建筑给水管道性能分析与选用问题

水利建设　建材发展导向２０１２年０２月　建筑给水管道性能分析与选用问题　杨阳　（南京协成楼宇系统工程有限公司）　摘要：建筑用给水管材种类繁多，在实际工程应用中首先需要我们掌握好不同材料的特性，合理选材，并在安装过程中加强控制，就能够把好质量关。　关键词：给水管道；选材；注意问题　前言　随着人民生活水平的不断提高，人们对饮用水水质的关注程度也与　日俱增，输配水管道是影响给水水质的重要因素之一。目前我国建筑给　水管道主要使用金属管、塑料管、复合管等三类管道，但是这三种管道各　２．１．１镀锌钢管　镀锌钢管分为冷镀锌管和热镀锌管。冷镀锌管由于保护层不够致密　均匀、稳定性差，容易锈蚀，几乎己不用在给水系统中。镀锌钢管中含铅，　在使用过程中，镀锌层中的铅分子就会游离在水中，对人体有较大的危　有优缺点，需要我们全面掌握给水管道的特性与适用范围，作出科学合　害。所以国家相关部门规定禁止把镀锌管用作室内外生活给水管道。热　理的选择。对此，从以下方面进行一些探索和总结，希望能有助于建筑给　镀锌管因为保护层致密均匀、附着力强、稳定性比较好、机械强度好，可　以承受高的内外压力，管身的可焊性方便制造各种管件、特别能适应地　水管材的选用。　形复杂及要求较高的管线使用，镀锌钢管规格齐全，价格低廉、防火性能　１建筑给水管的分类　好，使用寿命长等优点，虽不准用于生活饮用水管道上，但在消防给水系　建筑给水管从材质上可分成三大类：金属管、塑料管、金属与塑料复　统中应用还是很广泛。连接方式有螺纹连接、法兰连接、焊接连接、卡箍　合管。在发展的今天，塑料管、金属与塑料复合管在许多领域替代了金属　连接等。　管，复合管材是现代管材发展的重点，尤其是钢塑复合管材，它综合了钢　２．１．２铜管　铁材料和塑料各自的优点，因此具有较好的强度、韧性、环保卫生性能及　民用建筑给水中采用紫铜管。紫铜管依其是否覆塑又分为紫铜光　较高的输水效率等特点。在给水领域，钢塑复合管材已经得到广泛应用。　管、紫铜覆塑冷水管及紫铜覆塑热水管。国标ＧＢ／Ｔ１８０３３—２０００按壁厚不　随着钢塑复合管材的发展，国内的钢塑复合管材呈现出品种繁多的局　同分为：Ａ，Ｂ，ｃ三种型号的铜管，其中Ａ型管为厚壁型，适用于较高压力　面，各品种各具特点，如何选择适合自己要求的管材就显得尤其重要。　用途；Ｂ型管适用于一般用途；Ｃ型管为薄壁铜管。铜管的主要优点：　２给水管材的性能及适用范围　（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　２．１金属管　长期使用，使用寿命约为镀锌钢管的３￣４倍。　◆◆　◆・●　…●●◆・●●●　水电压控制和经济运行，对全站的运行进行控制及调节。控制及调节的　内容包括机组的开停操作，有功功率、无功功率调节，断路器操作等。　机组的有功和无功调节由现场控制单元ＬＣＵ实现，给定值由上位机　发出，经自动检测和调整，可实现闭环运行。另外，由调度中心发出的负　荷调节指令经监控系统计算调整后，根据机组的各种限制工况，前池水　位等合理地分配到各机组现地控制单元执行。　３．３．１水电站自动水电压控制　计算机监控系统按照给定的条件和要求自动控制水电站母线水电　压和全站无功功率，进行机组间无功功率的分配，其调节原则如下：　（１）无功调节首先主调机组承担，剩余部分由参加调节的机组分担。　（２）参加无功调节的机组按机组承担无功负荷的能力成比例的分配，　或者考虑机组有功负荷的大小，按一定的功率因数分配机组的无功功率。　（３）机组的无功功率调整与升压变压器的抽头调节相配合，在调整　分接头之前最大限度的利用发水电机的水电压调整范围。　（４）考虑机组的最大和最小无功功率的限制。　３－３．２水电站自动发水电控制　采用自修复的双环网，采用以太网技术，数据传输速率应大于１０／　ｌＯＯＭｉｐｓ。画面显示是系统的主要功能之一，画面调用允许自动及召唤方　式实现。系统按运行人员要求，自动地组织有关数据及其相应的时间区　间，并显示在屏幕上。画面显示主要有以下几方面：水电气主接线图，油　水气系统图，有功、无功功率棒形图，出力曲线，水电压运行曲线，给定负　荷曲线及种类运行图，还包括参数及参数给定值、特征表、定值变更统计　表、各类报警信息表、操作统计表、各类运行报表、运行日志、操作票等表　格类的显示。　３．６其他功能　（１）语音报警功能：当需要对重要操作进行提示，以及水电站发生事　故或故障时，向有关人员发出报警。　（２）人机联系：操作人员通过ＣＲＴ、键盘、鼠标以及打印等实现对全　站运行的监控、调节，实现在线修改定值，画面调度，报表显示和打印等　计算机监控系统按照给定的条件和要求自动控制水电站的有功功　率。