排水工程使用UPVC管的现状与发展趋势

林志廉
厦门卓成实业发展有限公司

　　提要：本文从UPVC管材的特点出发，讨论了其在排水工程中的应用优点及所存在问题。以及解决这些问题的一些办法，同时预测了它的发展前景。
　　关键词：排水工程UPVC管优越性问题解决方法发展趋势

　　(一）前言：

　　UPVC管及管件，是我国八五期间的科技成果，国家建设部1996年科技成果重点推广项目。由于其良好的经济性能和特点，已在全国范围内广泛使用，南方地区则更早，厦门市早于九二年便全面使用。这种新型建筑材料可作为初步估测建筑物年限的外在指标之一。

　　(二)工程使用上的优越性

　　与传统使用的排水铸铁管、水泥管相比，UPVC管有节能节钢、外形美观、耐腐蚀、比重小、水力条件好、施工运输方便等优点，大体分述如下：
　　1、优越的物、化性能
　　UPVC管材属热塑性塑料制品，由PVC加热成熔融状态(150～200℃)，含56％左右特有阻燃元素氯(C1)，故氧指数高，属难燃材料，化学性质稳定，特有的机械物理性能使其能正常使用达50年之久，同时其抗腐蚀、抗老化、耐磨性也使之比排水铸铁管、水泥管更能长期稳定地使用，从而降低了更换维修的频率，减低了运行费用以及材料的自然损耗，有利于建筑物的长期使用，也增加了建筑物使用的安全性和可靠性。
　　2、良好的排水性能
　　根据环水膜重力理论计算，排水水膜流过流面积不超过立管断面积的1／3一l／4时，塑料立管的排水最大通水能力比铸铁管增加60%同时不致造成水封的破坏，因此，对于同样当量的排水量而言，其排水管管径可以较铸铁管管径小，或同样管径在规范许可范围内可尽量采用较小坡度，由此可以增加空间净高，对使用者而言更为有利，增强了建筑的使用功能。
　　3、管材轻、施工方便
　　长期以来，排水铸铁管由于比重较大，安装时需打麻、打头、调制接口材料、养护，施工时不仅工作繁重，而且安装时间很长，使工作人员以及用户都感到十分不满。而硬聚氯乙烯管材比重为1．4左右，仅为铸铁管管材的l／5，同样长度的塑料管要比铸铁管轻得多，安装时只需人工搬运，而且UPVC管采用的是承插式溶粘接口，大大减少了安装工序。例如：一根标准6m长的DN110的塑料管只需一人即可安装完成，而铸铁管则要2—3人，这样工程安装时间可减少60%以上，安装费用也可降低50％以上，对于施工单位，可节省开支，降低成本，缩短工程周期，也提高了建筑物的经济性。
　　4、经济、美观
　　排水工程中，UPVC管与铸铁管价格比较见下表： 

　　参见《厦门工程造价》2000年2、3期 

　　由上表可见硬聚氯乙烯塑料排水管比排水铸铁管节省单价幅度较大，单位造价每千平方米建筑面积节省建筑费用较同规格铸铁管造价降低700元左右。此外，由于硬聚氯乙烯管材较轻，其运输费用也降低，这样不仅使工程造价降低，而且也节省大量铸铁，有利于国家建设。
　　硬聚氯乙烯排水管通常外壁为白色，且不用作上漆刷红丹等防腐处理，不存在如铸铁管外壁锈蚀脱落等问题，暗装入管井中时不需经常维修护理，明装则比铸铁管优点更为显著：易清洗，对视觉效果妨碍较少，极大改善了人们的生活，工作环境，也方便了建筑物的物业管理。

　　(三)当前设计施工应用中存在的问题

　　尽管硬聚氯乙烯排水管优点十分显著，但在设计及施工使用中仍客观存在着一些问题：
　　1、温度影响
　　UPVC管耐热性能差，且在60℃以上环境抗拉强度下降(适用于连续排放温度不超过40℃，瞬时排放温度不超过80℃的生活污水)。因此，设计使用中应远离热源，如距灶边大于等于400mm，距热水管道间距大于等于200mm，同时热水管道应采取保温措施，不得穿越烟道和防火墙。
　　低温环境下硬聚氯乙烯塑料排水管抗冲击强度降低。因此在有空调的设备转换层，可以考虑采用铸铁管代替硬聚氯乙烯排水管，以保证排水安全性。
　　由于受温度影响大，膨胀系数大，每层立管及较长的横管上均要求设置伸缩节。由此，其他专业布置时应考虑UPVC管的缺口效应，在与其它管道平行敷设时，塑料管靠边，当交叉敷设时，塑料管在下且应错开，并考虑加金属套管防护。此外，立管穿越楼板屋面处应作为固定支承点，并应加装柔性护套。
　　2、刚度影响
　　UPVC是塑料制品，其刚度远不及铸铁管，加上其膨胀系数大，因此必须合理地选择支承，管道最大支承间距如下表：

