给排水管材料的选择

给排水管材料的选择

工程部

二00六年八月

近年来，建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。目前,建筑给排水常用管

材主要有塑料管,金属管和复合管三种。

一、塑料管

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。

目前在建筑中用的最多的是:排水用普通UPVCT,室外排水用UPVC

加筋管、双壁玻纹管,给水用PPRt、PE(X)管等。

塑料管的

单位PVC-UPEPPRABS钢铜

r

1.500.950.901.027.858.89

g/cm

空度

小小小小大大

r0.160.480.240.2650400

w/mk

导热系数

小小小小大大

胀0.070.220.160.110.0120.018

mm/miC

系数大大大大小小

40252840700150

拉伸强度MPa

小小小小大大

⑴塑料管的主要优点：

化学稳定性好,不受环境因素和管道介质组分的影响耐腐蚀性好,

卫牛

⑵.导热系数.，热传导率.•绝热保”节能效果好。

(3).水力性能.，管道壁光..阻力系数.，不易积..管道阻塞机率小。

.相对于金属管.，密度小,材质轻.运输・安装万•.灵活，简捷.维・容易。

.可自然弯曲或具有冷弯性..可采用盘管供货方..减少管接头.量。

其主要缺点：

(1).力学性能”抗｝中击性不”刚性差，平直性也..囚而管卡及吊•设置密度高.

(2).阻燃性.一大多数塑料制品可•.且燃烧时热分.•会释放出有毒.体和烟雾。

・热膨胀系数..在塑料管路中尤其是作为热水..采用柔性接口，.缩节或各种弯位等热IN尝措施较多.其中以PE,PPF等聚烯泾类为最。施工

安装时必须采取相应技术措施，否则极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。

⑶・耐热性差，软化温度低，需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决。

⑷抗机械冲击性差，需强化施工技术，精心施工来解决。在超高层建筑中不能满足要求。

2

(5)隔声性差，塑料管的噪声大于铸铁管，管道明装且管道位置靠近卧室时，问题尤为突出。降噪的方式，提高管道材质的隔声效

果，芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件，螺旋管是基于这一思路而开发。

(7)易老化,塑料管的在明的照射下,即在紫外线的照射下,很容易老化通常工厂在生产的时候需添加抗老化剂。但在日常的生

活中,室外的塑料制品一碰就破,虽然各厂家包括建设部的文件上都注明使用寿命50年,但事实证明这是做不到的,至少在国是如此。

2.12.金属管

2.2镀锌钢管

2.3优点:价格相对低廉、性能优越，防火性能好，品种齐全,管件配件多,缺点:属于国家禁止使用的淘汰产品，易腐蚀生锈，导致

水流不畅,是极易造成水源的污染.

2.4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,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.

2.5铜管

金属管中最具优势的是铜管，铜管具备坚固、耐腐蚀的特性，而成为现代住宅商品房的自来水管道、供热、制冷管道安装的首选。

铜管应用较久，优点较多,

铜是一种质地坚硬的金属。有较好的延展性,易于加工

性能稳定,不易被腐蚀，铜可以在其表面形成一层氧化物薄膜，起到保护铜管的作用.

铜管的耐腐蚀性能使管道流动的阻力较小，既保证水流畅通，又减轻水流对管壁的压力；

铜管的高耐压性，保证了它即使在高压条件下也能保持优良的性能，不变形、不破裂。这就为供水系统保了"双保险"，可以长期

使用而无后顾之忧。

铜管的不易被腐蚀使得铜管对居室水的清洁卫生和健康也有突出的贡献,是因其有独特的杀菌功能和不被污染。

2.6铜管可以弯曲、变形，它常常可以做成弯头和接头，光滑的弯曲允许铜管以任何角度折弯。

2.7其缺点是相对价格较贵,且有上涨的趋势。

2.8铸铁管

2.3.1给水球墨铸铁管

优点:具有强度高、韧性大、密闭性能佳、抗腐蚀能力强、耐久性好、安装施工方便等,大量运用于给水工程中。连接方式一般采

用承插连接.

