯非管道專用料來(lái)生產(chǎn)價(jià)低質(zhì)次的聚丁烯管材并將其推上市場(chǎng)，在這里提醒廣大設(shè)計(jì)人員、工程用戶應(yīng)提高警惕。
五、聚氯乙烯PVC、PVC-C、PVC-U管道
U-PVC管是一種很成熟的管道，它在很多國(guó)家是應(yīng)用最為廣泛的給水管，是迄今用量最大的給水管材。U-PVC管（指直徑50毫米及以下的直徑較小部分）作為埋地給水管，由于強(qiáng)度、冷脆方面的問(wèn)題，很多國(guó)家、地區(qū)持有保留意見(jiàn)。國(guó)內(nèi)建筑中U-PVC管材應(yīng)用所遇到的最大問(wèn)題是安裝后時(shí)有漏水，從而影響發(fā)展應(yīng)用。U-PVC作在低溫時(shí)較脆，在溫度較高時(shí)，如80℃時(shí)就呈軟狀，因此在冬季冰凍地區(qū)應(yīng)用或作熱水管應(yīng)用時(shí)是不合適的。
氯化聚氯乙烯（PVC-C）是塑料冷熱水管道中惟一的非結(jié)晶型塑料，其熱脹冷縮程度較小，線性膨脹系數(shù)也最小，具有較佳的剛性，因而可以用于明管。但由于其加工性較差，加工過(guò)程中必須加入大量重金屬鉛鹽穩(wěn)定劑，因而衛(wèi)生性能欠佳，國(guó)內(nèi)外主要用于非飲用水輸水管道或某些工業(yè)用管。而由于地板采暖等系統(tǒng)對(duì)管材有柔韌性的暗埋鋪設(shè)要求，則不適用該種管材。（待續(xù)）（作者單位：中國(guó)人民解放軍某部）胡志鵬
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