　　对于立管每层应有一个牢固的固定支架，固定支架既可控制管道膨胀方向，也可分担立管自重，还使立管与出户横管连接的管头免于受压过大，引起管道破裂漏水，同时立管底部也应设支墩或吊架等固定措施。
　　在户外施工中，UPVC管尤其容易受到破坏。在UPVC与室外综合管网交叉施工时，人工、机械器具足以对其造成不同程度破坏，甚至粉粹、断裂造成管路不通。管道回填时，UPVC管也常因管道部分架空或遭较大坚硬物压迫而破损。所以，埋地UPVC管要求基底夯实后，管下方有100mm、管上方有300mm回填砂，且总埋深不少于900mm。
　　3、建筑防火问题
　　当前国内对PVC塑料阻燃技术的研究普遍存在一点倾向，片面追求氧指数的提高，忽视发烟性能的研究。统计资料表明，火灾中79％是烟气致死的。有的UPVC管氧指数高达50％以上，但燃烧时发烟量很大，且维卡温度仅在70℃一90℃之间。所以UPVC管材虽难燃，但极易较化变形，且烟味极浓，火灾中，一方面产生致命烟气，另一方面，温度超过90℃时管道软化变形，火势在管道穿越部位蔓延，而穿过屋面的排水管或通气管风速更大，则火势蔓延更快。所以，高层建筑能否应用UPVC管，曾是争论的问题，而争论的焦点则是其防火特性。
　　目前，UPVC管已广泛应用到高层建筑，但对上述防火问题并未引起足够重视，消防专项验收中也未对UPVC管材安装提出意见。由于现行《高层建筑防火设计规范》GB50045—95、《建筑排水用硬聚氯乙烯管材》GB／T5836.1—92及《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规范》CJJ—96等规范均未对如何使用UPVC管加以明确规定，使这一问题“无章可循”。在呼吁国家相关文件规定出台的同时，提出一些意见供同仁参考：(1)雨、污水及通气立管尽可能沿建筑物外墙设置。(2)雨、污水及通气立管在建筑物内时，应设置于管道井内，或用砖、混凝土制块等非燃性材料保护。(3)排入排水立管的支管，采用金属排水管道，或对支管采取严格防火措施，如钢制套管、无机防火套管等。(4)排水的配件亦应尽量采用金属制品。
　　此外。UPVC排水管在使用中还存在立管消能、减少噪音及防止结露等课题，所有这些均在一定程度上限制了现有UPVC排水管的推广和使用。

　　(四)、发展前景

　　1998年8月，厦门市建委发出通知，要求所有新建工程中小于400mm给水管道及室内外排水管道都必须采用塑料管材，表明塑料管已进入更广泛的应用空间。然而，UPVC排水管在使用中表现出的不足之处，仍急待我们开发出强度高、噪音低、防火特性好以及投资低、能耗低的产品，以适应现代建筑市场更深更广的发展需要。可喜的是，国内外许多科研、生产单位已不断开发出各类新产品，有些已经走向市场，它们代表了UPVC管的发展趋势。
　　当前国内市场上已出现技术成熟的塑料金属复合管，耐高温、噪声低，但由于价格贵、管径小，适用于高档装饰中的冷热水管道，国内市场上还有刚度好、耐高温的塑钢复合管，但价格也较高，尚无条件用于排水系统；国内还有些单位，已开发出双层塑料管，可减少噪声指标，距走上市场仅一步之遥；公安部四川消防科学研究所五年前已开发出使用无卤、无锑作阻燃消烟剂的难燃PVC配方，氧指数达到51％一56％，发烟量较低(烟密度等级为54%左右)且烟气毒性很小，但由于种种原因该技术尚未走向市场。
　　国外一些先进国家和地区。如日本就大量采用加强型二层管，只是在普通UPVC管外部套上一个由石棉或加强纤维水泥复合做成的外壳，大大提高了防火特性。据介绍，这种技术制成的管道，可耐800º一1010℃高温，火灾中不会产生烟气，也不软化变形，在高层建筑中可随意使用。而塑料金属复合管、塑钢复合管在发达国家和地区早已广泛使用。
　　总体来说，我国目前城市排水工程仍以排水铸铁管、水泥管、钢筋混凝土管为主，当前硬聚氯乙烯排水管的推广和应用虽取得一定的成绩，但总的说来仍处于发展的初期阶段，同国外先进国家相比，尚有较大差距。我国排水管道服务面积目前不到70％，规划。到二十一世纪初达到80%这将需要大量硬聚氯乙烯塑料排水管，广阔的市场为塑料管的发展提供了更好的前景。

　　参考文献：

　　1．刘滔“硬聚氯乙烯塑料排水管材在给排水工程中的应用效果与前景”重庆建筑给排水委员会1999年学术论文。
　　2．曲申酉、肖沓书“建筑用UPVC排水管应用技术”《给水排水》1997年2期。
　　3．宋为茹等起草《建筑排水用硬聚氯乙烯管材》(GB／T5836．1—2)中国标准出版社1993年6月。
　　4．汤浩“UPVC排水管用于高层建筑的条件”重庆建筑给排水委员会1994年交流资料。
　　5．方汝清《高层建筑应用聚氯乙烯排水管的防火措施》四川省建筑设计院1995年9月