1、 毕业设计文献综述 建筑环境与设备工程 北京市春天花园小区住宅楼给排水系统设计 一、前言部分 近些年来 ,建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。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。现在就对目前常用的各种给水、排水的管材予以分类，并对各自的技术特征及应用情况进行阐述。 二、主题部分 1、建筑给排水管材常用管材 1.1 金属管 1.1.1 镀锌钢管 镀锌钢管规格执行国家标准 (GB3091-87)。其物理特性表现为： 密度： 7 85 103kg/m3：导热系数 42 52W (m k)；
2、抗拉强度： 310N mm2；线胀系数： 1 2 10-5m (m k)。镀锌钢管适于输送水 (热水 )、煤气等压力流体。连接方式为螺纹连接或法兰连接。 镀锌钢管表面镀锌层有电镀和热浸锌两种工艺。热浸锌工艺锌层厚，粘结力强，在给水管材制造中，属于被推荐的做法。 镀锌钢管一度是我国经济条件下为保证生活饮用水水质而采用的主要管材。 1.1.2 铜管 金属管中最具优势的是铜管，铜管应用较久，优点较多，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 。 1.1.3 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
3、脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。 卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材， 20 世纪 60 年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。 1.14 薄壁不锈钢管 建筑给排水薄壁不锈钢管材寿 命周期综合成本低，具有卫生、耐腐蚀、强度高、韧性好、壁薄、水力条件好、阻氧、抗低温、抗老化、可回收再利用，是建筑给水、排水各类管材中的高档管材。目前已广泛应用于生活冷热水系统、直饮水系统、医药及食品管道系统、户表改造和
4、大型屋面雨水压力流 (虹吸式 )排水系统。在消防系统中也崭露头角。随着国民经济的 高速增长和居民的生活品质的提高，该种管材在住宅小区、住宅、公建群、公建的应用前景非常看好。 1.2 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。 1.塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。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。 （ 2）导热系数小，热传导率低，绝热保温，节能效果好。 （
5、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）相对于金属管材，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。 塑料管主要缺点： （ 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。 1.2.1 塑料管性能 1 物理性能 塑料管的物理性能。和铝塑复合管、钢管、铜管、塑料管的物理性能影响管道的
6、方式、用途、补偿措施和管道保温等方面。如： PVC-U、 PP、 ABS 的力学性能相对较高，被视为 “刚性管 ”，明装较好。反之， PE、 PE-X、PB 作为 “柔性管 ”适合暗敷。 （ 1） 塑料管的使用温度及耐热性能决定了 PVC-U， PE， ABS 仅能用于冷水管，而 PE-X，PP， PB 则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。 （ 2） 塑料管因热膨胀系数高，在塑料管路中尤其是作为热水管，采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以 PE， PP 等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没 有足够重视，并采取相应技术措施，极易发生
7、接口处因伸缩节 而拉脱的问题。 （ 3） 由于导热系数低，塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外，还同它们各自的管壁厚度有关。 2 承压性能 承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验：液压试验和长期高温液压试验。浅谈建筑给排水常用管材。 3 卫生性能 理化卫生指标。其中 PE， PE-X， PP， PB 和 ABS 易达标。而 PVC-U 管材在生产时应使用无毒 PVC 树脂和卫生及 稳定剂才能满足卫生性能的要求。 （ 1）
8、给水塑料管的应用 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。 （ 2）排水塑料管的应用 材质单一：硬聚氯乙烯结构形式多样：芯层发泡管，空壁管，螺旋管，芯层发泡螺旋管，空壁螺旋管。其存在的一些问题： （ 1） 热膨胀系数大，需设置伸缩补偿装置来解决。 （ 2）刚度小，平直性差，需加密管卡、支架、吊架来解决。 （ 3） 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。 （ 4）阻燃性差，在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。
9、（ 5） 抗机械冲击性差，需强化施工技术，精心施工来解决。 （ 6） 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的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。 相同条件下，不同结构形式的排水塑料管，其噪声测定结果：普 通管 芯层发泡管 空壁管 螺旋管。 排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前，排水塑料管已可在建筑高度为 100m 以下的建筑物内使用，但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等