根据前池水量或水电力系统的要求，考虑水电站及机组的运行限制　条件，以经济运行为原则，确定水电站机组运行台数，运行机组的组合和　机组间负荷的分配，同时兼顾避免频繁地启、停机组。　功能。利用交互式人机接口软件通过人机对话方式显示各种监视和控制　功能，使用简单、灵活。　（３）系统自检功能：该功能包括主机自检，软件任务超时及过程通道　故障检测。软件超时能自动检测，检测内容有通道数据有效合理性判断。　故障点自动查找及故障自动报警等功能。　４结语　随着计算机技术的持续飞速发展，综合自动化管理的水平也在不断　进步，采用综合自动化系统进行水电站运行的控制与管理已成为必然的　发展趋势；为提高水电站运行控制管理的效率，实现高度自动化控制管　理模式，在水电站运行控制管理过程中采用综合自动化系统具有重要的　３．４设备运行统计记录　计算机监控系统对各设备的运行情况进行统计记录，某些信息还自　动提示操作值守人员。统计的类型包括设备正常与非正常投切次数，设　备运行时间等。对于各主设备及各辅助设备的状态，还进行变位及变位　意义。　时间统计，必要时还可报警。另外，计算机监控系统还对参数越复限及定　值变更等情况作统计记录，并自动生成种类报表、日志，自动生成和打印　参考文献　操作票等。　［１】郑康平，潘建忠计算机监控技术在某水电站中的应用【Ｊ】．广东水利水电．２ｏ０６，４．　３．５数据通信与画面显示　水电站的有关数据和信息送往调度中心，接收调度中心下发和各种　命令，完成与调度中心的通信；监控系统内部主机与各设备的数据通信　［２］赵英，季绍勇．基于四岭水电站的综合自动化系统应用研究［Ｊ］．浙江水利水电专　科学校学报．２００９，２．　・１８０・　建材发展导向２０１２年０２月　水利建设　（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　伸缩、变形乃至熔化。一股有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。根据管道的金　抗振、抗冲击性能。　属的材料可分为下列几种：钢塑复合管（ＰＳＰ、ＳＰ）、不锈钢一塑复合管、铝　（３）使用卫生性能好。它对某些细菌的生长育抑制作用，同时铜还是　塑复合管（ＰＡＰ）、衬塑铝合金管、塑覆不锈钢管、塑覆铜管等。　人体所需的　帚元素之　应该说复合管材是给水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大　给水用铜管的规格也很多，能满足建筑给水管的需要。目前小口径　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　铜管的连接方式有３种基本炎型：螺纹连接、钎焊承插连接和卡箍式机　材。这是因为：　械挤雎连接。　（１）两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。　铜管可用于冷热水供应系统及饮用纯净水系统，由于价格较高，目　（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　前主要用于高级酒店、高级住宅的给水系统，在资金允许的前提下是个　质温度变化又较剧烈，容易脱开，而导致质量下降。此问题在实际工程应　很好的选择。　用中出现的问题还比较严重，尤其要选好施工工艺控制好施工质量。　２．１－３给水铸铁管　３选用给水管材应注意问题　给水铸铁管按制造材质不同分为给水灰口铸铁管和给水球墨铸铁　管两种，给水球墨铸铁管已经成为主导产品。给水铸铁管适合于埋地敷　３．１金属管材　３Ａ．１腐蚀　设。公称直径从ＤＮ７５一ＤＮ１５００，工作压力有０．４５、０．７５、１．００ＭＰａ等几种。　给水球墨铸铁管的接头通常有承插式、法兰式和柔性接口三种。　薄壁不锈钢管和铜管多以点腐蚀为主，可能产生氯离子、硫化物的　沉积，但表面的薄层钝化膜能阻止腐蚀，且该氧化保护膜能持久保持，可　２．１．４给水不锈钢管　以自行修复。薄壁不锈钢管在一些特定条件下会生锈，而氯离子对奥氏　不锈钢管按制造方式有不锈焊接钢管和不锈无缝钢管两种。按管壁　厚度不同又有不锈钢管与薄壁不锈钢管。不锈钢管因其强度高，经久耐　体薄壁不锈钢管有明显的腐蚀作用，故有必要根据使用场合的不同，合　理选用薄壁不锈钢管材。水中的碱度低或酸度高、溶解氧高及软化水等　用，卫生可靠，防腐蚀性好，环保性好，抗冲击强，韧性好。目前规格比较　对于铜管的耐腐蚀是不利的。当不同的金属管或管件相连时，应考虑管　多，能满足给水系统管材的规格需求，只是不锈钢管由于价格相对较高，　道的电化学腐蚀问题。　民用建筑给水管路中应用不多，仅在特容易锈蚀的部位使用。　