高原地区给水管材的选用.doc

高原地区给水管材的选用

摘 要：给水管材的种类日益繁多，在高原地区给配水工程中，如何准确合理的选择给水管材，将关系到高原地区的给水安全和高原地区供水工程的发展。本文在分析各种管材特征的基础上，结合高原气候特征，总结工作实践经验，以玉树为例，提出了高原地区给水管材的选用原则和考虑因素，为高原地区给水工程的设计、施工和供水安全提供参考。
关键词：给水管材 高原气候 选用 供水安全
目前，国内给水管道管材发展速度惊人，新产品层出不穷。给水管材已超20余种（特别是塑料管材和塑料复合管材发展喜人）：硬聚氯乙烯(PVC-U)、三型无规共聚聚丙烯(PP-R)、改性聚丙烯(PPC、PPB)、高密度聚乙烯(HDPE)、改性聚乙烯(PE-H)(PE-RT)、交联聚乙烯(PEX)、铝塑复合管 (PE-Al-PE、PEX-Al-PEX)、钢塑复合管(SP)、聚丁烯(PB)、丙烯晴—丁二烯—笨二烯(ABS)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、玻璃钢夹砂管(RPM)、薄壁铜管、薄壁不锈钢管、衬塑钢管、涂塑钢管、铝合金衬塑管、超薄不锈纲衬塑管、镀镍磷合金铜管、球墨铸铁管等，其大致可分为金属管、复合管、塑料管三大类。面对众多的管材产品，在高原地区给水工程中，如何合理选用经济实用的管材，将关系到高原地区给水工程的安全性、经济性和可靠性及高原地区给配水工程的发展。

1 管材特性
随着人们生活水平、环保意识的提高以及对健康的关注，在给排水领域掀起了一场建材行业的绿色革命。据大量水质监测数据表明：采用冷镀锌钢管后，一般使用寿命不到5年就锈蚀，铁腥味严重。居民纷纷向政府部门投诉，造成一种社会问题。塑料管材与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐并占据了相当重要的位置，形成一种势不可当的发展趋势。
1．1 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。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。 塑料管的主要优点：
 (1)化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响，耐腐蚀性好，卫生条件好。
 (2)导热系数小，热传导率低，绝热保温，节能效果好。
 (3)水力性能好，管道内壁光滑，阻力系数小，不易积垢，管内流通面积不随时间发生变化，管道阻塞机率小。
(4)密度小，材质轻，运输、安装方便，灵活，简捷，维修容易。
(5)可自然弯曲或具有冷弯性能，可采用盘管供货方式，减少管接头数量。

其主要缺点：
(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。
 一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。
1．2金属管
1．2．1镀锌钢管
目前饮用水管道禁止使用镀锌钢管（冷镀锌钢管和热镀锌钢管），镀锌钢管逐渐被取代，但不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。  镀锌钢管由于价格低廉、性能优越，耐高压性能好，防火性能好，使用寿命长等优点，还将在消防给水系统，尤其是自动喷水灭火系统中应用。而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防，生产-消防共有系统中应用。
 1．2．2铜管
 金属管中最具优势的是铜管，铜管应用较久，具有重量较轻，导热性好，低温强度高，质地坚硬，不易腐蚀，且耐高温、耐高压，卫生条件好等优点，可在多种环境中使用。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。
1．2．3球墨铸铁管
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。球墨铸铁管具有铁的本质、钢的性能，防腐性能优异、延展性能好，安装简易、主要用于市政工矿企业给水等。在中低压管网，球墨铸铁管具有运行安全可靠，破损率低，施工维修方便、快捷，防腐性能优异等。在高压管网，一般不使用，抗压力低。由于管体相对笨重，安装时必须动用机械。
1．2．4薄壁钢管
薄壁不锈钢水管是20世纪90年代末才问世的新型管材，由于其具有安全卫生、强度高、耐蚀性好、坚固耐用、寿命长、免维护、美观等特点，目前不锈钢水管发展势头强劲，已大量应用于建筑给水和直饮水管道。
1．2．5其它
铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近，而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材，在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后，有望在一定范围内得到采用。 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。由于其涂层薄、价格低，也最容易被推广。
1．3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。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、卫生条件好等优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为：（1）两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2)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 青藏高原高原气候特征
高原气候总体特点：辐射强烈，日照多，气温低，积温少，气温随高度和纬度的升高而降低。日较差大，干湿分明，多夜雨，冬季干冷漫长，大风多，夏季温凉多雨，冰雹多，四季不明。高原气候的主要特征：1、大气干洁，太阳辐射强。2、气温低日较差大，年变化小。青藏高原年平均气温低，构成了气候的主要特征。
3 给水水管材的选用原则

在同等价格或价格相差不大的情况下， 应选择卫生、性能优越、适应环境、便于安装维修的管材；在同样性能的条件下， 应选择价格便宜的管材；最好的选择是价格既便宜、性能又良好、安装维修方便的管材。
4 给水管选用考虑因素
给水管材的选择要考虑的因素有：供水安全可靠性、经济性、适用性、耐久性、敷设方式、给水温度与环境温度、安装和使用条件等。
5 青藏高原地区给水管材的选择及展望
高原地区给排水水温度底，环境温度低，冰冻时间较长（一般为6个月左右），在高原地区如何选择既经济耐久、安全可靠、使用方便的给排水？这既关系到高寒地区供水按供水安全，也关系到高寒地区供配水的经济性和可靠性。根据玉树地区的供水供水方式和供水特性：首先要考虑的是冰冻期水的冻胀性及管材对冻胀的抗压能力，从这一性质来看首先是金属管材，因为塑料管材及复合管材的接口抗冻胀性能较差，复合管材优于塑料管材。其次，玉树地区冰冻时间长，而且采用集中供水和户外（供水龙头设于室外）而且玉树冰冻期气温较低，冰冻深度相对较深，地下水位相对较浅，对管材的保温要求较高，我们可以考虑采用电伴热方式保温，从这一方面看似乎所有管材都适用。
综上，较可靠的方法是排水可以采用塑料管材适当扩大管
径加电伴热的方式，供水可采用金属管材加电伴热的方式进行供水而金属管材容易腐蚀，镀锌钢管禁止在生活饮用水中使用，其他管材的价格较高而且目前技术也不太成熟，这势必造成造价的增加，如何使玉树的给排水设施不成为摆设，经济安全可靠的供水将是当今给排水工作者肩负的工作使命！

参考文献
【1】丁志华、 邱惠清．新型管材与管件应用指南[J]．同济大学出版社，2002 年5月．
【2】 李蒨．建筑给排水管材“以塑代钢”技术经济分析［J］．建筑科学，2005（3）．