铜管在建筑中的应用.doc

铜管在建筑中的应用李 晖摘要：本文针对铜管具有耐热，耐火，使用寿命长，对人体健康无害，安装方便等特性，分析了铜管在我国及国外的使用情况和发展趋势。并对铜管在建筑中的推广应用提出了自己的建议。关键词：铜管,建筑,应用,市场铜管在建筑中应用较早，也是公认的性能优异的管材，特别是建筑热水供应中，更具魅力。以往由于国家经济处于发展期，人们居住水平较低，对生活质量要求不高，同时也因国防建设的需要，铜一直是紧缺物资，所以，在民用建筑中很少采用。铜管在经济发达国家，应用较为普遍。 随着我国改革开放政策的实施，国民经济获得快速增长，人们生活水平和居住条件得到迅速的改善。同时城镇公共建筑和旅游设施大量兴建，对热水供应和生活用水供给提出了新的要求，铜管就不失为是一种优先选择的管材。在我国上海、广州、深圳、北京等地已得到了应用，并为铜管在我国建筑中的应用积累了经验。 1.铜管在建筑中应用的主要优点 (1)经久耐用。铜的化学性能稳定，耐腐蚀，耐热，可在不同的环境中长期使用，始用于公元前2750年，历史证明其寿命几乎无限； (2)机械性能好，耐压强度高，同时韧性好，延展性也高，具有优良的抗振、抗冲击性能； (3)安全可靠性高。铜管集耐热、耐寒、耐压、耐腐蚀和耐火的特点与一身，适用环境范围大。铜管可承受极热和极冷的温度，从196到205，且适应温度的剧烈变化，不会产生老化现象。铜管的线形膨胀系数小，是塑料管的1/10。铜管材与管件接口严密，连接牢固；(4)适配性强，焊接安装方便，维护保养容易；毛细焊接、压接、插接，极限承压317.5MPa； 粘接、热熔焊接、压接，承压616 MPa。 (5)卫生性能好。微量的铜离子有利身体健康，并有抑制水中细菌的功能，实验证明：99%的细菌在进入铜管系统中5小时内便会消失。铜是唯一可杀灭军团菌的材料。(6)无渗透性。任何物质包括光线均不能穿透铜质管材，所以不会滋生藻类。 (7)为可持续发展的绿色建材。铜可以再生继续使用，有利于环境保护。据介绍，世界上90%的废铜得到再生利用。 (8)过流能力大。紫铜管由于具有光滑的内壁和不会产生水垢的特性，使其具有着极好的过流能力，其配件也具有着和紫铜管同样的过流截面。(9)弯曲性能好。在同等的过流能力下，铜管的弯曲半径要比铝塑管小很多。2. 管道接口的选择 根据目前的技术发展状况，小口径管道接口基本分3类：螺纹连接,钎焊承插连接，卡箍式机械挤压连接。 (1)螺纹连接。小口径管材认可度最高的连接形式，具有其他连接形式难以比拟的优点。如小口径的阀门、给水器具几乎都采用螺纹连接；管件标准化、兼容性高；连接的强度和密闭性均为安全可靠的。但是螺纹连接要求铜管具备较厚的管壁，造价自然较高,这势必影响铜管在经济适用小区的普及。 (2)钎焊承插连接。工序比较复杂，要求精度较高，连接的强度和密闭性安全可靠。这种连接形式最可贵的是铜管管壁可为薄壁，这样单位价格下降不少。在目前的生活水平条件下，在经济适用小区有很好的推广价值。 (3)卡箍式机械挤压连接。具有操作简单、施工方便，同样可以连接薄壁铜管。由于管件为铸铜，价格更加经济。但管道安装人为因素较大，有报道此种连接安全可靠性有一些问题。3.铜管在国外的应用情况 由于铜管与其他种类的管材相比，有许多优越性，在经济发达国家和地区的建筑给水、热水供应和供暖系统中，得到普遍应用。 1997年欧洲各种建筑室内管道用量，采暖系统管道用量，及地板辐射采暖系统中各种管道的用量见表1。表11997年欧洲各种建筑管材用量管材室内管道采暖管道地板辐射采暖管道用量(亿m)比例(%)用量(亿m)比例(%)用量(亿m)比例(%)铜管7.06442.82550.147镀锌钢管3.09191.1823不锈钢管0.141/TDPE-X3.02190.61121.3370PP-R1.4790.168PAP0.6540.3160.1810PB0.4430.1530.15CPVC0.181其他14.铜管在国内的应用状况 我国在建筑中铜管应用尽管不多，但近些年来随着中高档公共建筑和中高档住宅的兴建，铜管的应用量也在逐年上升，并得到了用户的好评。