建筑给排水工程中管道的选用与分析

庄小虎

（厦门海投建设咨询有限公司，福建 厦门 361000）

在建筑工程体系中，建筑内部给水管线的作用价值非常高。在具体使用期间，不但要确保管道管材的可靠性，还应当避免水源运输遭受二次污染。在部分管道施工中，由于受到技术条件影响，工程师未能正确认知管道管材相关问题，所以在新型建筑施工期间，应当高度关注给水管材相关问题。建筑工程施工建设期间，给排水管道的工程造价占比约为总造价的3%，如果工程管材选择不合理，将会出现较大经济损失[1]。对现代建筑给排水管材的性能与价格进行比较，能够降低给排水管材投资的经济损失。该文主要围绕建筑给排水工程管道选用展开研究，希望能够对建筑工程管材选用提供参考价值。

1 建筑给排水系统管道材质分类

1.1 金属管

金属管道坚硬稳固，机械强度、抗压性能、抗震性能及抗渗性能显著。管道内壁平整光滑，水流阻力小。金属管道节段长、接头少，接口简便，施工难度小。但是金属管道也存在缺陷与不足，氧化反应强，污染水源；化学耐腐蚀性弱，金属表层易脱落，对管材使用影响较大。由于金属管材质量高，并且造价成本高，大热系数也比较强，管材无法有效抵抗地下水及酸碱腐蚀，因此需要对管材内壁和外壁做好防腐处理。

1.2 塑料管

塑料管由树脂、添加剂熔融加工合成，具备稳定的化学性质，不会受到介质与土壤影响，耐腐蚀性强，并且导热系数低。图1为塑料管道的安装示意图。管道内壁平整光滑，具备良好的水力性能，积垢量少，便于安装和运输。此外，塑料管道的冷弯性能良好，能够进行盘管操作，以此减少管道接头数量，加强管道密封性。但是塑料管材也存在缺陷，抗压能力、阻燃性不足，并且容易受压变形。管材燃烧后释放烟雾和有毒气体，热膨胀系数高，隔声性与隔热性不足，极易老化破损。

1.3 复合管

复合管构成包括保护层与支撑层，不但具备金属管材的强度刚性优势，而且具备非金属管材的耐腐蚀优势。例如铝塑复合管，不仅具备金属管隔音性能，内壁平整光滑，积垢少，流体阻力低，而且还具备塑料管材的耐腐蚀性能。但是复合管材也存在不足与缺陷，由于不同材质热膨胀系数差别大，当介质温度、环境温度变化明显时，不仅会导致管道脱开、降低管道质量，还会导致管材连接部位不稳定，脱落隐患大。

图1 塑料管道的安装示意图

2 建筑给排水管材选用原则

2.1 管道卫生原则

在现代社会发展过程中，人们开始注重健康安全的生活理念，对于生活饮用水水质、给排水管道安全性的关注度不断提升。一般所应用的金属管材，当镀锌钢管内铁元素和空气、水内部氧气发生化学反应，给水管道内部极易产生铁锈。铁锈产物内含有大量微生物，对给排水管道内部水源造成污染影响，当人们饮用受污染的水源后，身体健康会受到严重威胁。对于室外排污管道来说，当管道耐久性或抗压性较弱时，将会导致管道出现断裂和破损问题，不仅对管道排污性能影响较大，还会对生态环境造成破坏影响。

2.2 给排水管道性能

在选择给排水管道性能时，应当考虑到以下3个方面的问题：1）在额定使用温度与压力条件下，机械强度要满足标准要求。2）管道管材对管内流动液体需要具备耐老化、减震与防腐蚀效果。3）管道性能应当包括节能环保效益。在经济快速发展的过程中，人们的生活水平得到了相应的提升，建筑项目对于环境质量、家装质量及美观性要求增加，该要求体现在建筑施工建设中表现为城市与家庭给排水性能与质量要求提升。建筑工程所用给排水存在性能或质量问题时，使用期间就会出现渗漏水问题，尽管渗漏水所致直接损失影响小，但是会增加间接经济损失。特别是建筑暗装给排水管道，出现水渗漏问题后，需要破除施工，凿开封闭水管的地面或墙体材料，修复后覆盖新材料[2]。当暗敷给排水管道出现渗漏水问题后，不仅会增加人力物力浪费，还会导致人们生活不便，因此必须按照使用场景，合理选择管道管材。