缺点：管道接口部位尺寸较大，价格较贵.

2.3.2柔性排水铸铁管

卡箍式离心铸铁排水管是一种新型的谢用排水管材，60年代开始进入国际市场,经过几十年的推广和应用,已经得到国际上的

普遍认可。

优点:管壁薄且厚度均匀、村质密实、外表美观、重量轻、无砂眼、气泡、渗漏等缺陷；最大优点:1无噪音一安静；2防火抗震,防

渗漏；3耐腐蚀，耐用，使用寿命长；

世界上的目前最高的马来西亚吉隆坡城市发展中心双塔楼（452米）、金茂大厦（420米），中环广场（374米），著名的鸟巢和国

家游泳谊水立方项目等建筑物均采有了这种管材。在我们这个这个项目中也肯足用该排水管。因是新型材料所以详细介绍一下。

（1）m

卡筵式离心铸铁排水管由无承口离心铸铁管、无承口管道配件、卡箍及橡胶密封圈4大部件组成。

(1)-1无承口离心铸铁管

通常采用水平旋转离心式铸造工艺制造.为灰铸铁，管壁厚度均匀，管材材质密实,夕陞美观,重量较传统的承插式铸铁管轻,无渗漏。

管道的外壁,普通管一般采用沥青漆保护,高档的采用环氧树脂漆保护,当对耐酸碱要求较高时也可采用搪瓷衬保护.

⑴-2无承口管道配件

采用无箱射压造型铸造生产线制造,管径尺寸统一,管壁厚度均匀，外表美观,能与离心无承口铸铁管配套.其防腐保护同管道一样，但

其壁厚较管道略厚。

Q)-3卡箍

卡箍有很多种构造形式,大多采用螺栓收紧.较为流行的卡箍有按美

国CISPI310-90标准生产的不锈钢卡箍及瑞典生产的Sum型卡箍。按美国标准生产的卡箍主要由不锈钢波纹罩、不锈钢紧箍带及橡

胶密封圈组成，11/24，，的R箍采用2条紧籁带,5"〜10”的R簸采用4条紧簸带。每个不锈钢带配一个不锈钢拧紧装置,Sum

型卡箍由一个不锈钢紧箍片加上收紧螺拴及橡胶密封圈组成。这种卡箍又分为通用型及加强型(|GH)两种，

加强型适用200mr-300mm的管道及瞬间水压达到4MpslOMPa的管道.

(1)-4橡胶密圭寸圈

⑵美国标准的密封圈采用聚氯丁橡胶制造而成,这种橡胶耐磨,耐油脂，耐化学物品,耐日晒,耐臭氧,耐热,耐冷,且抗老化。据资料介

绍由杜邦(DUPONT^究所研制出的聚氯丁橡胶产品已成功地使用了几十年。我国一些厂家生产的橡胶圈有的采用娶氯丁掾胶，也有

8

的按国家标准GB9876-88生产,或米用其它品种的橡胶.