在我国铜管应用量较多的地区，有长江三角洲和珠江三角洲地区。据有关协会的调查，上海市铜管用量1991年为380 t，而1998年达3050 t，约占上海当年竣工的中高档住宅、中高档公共建筑水管用量的21%。珠江三角洲，1997 年铜管消费量达1100 t。1998年上海市中高档建筑热水供应系统中，铜管用量占34%，居第1位；铜塑复合管占23%，居第3位，第2位是铝塑复合管。5.铜管在我国建筑中的应用前景 铜管与其他管材相比，在建筑中应用的主要障碍是价格问题。而在中高档建筑中，价格不是问题，所以1998年在上海地区建筑热水管中，铜管占有率在34%以上。我国其他开放地区和经济发达地区，随开放程度的加深，经济实力的不断提高，中高档住宅，中高档宾馆的建设势头不减，建筑热水管的需求量不断增长。4.2生产潜力大 我国到1998年底，已建成30多家铜熔炼厂，粗铜冶炼能力94万t；再有上百家电解铜厂，形成精铜生产能力160万t，精铜产量121万t，占世界精铜产量的8.7%，居世界第4位。据有关统计资料表明，1990年我国精铜产量为56.2万t，到1998年增加到121万t，年平均增长率达 10%，预计2005年精铜生产能力超过180万t，从而为铜管的生产提供了充足的原材料。 我国铜管生产企业，从80年代的几十家，发展到1997年底的300多家，生产能力36.2万t，实际产量26.1万t。产地主要分布在浙江、江苏和上海，占总生产能力的50%以上。铜管中，紫铜管生产能力25.3万t，产量18.3万t；合金管生产能力10.9万t；产量为7.8万t。紫铜管中，空调、冰箱用管的生产能力为15万t，产量为7.5万t；热水器用管生产能力为3万t，产量为1.5万t；水管生产能力为3万t，产量为1万t。由此不难看出，我国铜管生产潜力较大，可以为建筑用铜管提供充分的供给市场。 6.铜管在建筑中推广应用的建议 过去，由于受经济发展水平的限制，铜在民用领域应用不多，铜管在建筑工程中所占份额很少。然而，随着我国经济的快速发展，铜产量持续增长，使国内铜市场的供求关系发生根本性变化，铜已不再是短缺的战略物资，铜管由于具有独特的使用性能，完全有可能在公用建筑，如中高档宾馆、中高档住宅以及民用装饰工程中得到充分的利用，发挥铜管性能价格较优的特性，有利于镀锌钢管退出建筑市场。为此建议： (1)加速开展铜管在建筑领域中配套应用的研究。建筑给水管道是一个完整的系统，它包括管材、管件，连接技术和工具，以及管道附配件，如管卡支架等，否则组不成管道系统，或者无法进行组装。所以，应进行系统的研究和产品开发。 (2)加快制定铜管产品标准和相应技术法规，以及标准安装图集的编制工作。技术标准是生产和推广应用依据，否则无法可依，无章可循。 (3)设立铜管生产与应用协调组。由建设部和国家有色金属工业局的有关部门和下属机构联合组成协调组，有组织地开展有关铜管应用等方面的引导性、推荐性工作。 (4)建立铜管生产技术中心与基地。(5)目前我国大多数的建筑给水排水设计手册中尚未有统一的铜管道的水力计算公式和水力计算表。设计者往往参照钢管的计算公式进行校核，虽然铜管比钢管内壁光滑很多，不会出现计算问题，但这样不仅造成标准不一，浪费能源，而且人为地将铜管贴上贵族标签，使大多数设计者不会在设计中主动考虑铜管，客观上影响铜管尤其是薄壁铜管的普及。(6)相应卫生器具及附件的研制开发与普及。由于薄壁铜管是新型管材,与其他各种管件兼容性差。各种阀门、水表、水龙头基本都是丝接,而薄壁管主要是钎焊连接或卡箍式连接，不得不采用过渡管件，造成节点多，工艺繁琐，较难给业主提供完美的解决方案。更重要的是目前我国薄壁铜管管件及附件尚不普及且价格相对较高，虽然国际铜业协会和厂家提供了适合各种场合的各种类型的管件和附件，规模施工可直接从厂家进货。但业主如新增添卫生器具，采用薄壁铜管就会有一定困难，面对目前丰富的管材市场，往往转向其他管材。这样客观上也抑制了薄壁铜管的普及。铜管虽是一种古老的管材，但随着应用领域的拓展，有许多值得探索和开发之处，应集中一定力量进行开发性的研究和生产，并形成规模，提高产品质量，降低生产成本，为推广应用和普及提供技术和物质条件。 总之，铜管不失