３．１．２连接方式　２．２塑料管　金属管材有多种连接方式，每种连接方式都有优缺点，故要根据不　塑料给水管和传统金属管材相比，具有化学稳定性好、耐腐蚀、导热　同的材质、壁厚、使用的场合等因素来选择连接方式。　系数小、水力性能好、不易积垢、安全卫生、水力条件好、导热系数小、密　度小、重量轻、安装方便等显著优势，受到了建筑给排水设计与施工技术　３．２塑料管材　３．２．１缌｝生膨胀　一、　人员的推崇。当然也存在一些缺点：力学性能差（抗冲击性不佳，刚性差，　塑料管的线性膨胀系数比金属的线性膨胀系数大得多，其线性变形　平直性不好，支架设置密度高）：阻燃性差；热膨胀系数大。这些都需要在　主要表现在管道轴向上的膨胀延长和水平方向上的弯曲，其膨胀量与温　设计选用时予以特别注意。　差成正比。这是塑料管与金属管的最重要差异，在设计及施工安装时应　２．２．１硬聚氯乙烯管（ＰＶＣ—Ｕ）　充分予以重视，考虑采用伸缩节或折角自然补偿方式。　ＰＶＣ—Ｕ管抗腐蚀力强，易于粘合，质地坚硬，价格便宜，安装施工方　３．２．２卫生安全　便，但使用中有ＰＶＣ—Ｕ单体和添加荆渗出，现在有厂家已经改变了添加　选用塑料给水管必须注意不得使用含有苯类有机溶剂的胶粘剂，特　剂的类别，有所好转，故使用中应注意其铅含量要达到生活饮用水规定　别是要有质量监督检查权威部门对塑料管中的改性剂、助剂、添加剂等　的＜Ｏ．Ｏ５ｍｇ标准，ＵＰＶＣ管使用寿命约２Ｏ～３Ｏ年。国内产品ＰＶＣ—Ｕ给水　成分的卫生检测报告，以防止这些物质对生活饮用水水质产生不良影　管材主要规格有公称通径ＤＮ１５一ＤＮ７００十多种。管道主要连接方法有承　响。　插式连接、粘结剂粘结。只用于冷水给水管，值得注意的是用于室外埋地　给水管时受接头质量影响，管质较脆容易爆管、渗漏较严重，维修频率较　３－３复合管材　高。在排水管中应用的情况还是比较好。　在选用复合管作为给水管时，需注意管材原材料的线性膨胀系数的　２．２－２无规共聚聚丙烯管（ＰＰ—Ｒ）　不同，在粘合不牢固或环境温度和介质温度变化大的情况下，金属和塑　ＰＰ—Ｒ管是目前建筑给水中使用最广泛的一种塑料管材，尤其适用　料易分离而导致管材质量下降。另外复合管材的价格相对塑料管高了很　于直径１１０ｒａｍ以下的小口径给水管。它的材质为三型聚丙烯，具有耐温　多，而价格低廉的复合管材质量往往得不到保证。　性好、强度较高、隔音效果好、导热系数低、卫生无毒、物料可回收利用、　４结语　抗老化性能好、产品规格全等优点。但同时也存在着一些缺点，在同等压　通过对以上几种建筑给水管的适用范围分析，看出能持续发展的建　力和介质温度条件下，它的管壁最厚，特别是作为直径１１０ｒａｍ以上的大　筑给水管必定是卫生、安全、经济、环保的，是值得推广应用的，同时对其　口径管材，经济性不佳。ＰＰ—Ｒ管材是一种优缺点都比较突出的给水管　缺点应更进一步探讨和更新，实际应用中应取其优点，避其缺点，达到合　材，尽管该管材存在着诸多缺陷，但因其优点突出仍具一定的市场竞争　理应用的目的。　力，尤其在大型工程中经常被选用。　２．２．３交联聚乙烯管（ＰＥ—Ｘ）　参考文献　该管材材质为聚乙烯，具有耐温范围广（使用温度范围一７Ｏ℃～　…１田永利建筑给水管材分类和选择叨．山西冶金，２００５（１）．　１１０℃）、抗内压强度高、耐酸碱腐蚀、耐高温低温性能优越、使用寿命长　［２］李淑艳．铝塑复合管在给水管道中的应用与施工ｌＪ］．石家庄铁路职业技术学院学　等优点。但该管材的线性膨胀系数较大，导致其支撑间距较小，存在着管　报，２００６，５．　『３１丁陇云，段艳萍．浅谈新型给水管材的应用与发展［Ｊ］．科技资讯，２００８（３０）．　道架空跨度小、支撑件多等缺点。该管材没有同材质管件，只能用金属管　ｆ４１胡学兰．几种建筑给水管的应用分析ｆ　Ｊ】ｌ山西建筑，２００９，１２．　件连接，一般采用挤压夹紧法连接。该管材的产品规格不全，常用规格为　ＤＮ１５～ＤＮ５０，缺少大管径管道，在大型工程中选用受到限制。　２．３复合管　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；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；也有金属　管在内侧，非金属管在外侧的。复合给水管的优点主要为：　（１）与塑料管比：机械强度高；线膨胀系数小；承压性能稳定；抗水冲　击能力强。　（２）与金属管比：卫生性能好，内外防腐；水力条件好，摩擦阻力小；　重量轻，安装效率高。　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　・１８１・