(3)与其它排水管材的比较

⑵-1与传统的承插式铸铁管比较

(2)-1-1重量较轻

卡箍式铸铁排水管均采用离心铸造,壁厚均匀,重量较轻；而传统的承插铸铁排水管国大多采用连续铸造及砂

模铸造生产,壁厚往往不够均匀，重量较重。以DN100口径为例,两种管材壁厚及重量的比较如表。

两种管材壁厚及重量比较

ISO6594标准国标GB871—88国标RZKtISO6594屣

单位重量壁厚单位重量

壁厚mm壁厚mm单位重员kg/m

kg/mmmkg/m

标准最小TA级TB级TA级TB级

3.53.08.411.885.511.9913.13

55

⑵-1-2抗震性能好

国家《建筑给水排水设计规》(GBJ15-88)1997年局部修订条文中增加的第3.3.20A条,对高层及超高层建筑中铸铁排水管材提出了抗

震方面的要求。规这样规定是合理的,根据日本的一些资料介绍，传统承插式铸铁排水管为钢性联接,在建筑的层间位移达到10mm

左右时就会出现漏水现象；在高层及超高层建筑中由于地震或风压所引起的层间位移往往可达20mnr

40mm卡维式铸铁排水管为柔性接口,两管间的轴向偏心角可达5。,完全

能够满足抗震的要求。

(2)-1-3安装、更换管道方便

卡箍式铸铁排水管由于重量较轻，且采用卡箍接头为"活接头"，管与管之间、管与配件之间无套叠，无论安装及拆卸、更换管道都要

比传统承插铸铁^水管道方便.人工费自然也就低.

⑵-1-4噪音低

由于采用柔性橡胶连接,可以有效地防止卫生器具等产生的噪音通过

管道进行传递。

10

⑵-1-5美观

由以上I：徽可见卡箍式铸铁排水管是传统铸帙排水管的换代产品,各方面的性能都比传统承插铸铁排水管要好,应该给予推广.唯一的

缺点就是这种管的材料价格较高，目前阶段只适于在超高层建筑、比较重要的公用建筑、及对抗震有较高要求的建筑物中推广使用。

⑵-2与UPVC非水管

道匕陵

(2)-2-1噪音低

铸铁排水管质量较大,它比质量轻的其它管道如UPVd.ABS管,铜

管,镀锌钢管更难引起振动,因而对直接通过管壁传递的噪音有良好的隔音作用。另外,由于采用氯丁橡胶接口,使振动的传递也受到削

弱。据美国一些实睑室的试验表明,卡箍式(或柔性接口承插式)铸铁排水管系统，与传统承插铸铁排水管系统、UPVC排卡水管系

统、ABS排水管系统等相比是最安静的排水系统。

(2)-2-2防火性能好

UPVCT虽然为难燃自熄型管材，但在明火的作用下，如超过一定温度，仍会引起管道弯曲、变形以至破坏不

能使用甚至火势还会沿排水立管、地漏、清扫口与卫生器具的接管而向上蔓延。虽然《建筑排水硬聚氯乙

烯管道工程技术规》(CJJ29-97)第4.1.15条对高层建筑中UPVCT立管及横支管明装时,如何采取防止火灾

贯穿的措施提出了几点要求，但卫生间处

的接管如何防止火势向上蔓延则未有交待。所以至今一些地方的消防部门仍不赞同在高层建筑尤其是超高层建筑中采用UPVC管。

(2)-2-3寿命长

UPVC管的理论寿命约为30s40年,而实际上是很难达到的，目前许多

生产厂家为了争取市场,降低生产成本,而采用再生箜料或增加添加剂含

量的做法,使得UPVC排水管的寿命大打折扣。

而卡箍式铸铁排水管的寿命则超过建筑物的预期寿命,虽然氯丁椽胶圈的寿命没有铸铁管寿命长，但更换橡胶圈比更换整个管道系统还

是经济的。在国外匕兼重要的建筑物仍多采用铸铁排水管，而普通住宅才采用UPVC排水管.