10、于100m 的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合，可采用柔性抗震排水铸铁管。 转 吴襄 10等指出新型建筑给排水管材在选用时应注意以下几点：考虑管材耐压能力，要注意温度的变化对管道的承压能力的影响；塑料管的线性膨胀系数大于金属管，安装时要注意设置支架、伸缩节，明装管道应注意设置温度补偿装置；塑料管适用于多 层建筑给水水平干管、立管、支管，高层建筑的给水水平干管、支管。管道在给水系统中所处的部位不同，在施工中则有不同的要求，应根据管材的性能选择使用。 2)在民用建筑中，建筑给水管材宜选用 PP-R 管、 PE-X 管、 PB 管、 PP-C 管、 PVGU 管；建筑排水管选用 PVC-U 排水
11、塑料管，特别适用于多层建筑。 3)选择给排水管材需要综合技术和经济因素决定。标准较高的建筑给水管材宜选用 PP R 管，排水管选用螺旋消音塑料管；而对于标准一般的建筑给水管材宜选用PCU 管，排水管选用普通的 PVC-U 排水塑料管。 4) 随着人们对环保意识的 提高，通过对建筑给排水管材的技术经济分析，认为应优先选用塑料管。 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
12、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。 据金属的材料可分为： （ 1）钢塑复合管； （ 2）不锈钢 塑复合管，塑覆不锈钢管； （ 3）塑覆铜管； （ 4）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 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的优点。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
13、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。由于复合管尚属新型管材，我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工，故在此不作一一赘述。 2.建筑给排水管材的选用原则： 目前，我国建筑给排水管材投资占建筑总投资的比例比较低，约为 3左右。但是，如果选材不当，所造成的损失将是水管第 1 次投资的 10 一 30 倍。 这些损失包括：漏水造成的施工损失、财产损失、维修或更新中的装潢损失、水管材料的再投资损失、误工损失、服务损失等。 张洪 2指
14、出建筑给排水的选用原则：安全性，节约性，卫生性，循环性。随着国家经济建设的大规模发展，我国给排水工程也得到了飞速发展，而水管材质选择适当与否对给排水工程显得最为重要。总的说来，水管的选择应综合管材的卫生、性能、成本、使用寿命、安装维修、耐腐蚀、密封性、水力条件、防火性、防噪声、热膨胀系数、收缩系数、强度、耐用、安全、环保等多种因素来考虑，才能选择出相应的最佳管材，避免因管材选择欠佳造 成的各种直接、间接损失，达到最佳满意的效果。 周广国等 1介绍了建筑给排水管材分类及技术特性分析。 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。添加剂有增塑剂、稳定剂、填充剂、润滑剂、着色剂
15、、紫外线吸收剂、改性剂等。 曹积宏 3关于建筑给排水管材选择与应用进行了探讨。结合我国特殊的地理环境，对常见的特殊地区路基的施工方法、处理措施等做了深入的分析，得出特殊土地区路基施工方法的主要特点、适用条件以及质量控制要点。对于湿陷性黄土地区通常采用强夯法、灰土挤密法、灰土和水泥土垫层法、隔水法施工 ；对于风积砂地区采用包边土施工；膨胀土地区要对路基断面、高度、边坡、排水、压实等进行全面控制；多年冻土地区土基保持冻结状态下施工，融期要采取快速分修施工方法；软土及沼泽地区采用夯实法、预压加固法、挤密法、化学加固法等 。 张小鹏 5指出了建筑给排水管材选用的误区。各种新型管材成出不穷，有些设计人员
16、偏爱新型材料对原有材料束之高阁。近年来在建筑排水设计中很少选用塑料管材认为塑料管材噪声大 不如铸铁管实际情况是当建筑物高度在 100m 一下时塑料管材仍具有较大的使用空间。 建材业的高速发展为建筑业的发展提供了动力， 我们工程设计人员应坚持可持续发展的原则，以科技为先导，以节能、实用为目的，积极采用和推广新工艺、新技术、新产品、新材料。 三、总结部分 随着社会和经济的发展，人们的生活品质日益提高，人们对建筑设备的使用功能提出了更高的要求。其中的给排水管材，在建筑工程中占有越来越重要的地位。建筑给水管材除具有管材的一般性能外，还要符合卫生要求、不产生二次污染；建筑排水管材除具有坚固的性能外，还要
17、有更高的抗腐蚀性能。随着人们对环境保护意识的增强，要求给排水管材从生产、安装，到使用的全过程都要有环保理念，因此塑料类管材的生产应 运而生，并且发展迅猛。 塑料类管材具有卫生、环保、经济、美观、质轻耐蚀、使用寿命长、能满足不同用户的水质要求、省材节能等方面的优点，优于传统的钢管、铸铁管。因此，在建筑业越来越受到重视。 四、参考文献 1 周广国，王海蓉，王兆旭。建筑给排水管材分类及技术特性分析 J 2 张洪。对建筑给排水中常用管材的研究 3 曹积宏。关于建筑给排水管材选择与应用探讨 4 薛学成。浅谈建筑给排水管材的选用 5 张小鹏。浅谈建筑给排水管材选用 的误区 6 陈永，关兴旺，赵文耕，郭清斌
18、，郑丹。建筑给 排水管材的发展与选用综述 7 黄汝宏。建筑给排水管材的回顾与展望 8 刘振印。建筑给排水节能节水技术探讨 9 李蓓。建筑给排水管材 “以塑代钢”技术经济分析 10 吴襄，段忠清。建筑给排水塑料管材经济技术分析 11 Stern , Bonnie Ransom. Are There Health Risks from the Migration of Chemical Substances from Plastic piper into Drinking water? A Review. 12 Pelletier, Genevive,Mailhot, Alain,Villeneuve, Jean-Pierre. Modeling Water Pipe BreaksThree Case Studies 13 Orlowski, Ryszard,Sonnen, Micahel B. Modified piper Network Model for Incorporating Peak Demand Requirements.