2.3 成本原则

在选择给排水管道管材时，不同管材价格差距较小时，优先选择性能高、卫生、便于安装操作的管道。在同等性能下，优先选择成本低廉的管道。在选择给排水管材时，最理想的管材应该具备性能良好、价格低廉、安装检修操作简便的优点。需要注意的是，给排水管道管材选取时，还应当注重施工因素。选择安装难度小的管道，能够更好地配合土建工程和装修工程，加快施工建设进度，减少返修率，降低施工造价成本。

3 给水管材选择的影响因素

给水管材选择的影响因素主要包括以下4点：1）国家政策与技术标准：各施工单位开展设计、施工与验收时，都必须遵循国家相关政策与技术标准。所以，给排水管道工程设计，也应当遵循国家标准规定，选择适宜的管材。2）管材使用地点与敷设方式：管材在某地区的适用性不仅与管材特性有关，同时还受到地区地理环境、资源特点、工程特点等因素影响。建筑物不同的功能与性质、验收标准，对管材选用的影响也比较大。例如我国南北方地区，冰冻深度差异大，导致室外管道埋设差异大，因此对于同一室外管材，具体选用类型不同。3）管件连接方式。在选择管材时，不注重管件配套与配件性能。在设计期间，也没有加大重视度，导致关键连接配套选用问题突出，相应增加了工程建设投资、建设难点。多数企业无法配置关键生产设备，导致施工企业存在较多不便问题。即使可以应用其他企业生产的管件，也无法匹配所选管件。例如在安装预应力混凝土管件时，应用钢管作为弯头连接。安装闸阀时，需要采用钢管连接方式。在设计期间，如果不注重钢管的内部与外部防腐，将会严重影响管道安全性与使用寿命。4）管材性价比：在管材满足使用需求时，价格属于决定性因素。管材技术性、经济性的特点，会受到管材特性、生产难易度的影响。例如不锈钢管材、铜管材的生产价格昂贵，尽管管材性能显著，但是无法实现推广应用。

4 建筑给排水工程中的管道选用

给排水管道管材的多样化为建筑工程给排水设计及施工带来诸多便利。然而不同给水管材的性能、尺寸、安装技术工艺的特点不同，因此适用范围也不同。在给排水系统中，不同管道的安装位置不同，因此施工安装的特点差异大，所以给排水工程管道选用主要涉及室内给水分区、卫生间给水区、给水引入管等，具体分析如下。

4.1 室内给水分区主干管选用

在给排水系统中，室内给水主干管属于重要组成，包含分区内立管与横干管。该类管道多敷设在屋面夹层、保温层、管道井和吊顶内，应用支架固定稳固，无需埋设操作。如图2所示。室内主干管管径通常为25 mm～80 mm，对于管材持久性、耐久性、腐蚀性能要求较高，并且确保管材无泄漏、无结垢、低噪声，便于安装操作与检修维护。主干管工作压力要求如下：热水温度70 ℃，压力为1 MPa；冷水温度20 ℃，压力1 MPa。热水管道的公称压力应当满足1.6 MPa～2 MPa标准，因此在施工期间，应当确保一次性安装，以此确保给排水主干管的运行性能。

图2 室内给排水系统

室内主干管管材可以选用塑料管，材质包括丙烯腈-丁二烯乙苯乙烯、聚丁烯、聚丙烯、硬聚氯乙烯等；也可以选用复合管材，包括钢塑复合管、涂塑钢管、钢带塑复合管等。硬聚氯乙烯管材成本低廉，便于安装操作，但是在具体应用时，涉及到硬聚氯乙烯单体与添加剂，因此在应用期间，必须确保管道管材含铅量小于0.05 mg，满足生活饮用水标准。聚丁烯管材的高温耐久性良好，并且性质稳定。在低温条件下，抗脆裂性能、抗紫外线、抗蠕变性能、抗冲击性能显著，质量轻巧，具备较高的水力条件与伸缩性能。聚丁烯管材的安装连接方式多，可以应用到不同环境条件下，再生性强，属于适应性良好的管材。然而我国缺乏聚丁烯树脂原料，因此多依赖于进口，成本造价高。聚丙烯管具备良好的耐温性能、耐腐蚀性能，强度高，无毒害，可以应用热熔连接方式，然而会受到管道壁厚影响。。交联聚乙烯管具备良好的抗蠕变性能、耐温性能与耐腐蚀性能，强度高，无毒害。在施工过程中，由于缺乏同材质管材，因此连接到金属管件上，来保证管道安装质量。钢塑复合管具备较高强度，包括聚乙烯层、热熔胶层和不锈钢带层等多重结构，在低温条件下的耐冲击性能显著，不会出现破损问题。图3为钢带塑复合管结构图。管道无添加剂，色彩持久，管件管材必须应用同等塑料合金材料，以此延长黏结固化时间。相比于钢塑复合管，涂塑管道在安装操作、卫生质量和成本造价等方面具备显著优势[3]。上述管道管材中，铝塑复合管、聚丙烯管、聚丁烯管可以应用于冷水、热水输送；钢塑复合管、硬度聚乙烯管只能应用于冷水输送中。