(2)-2-4膨胀、收缩系数小

UPVC排水管的缺点之一就是线胀系数较大，约为铸铁管的6〜8倍,所以UPVC排水管安装时一定要安装伸缩节。伸缩节安装在立管上没有

什么问题，但在横管上安装就容易出现漏水嫄,使得管道转换层的悬吊横管往往要改为采用造价高得多的柔性接口承插式给水UPVC塑料

管。

(2)-2-5耐磨性、耐高温性好UPVC排卡水理料管虽然拥有重量轻，耐腐

饨美观,安装方便,造价低等优点，但与铸铁排水管尤其是卡箍式铸铁排水管相比还是有许多本身难以克服的缺点,在高层建筑中还是

应当尽量采用铸铁排水管,而在超高层建筑则应优先采用防火性能好,寿命长，噪音低,抗震性能好且膨胀收缩小的柔性接口铸铁排水

管。一些地方的政府部门以法规的形式强制要求一律采用UPVC排水管是不适当的。

(2；-3与其它有承口柔性接口铸铁排水管的比较带承口的柔性接口铸铁排水管有十多种接口形式、较具代表性的有承插式及法兰式两大

类.与这类管道相比卡箍式铸铁排水管具有以下优点：(2)-3-1重量轻

虽然有些带承口柔性接口铸铁排水管也是采用离心铸造工艺制造,管壁厚度均匀，但由于为了保证承口处的强度,不得不将管子的

厚度定得比较厚。两种管材的壁厚、单位重量交可参见前表。

由于单位长度的重量较重,带承口的柔性接口排水铸铁管的造价就较高.

(2：・3-2安装尺寸小、更换方便

(3)带承口柔性接口铸铁排水管的接口尺寸较大,尤其是法兰压盖式,无论是在管井安装还是靠墙安装都不方便,当卫生器具较多时,短

管采用较多,管材浪费较大.另外当维修更换管道时要先锯断管子再退出管子。而卡箍式铸铁排水管的安装尺寸就小的多,华庭云顶一

个800mM600m管井

(4)就安装了5根DN150m管及两根DNIOOm管。另外这种管道采用的是平口联接,安装更换都很方便.带承口柔性接口铸铁排水

管唯一优点就是有些接口型式尤其是法兰压盖式的接口处的抗拔出性能较好,因而承压能力一般较卡箍式铸铁排水管要高一些。

产品标准目前了解到的国际上有关卡箍式铸铁排水管的标准有以下几个：

(1)ISO6594标准(国际标准)

CISPI301-90标准(美国铸铁污水协会标准)

ASTMA888-90标准(美国试验和材料学会标准)

以上标准涉及到无承口离心铸铁管及管件。

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（2）CISPI310-90标准（美国铸铁污水协会标准）

ASTMA564-88标准（美国试验和材料学会标准）

以上标准涉及到橡胶密封圈,不锈钢卡籁及管道的试压及安装。

（3）其它国家的标准还有

W二A48-720法国）

DIN19522（德国）

2584/81FromstatensPlanwerK（瑞典）

BritishBoardofAgrement-----CertificateN°89/2349（英国）

Sing叩oreMoE/SISIP.1130291ML（新加坡）。由于我国目前还未有制定有关卡箍式铸铁排水管的产品标准,这就为设计选用这种管

材带来了一些麻烦,不知选何种标准的产品为好,一般来说,无论是选用进口产品还是选用国产品都应首先考虑选用按国际标准ISO6594标准

生产的管道及配件,这样做一来有利于与国际市场接轨,二来由于国生产的镀锌钢管，排水铸铁管及UPVC管的管径大多都采用国际标准，

(5)采用同一标准的管径有利于管道间的联接,否则往往由于采用标准不同的

(6)管材而会导致在卡箍接头处引起密封不好而产生漏水的现象。另外将来制定的国产产品标准的规格也会是按照国际标准进行制

定。目前国厂家能生产多种标准的产品，选用时应当慎重。

(7)安装

(8)由于卡箍式铸期E水管的接口为柔性联接,而吊架的设置应考虑到防止管道下凹。另外卡箍式接口的抗拨出性能略差,接口两端

固定和不固定对整个管道系统的耐压能力有很大影响,应当在横管直管段适当位置加设固定支架,以防管子水平方向的位移,在弯头、

三通、四通等配件处要加固定支架或支墩以防管道拔脱。立管应在穿楼板处采月专用的承重短管或采用磨擦夹紧式的固定支架以均分

管道的重量,防止接口处滑脱。

(9)国产品生产的管道与卡箍都不是同一个厂家,应选择同一标准规格的产品，否则容易因为管道与配件的尺寸对不上而引起接口收

不死而漏水的情况。管道的安装可以参照省建筑何冠钦主编的《卡箍式铸铁排水管设计、施工指南》。

(10)W1

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(5)-1污水排水系统

室污水排水系统一般均为非满流,所以系统验收时,排出管只要进行灌水试验,立管及横支管只要进行通水试验即可。对于高层及超高

层建筑，有的情况是最低的一个卫生器具或地漏至排出管的高差较高,如发生管道堵塞,至最低一个器具或地漏发生污水溢流时管道可

能会产生较高的水压，以至可能会破坏卡箍式铸铁排水管,为安全起见,这部分管段设计时也可以考虑采用耐压较高的加强型卡箍或柔

性接口的排水球墨铸铁管.

