淺談塑料管材在采暖系統中的應用

　　邵永生

　　摘要：目前塑料管材在采暖方面應用的主要形式有兩種，一是新建樓房低溫(45～65℃)地面輻射采暖，二是舊樓房分戶供暖改造的管路系統。應用何種塑料管材取決于采用何種采暖方式，本文通過對各種管材的物理化學性能、施工安裝、性價比等方面進行綜合比較，闡述了今后若干年我國熱水采暖系統管材應用的前景。

　　關鍵詞：采暖 管材 性能 PE—X PE—RT

　　近年來，隨著塑料工業不斷發展，塑料管因其重量輕、耐腐蝕、水流損失小、安裝方便等特點受到了管道工程界的青睞，塑料管材正不斷替代金屬或其他傳統材料的管材，發展十分迅速。在建材領域內塑料管的應用也有了飛速的發展，塑料管材的種類也越來越豐富。

　　目前在我國應用于熱水采暖系統中的管材有聚乙烯(P E)管，聚丙烯(PP)管，鋁塑復合管，另外還有少量的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)管等。在我國東北地區熱水采暖系統形式主要有散熱器采暖系統和地面輻射采暖系統,下面就各種管材在熱水地面輻射采暖系統中的應用做一些分析比較。

　　1 交聯聚乙烯管(PE—X)：

　　目前PE—X管材在地面輻射采暖系統中的應用率是最高的，合格PE—X管材具有力學性能好、耐高溫和低溫性能好等優點，水溫20℃，水壓為1.0MPa，使用壽命可達50年以上，耐低溫;彎曲應力相對集中，彎曲半徑R≥200mm(此數值越大彎曲度越差);價格相對其它品種便宜，安裝方便且制作成本較低。但是，PE—X管材沒有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復，如果加熱管損壞，最好的方式是更換整個支路的加熱管;若采用連接件進行修補，則增加了整個地暖系統的不安全性。連接方式為鎖扣夾緊式，施工工藝要求較高，無法熱熔焊，管材出現漏洞難以修補;管材相對較硬，其耐壓耐溫等特性主要取決于“交聯度”，交聯度達到要求的PE—X管性能非常優越，但價格也非常高昂。

　　2 鋁塑復合管(PAP)

　　PAP管材同樣具有一般塑料管的特點，具有不生銹，不結垢，不污染水質，耐熱、環保、節能等優點，可用作冷水管、熱水管等，在地面輻射采暖管方面有一定的競爭力，由于PAP管材是以盤管形式出現的，具有裁切簡單、連接方便、隨意彎曲等諸多優點，特別適用于暗敷且管段相對較長的室內供給水系統。缺點是銅接頭價格貴，還縮小過水斷面，施工過程中在管道調直、剪切及連接等方面，極易出現質量問題，所以在目前的地面輻射采暖系統中應用較少。

　　3 交聯鋁塑復合管(XPAP)

　　耐壓能力強，耐高溫，不透氧，易彎曲，不反彈;但是它不能二次熔焊，故一般采用機械卡式連接，此種接頭在熱脹冷縮時易產生拉拔作用，容易引起滲漏。鋁塑復合管由五層材料構成，其結構為鋁板與聚乙烯復合而成，兩種材質熱膨脹系數相差很大，若長期冷熱交替變化，易造成兩種材質相互脫落，管道強度和導熱性下降，甚至導致管道開裂。另外其熱膨脹系數與混凝土的熱膨脹系數差別亦較大，溫度的變化也會造成混凝土層的開裂。XPAP的價格較PE—X、PP—R等管材高，因此在地面輻射采暖系統中應用較少。

　　4 無規共聚聚丙烯管(PP—R)

　　4.l PP—R管為聚丙烯(PP)管改性后的共聚聚丙烯管材，由于PP—R管是熱熔性管材，且管材、管件都使用同一種材料，因此在連接時可采用熱熔、電熔焊接方式，此種方式速度快，操作簡單，安全可靠。PP—R管材材質輕、強度好、耐腐蝕、具有不生銹、不結垢、耐熱、防凍、保溫、廢料可以回收利用等優點。

