试论房屋建筑给排水工程中新材料的使用

1 前言
传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。随着建筑给排水工程的不断发展，不断的出现了各种新材料，这些建筑新材料在给排水方面得到广泛应用。建筑给排水常用管材主要有塑料管，金属管和复合管三种。本文对房屋建筑给排水工程中新材料的使用进行深入分析。
2 房屋建筑给排水工程中新材料的使用
2.1 塑料管
塑料管和传统金属管相比，具有重量轻、耐腐蚀、卫生安全、水流阻力小、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐。为此，许多发达国家塑料制品制造商与管道工程界进行广泛的合作，投入了大量人力、物力和财力进行全面的开发研究，使原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面得到了发展和完善，并积累了丰富的实践经验，促使塑料管在管道工程中占据了相当重要的位置，并形成一种势不可挡的发展趋势。目前，国内常用的建筑给水塑料管主要有：pap管、pe-x管、pp-r管等，它们除具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外，还具有以下特点： (1)良好的卫生性能。制管的原料属聚烯烃，其分子仅由碳、氢元素组成，原、辅料均达到食品卫生标准要求。因此，pap管、pe-x管、pp-r管不仅可用于冷热水系统，而且可用于纯净饮用水系统，可避免传统金属管道系统中常见的“锈水”现象。 (2)较好的耐温、耐热性能。pap管、pe-x管和pp-r管维卡软化温度均在130℃以上，最高工作温度可达95℃，长期使用温度一般可达70℃。 (3)安装方便、连接可靠。安装时，不需传统金属管安装时的”攻丝、缠麻”等工序，并且pap管、pe-x管在拐弯处可利用其柔性弯制，pp-r管具有良好的焊接性能，管材、管件可采用热熔连接和电熔连接，安装方便，接头质量可靠。排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前，排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用，但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合，可采用柔性抗震排水铸铁管。
2.2 金属管
2.2.1 镀锌钢管
镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代，也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。
2.2.2 铜管
金属管中最具优势的是铜管，铜管应用较久，优点较多，管材和管件齐全，接口方式多样，较多的应用在热水管路中，目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。
2.2.3 铸铁管
给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，20世纪60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。
2.2.4 钢管
钢管有焊接钢管和无缝钢管之分；以防腐蚀性能来说可分为保护层型、无保护层型与质地型；按壁厚又有普通钢管和加厚钢管之分。 焊接钢管分为螺旋缝焊和直焊钢管，螺旋缝焊钢管分为自动埋弧焊接钢管和高频焊接钢管，直焊钢管又分为普通直焊钢管和不锈焊接钢管。无缝钢管按制造方法分为热轧管和冷轧(拔)管，其精度分为普通和高级两种。冷轧(拔)管的最大公称直径为200mm，热轧管最大公称直径为600mm。无缝钢管还有不锈钢无缝钢管，不锈钢无缝钢管分为热轧、热挤压不锈钢无缝钢管和冷轧(拔)不锈钢无缝钢管两种。 无保护层型有无保护层钢管，过去通常叫不镀锌钢管(黑铁管)。质地型钢管主要是指不锈钢无缝钢管和不锈钢焊接钢管，在室外大中管道给水上，由于造价、连接等原因未曾推广应用过。保护层型(主要指的是管道内壁)现在有金属保护层型与非金属保护层型，金属保护层型常用的有表面镀层保护层型、表面压合保护层型。表面镀层保护层型中常见的是镀锌管，镀锌管也有冷镀锌管和热镀锌管，热镀锌管因为保护层致密均匀、附着力强、稳定性比较好，目前仍大量应用。而冷镀锌管由于保护层不够致密均匀、稳定性差，一般使用寿命不到5年就锈蚀，出现“红水”、“黑水”，铁腥味严重，各种有害细菌超过国家生活饮用水水质标准，各地已在生活给水管道禁止使用。表面压合保护层型按生产工艺不同也分为物理覆盖型复合钢管和化学爆破法覆盖型复合钢管，其中物理覆盖型复合钢管目前已生产的有钢复不锈钢复合钢管、铜钢双金属复合钢管，都是利用物理的方法将受热软化薄壁不锈钢管或冷薄壁铜管通过一定工艺压合在钢基管内壁上。
2.3 复合管
复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主，它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好;也有以高强软金属作支撑，而非金属管在内外两侧，如铝塑复合管，它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢，保证水质;也有金属管在内侧，而非金属管在外侧，如塑覆铜管，这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。据金属的材料可分为： (1)钢塑复合管； (2)不锈钢—塑复合管，塑覆不锈钢管； (3)塑覆铜管； (4)铝塑复合管，交联铝塑复合管； (5)衬塑铝合金管。应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大，刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。两种材质热膨胀系数相差较大，如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈，容易脱开，而导致质量下降。复合管的连接宜采用冷加工方式，热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。
2.4 其它
不锈钢管用于供水，由于它的材料质地坚韧，按照传统工艺，施工中攻丝、套丝都很困难，给安装施工增加了较大麻烦，并且由于价格比较昂贵，人们难以承受，因而推广较为困难，但不锈钢管却也受到工程技术人员的青睐，有关方面正从减少壁厚，降低价格方面着手，以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材，且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同，是这种管材最容易被接受的原因之一，而且由于其涂层薄、价格低，也最容易被推广。
3 总结语
总而言之，塑料管因其具有较好的防腐与抗震能力，有一定的抗拉抗弯曲的弹性，表面光滑水力条件好，耐冻性能比金属管强，重量轻等优点，目前已经逐步推广使用，在国家要求住宅建筑中淘汰镀锌钢管，推广应用pap管、pe-x管、pp-r管等塑料管材新形势下，房屋建筑给排水新管材的市场潜力巨大。