(5)-2雨水排水系统

(11)室雨水管道一般也是按无压流设计，但是由于雨水流量较大较集中，在一些情况下也会出现压力流,比如当屋顶的雨水沟坡度设置

不好或由于其它雨水斗因塑料袋等杂物而阻塞,雨水未能分流至几个雨水斗而集中至某个雨水斗时,该雨水斗以下的排水立管就会出现

压力流的情况。还比如当立管底部出现阻塞时,也会出现压力流或管承受很高压力的情况,鉴于万一雨水管道破裂会造成较大的经济损

失的情况高层及超高层建筑的雨水管道，塔楼屋顶直到底部的雨水管应改为采用承压能力较高的柔性接口排水球墨铸铁管或钢管,也

可以考虑采用耐压较高的加强型卡箍,而裙楼部分下面的雨水管仍可采用卡箍式铸铁排水管。

(12)单位选择

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卡箍式铸铁排水管是一种更新换代的新型排水管材，但是这种管材目前还存在造价较高,国目前还未制定这种产品的标准,及设计

安装方面的规等问题,这就为选择这种管材带来了一些困难,所以选择生产单位就显得很重要。有的生产厂家,因生产能力不足,需外购

各种配伟甚至管件，造成产品质量的不稳定有的供货不能保证。因此一是要选择生产规模大的单位,二是要选择采用国际标准生产的

厂家.按照目前的国市场，有高平市该氏铸也新兴铸管股份等。

2.4其它：

不锈钢管:价格高，加工困难。

涂塑钢管兼顾了塑料管和钢管的优点，在市场上的应用也越来越多，但我个人认为，由于其涂层薄、钢材和塑料的热伸缩性相差较

大,涂层易脱落,有的地方只剩下薄薄的一层铁管,更易腐蚀穿透,特别是管件连接处，所以其应用也有待于时间的检脸。

3复合管：

根据金属的材料可分为：

Q）钢塑复合管

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(2)不锈钢-塑复合管，塑惹不锈钢管

(3)塑覆铜管

⑷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〉300mn以上洽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悒的一种管材.议是因为：(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。

由于复合管尚属新型管材,我国还未有统一的设计、施工及验收规.目前市场上用的较多的是钢塑复合管，铝塑复合其它管材没有

大量的挂广使用

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常用管材比较

名称工作压力管径图特点连接方式适用围

公称直径承庙连接

球维铸铁管0.45—I.OOMPa耐压、耐急性、材质硬而虎、重量大室外给水

DN75-DN1500法兰连接柔性接口连接

法兰连接

公称百径市压、市,用蚀、材质硬.使用寿命长，不会减少水管BW)水能力

衬用15合钩管室外冷热水系统

DN15-DN3C0

蜷纹在接

(1)(3久耐用.化学性能稷足、耐就烛、耐热、使用寿命约为镀粹钢

倍的3—4倍：。用1蛹性线好.耐压眼R高.(51时初性好.延展性也玄.