　　4.2 但PP—R用于系統的工作壓力小于0.60 Mpa、長期使用的工作溫度<70℃的場合。而高層采暖工作壓力最低要求0.8MPa以上，0℃一70℃水在實際運行中難以保證。彈性模量大、材質太硬，DN25無盤管，因此造成地下接頭過多，需用管件也多，施工麻煩，易漏水;熱脹性大，易出現地面龜裂、墊層表面易出現龜裂現象;內徑小，影響采暖效果;蠕變性能差。

　　4.3 PP—R管彈性模量是800(PB管是350)，PP— R管熱脹系數為0.18(PB管是0.13)，PP—R管的彈性模量過大，質太硬;其熱脹系數偏大，易溫差變形，易出現地面龜裂影響采暖效果。PP—R管在輸送50℃、0.96MPa熱水時，壽命只有25年;而PP—B管耐溫、耐壓則更低。

　　5 聚丁烯管(PB)

　　5.1 PB管為聚丁烯高分子材料，該材料重量輕、低溫下抗脆性、抗沖擊性，有良好的柔韌性，耐腐蝕，其用于壓力管道時的耐高溫特性尤為突出，在70℃、1MPa條件下可連續使用50年。脆化溫度低(-30℃)，在-20℃以內結冰不會凍裂。管材表面粗糙度為0.007，不結垢，無需作保溫，保護水質，抗紫外線，防異物(微生物)生長;可熱熔和電熔連接，使用效果很好。目前在歐美等發達國家，PB管已廣泛采用。

　　5.2 PB管耐蠕變性能和力學性能優越，幾種管材中最柔軟，相同的設計壓力下設計計算壁厚最薄。在同樣的使用條件下，相同的壁厚系列的管材，該品種的使用安全性最高。但傳熱系數低于PE—RT，且原料價格最高，是其它品種的一倍以上，當前在國內地暖應用面積較少。

　　6 嵌段共聚聚丙烯管(PP—B)

　　耐低溫性能好、彎曲模量高、連接性能優越和原料成本低。但耐熱性能相對其它產品而言較差。

　　7 耐熱增強聚乙烯管(PE—RT)

　　7.1 PE—RT是一種新型采暖專用管材，其物理技術特性是：在工作溫度為70℃，壓力為0.8MPa條件下，PE—RT管可安全使用50年以上。PE—RT原料獲得了國際專門認證機構Bodycote—Broutman公司的地面輻射采暖材料認證，允許用于180°F(82.2℃)的高溫領域。

　　7.2 PE—RT管可采用熱熔連接方式連接，遭到意外損壞也可以用管件熱熔連接修復，連接處沒有接頭，可大大提高連接質量、減少質量事故。PE—RT具有良好的柔韌性，最小彎曲半徑為5倍管材直徑，在地面輻射采暖工程施工過程中可以通過盤卷和彎曲的方法，降低施工成本。其特有的“應力松馳性能”，管道彎曲時，在彎曲部分的應力可以很快得到松弛、不會出現“回彈”現象，PE—RT的脆裂溫度低，具有優異的耐低溫性能，管道彎曲時無需預熱，即使在冬季低溫情況下施工也很方便;內壁光滑，對水的摩擦阻力小，能減少結垢，避免堵塞;PE—RT管可回收再利用，不污染環境。

　　7.3 PE—RT管是聚乙烯中現階段唯一不需交聯就可用于熱水管的一個品種。它的生產工藝簡單、容易控制，管材質量穩定可靠。PE—RT管的價格比交聯鋁塑復合管XPAP低;散熱性能好(熱傳導系數與PE—X相當，遠高于PB和PP—R)。PE—RT管材的綜合性能優異，價格適中，性價比很好。其優異性能已得到了有關行業管理機構的充分肯定，生產和應用均已成熟，具備了大規模推廣應用的條件。

　　隨著中國的經濟在持續高速增長，城市住宅等建設的需求為塑料管開辟了空前的大市場，這將會使我國采暖用管材的發展進入一個嶄新的階段。