图3 钢带塑复合管结构图

4.2 卫生间分区配水支管

对于卫生间分区管道管材来说，管径满足16 mm～25 mm标准，通常为埋地暗装或者埋墙暗装，接点比较多。卫生间管道由于装修标准及卫生设备不同，安装程序并非由施工方一次安装，而是用户二次装修时，再安装管道。由于卫生间分区管道多为暗敷法，因此对于管件管材的安装连接要求高。然而由于受到管材市场质量、安装人员技术水平影响，导致卫生间管道问题频发，对住户生活质量造成了极大的影响，所以成为给排水工程管道管材的处理难题。

卫生间分区配水支管的适用塑料管材如下：交联聚乙烯管、高密度聚乙烯管、聚丁烯管和聚丙烯管。复合管材包括涂塑钢管、塑复钢管、铝塑复合管。由于聚丁烯和聚丙烯管材性能优越，因此多应用于卫生间管道中。由于用户分散购买管材，无法形成规模化，再加上施工人员岗前培训不到位，因此对于管道管材的应用限制比较大。销售商应当提供配套服务，以此确保管道管材的安装质量。铝塑复合管和交联聚乙烯管弯曲度大，无反弹，并且切割便利，因此被广泛应用到卫生间分区管道施工中。在安装施工操作时，应当注意以下2点问题：1）管材和管件应用夹紧安装法极易受到人为操作影响，无法确保安装紧固性。2）管材强度不足，在施工中必须注重受压变形问题，以免对管道水力条件及流量造成影响。部分地区给排水管道开始应用复合管材-塑复铜管，将塑料套在铜管上，不仅具备铜管优势，又具备保温性能，属于安全性与耐久性均比较高的卫生管材，但是该种管道管材的价格高昂。涂塑钢管具备钢管性能优势，可以确保供水水质，但是无法作为热水管道管材。

4.3 给水引入管、室外给水管/输水管

该类管道的管径较大，一般为50 m～200 mm对耐压性能、强度、耐腐蚀性、密封性要求高，并且具备良好的水力条件和抗水锤能力，便于安装，使用寿命长。适用于给水引入管、室外给水管/输水管的管材如下：硬聚乙烯管、钢带塑管、涂塑复合管以及钢塑复合管。上述管材耐压性与强度要求高。全塑管材为了满足热需求，应当加大壁厚，但是在应用期间，极易受到水力条件、管内径、耗材等因素影响，因此复合管应用优势显著。钢带塑复合管原料为冷轧钢带、热塑性塑料，使用弧焊对接成型，以此合成增强体，内层与外层均具备复合热塑料，属于新型复合压力管材。在热塑性塑料连续箱中，包裹薄壁钢管增强体，，所以该类复合管具备塑料管和钢管优势，能够消除复合管连接不严密问题，强度与刚性高，膨胀系数低、承压性能与导热性能显著，成本低廉，可以应用于不引入管、室外给水管与给水输入管道中。通过对钢带厚度与塑料耐温等级进行调整，能够加强管道的耐压耐温性能。但是此种复合管材也存在应用缺陷，当出现外力损伤和超压问题时，会增加修复难度，弯曲度不及钢管，需要应用多角度管件弥补。涂塑钢管具备钢管与塑料管优势，然而管材主要为钢管，价格高于钢带复合管材。

5 结语

综上所述，在建筑项目给排水工程施工过程中，必须注重管道管材的选择问题。在管材选型时，应当确保其满足应用要求，便于施工操作与安装，并且管道管材性价比高，不会对生态环境造成破坏影响。在工程建设施工过程中，技术人员应当全面了解管道管材性能特点，选择适应建筑给排水工程建造的管道管材。此外，随着管道管材制造工艺的优化发展，能够明显提升管材综合性能，在未来发展中，也可以研制出较多新型给排水管道管材，全面维护建筑给排水工程施工质量与安全。