公称应校蜷纹连按钎焊连接法兰连冷防水供应系统及次用净水系

薄空紫织管I.OMPa.1.6MPa具有优良的抗娠.抗冲击性能；(3般用卫生性能J?.嗣对某些细曲的

DN15-DN25O接海名连接统、中央空调供回水系统

生长有抑制作用,同时揭还是人体所挑的笈■元茶之一

(1疣事.卫生；⑵耐热.保温性能好,最高耐热可.1313G最高使用混用于建筑物的冷热水系

度为95C,长期统,而且可用于优筑物的米暖系

年便用温度

无坝共聚聚丙端公称外径(50热络连接电启连接专用丝统、山饮用水供水系统、中央空

1.0—2.5MPa

为70C.同时,PP-R管的导热系数只有据告的1/200,

(PP-RDN2C-DN1€OJOS接，栏S接调解冰系统、输送化学介质

具有良好的侥温和节能性能，还可节假保温转材的零度,(3)安装方便自统，而且可用于建筑物的米暧系

是永久性的连接；(4)朔可◎牧,不会统、直饮用水供水系统、中央空

不导热,不导电,阻燃.突出应用于高倒蚀性水质的管道勘送.质量和经

硬鬃氯乙优管0.6MPa,0.9MPa.公称宜径承插式连接

界效果最佳工业与建筑室外给水系统

(PVC-U1.6MPaDN15—DN700粘结剂粘结

20

⑴营外层是刚性好.强度高、耐询蚀的铝合金制管,机械性能好，耐

公称直径压能力高；(2)用水首道物8定性好，线性膨

卡套式快装首接头专利法兰

铝翌夏台管LOMPaDN1O—胀低；G夕卜层有铝合金煤护,抗老化倭力强鲂火性能好，减少了消防室冷热水系统

盘

DNlSOmm系疣投造的我用；(4)两种主材及加工工艺无有

害物质溃漏于过水面,有蛟好的环保持住

(1)强度高.肾壁较薄.及久耐用；(2：卫生可防

外径压缩式、压紧式直佻水管或肩标准建筑室给水管

遹壁不锈钢管腐馆性好、环保性好；(3)韧性好、易弯曲、易用伯、不易豁J、不易

DN16-DN11O推进式、焊接式路

a状良的功温性能,使用的温度为-70-

100*C;(2脱良

交联聚乙娓肾常规产品压力等级为外径卡籥连接

的隔施性能和耐压力.导热系数低,热量损失小，冷西水供应系貌

卡套连接专用配件连接

(PEO1.25MPa16-63mm节的SB

源：(3)较长的使用寿命.可安全使用50年以上;(4)抗振动，珀冲击；

良好的耐温性能,其长期使用温度为<90C(系指笆道

冷水时在此温度国使用寿命达30-50年);(2)市班能报佳和报

聚丁辎1.6—2.5MPa强抗党变能力乂3)极好的韧性和耐;中击力；(4波好的抗®

公称外径：JAJS承侬接班接电培承冷热水供应系统.国应用很有限

蚀魅力；⑸较好的隔热性能.材，油狎热率较小；⑹无鼠才雌

(PB)热水时DN15—DN63插式接头连接胶酶封造接

弼；(7)在国应用的大多依碘进口成品管材及管件,包括施工连接的专用

I.OMPa

工具等，同时施工技术要求较高

速施力；(5)姣好的隔热性版材料的导热率较小；(6)无毒、加2性

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常用给水管材料价格

管材规格价格/米）

DN15*0.711.20

DN20*0.921.27

DN25*0.927.32

DN32*1.245.43

薄壁紫铜管DN40*1.254.83

DN50*1.271.00

DN65*1.5110.00

DN75*1.5125.16

DN100*2.2243.38

DN1518.00

DN2030.00

DN2540.00

不锈钢管DN4065.00

（抗压薄壁）DN5085.00

DN65185.00

DN80220.00

DN100245.00

无规共聚聚丙D16*2.06.14

22

烯PP-RD20*2.38.35

(S4系列相当于

D25*2.812.94

1.6Mp)

D32*3.620.66

D40*4.531.49

D50*5.648.96

D63*7.179.89

D75*8.4106.93

D90*10.1153.54

D110*12.3229.90

D16*1.7（冷水管）7.25

D18*1.8（冷水管）8.47

D20*1.9（冷水管）9.80

D25*23（冷水管）13.69

D32*2.9（冷水管）