水管二次污染问题研究论文

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要：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。现在就常用管材的一些特性,优缺点,使用范围做一简要论述。关键词：建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管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,紫外线吸收剂,改性剂等。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。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。(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。其主要缺点:(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。所以,在推广塑料管的同时,还需要发展技术克服其缺点。 塑料管性能 物理性能：塑料管的物理性能和铝塑复合管,钢管,铜管比较见表1:表1物理性能 单位 PVC-U PE PE-X PP PB ABS 钢 铜 密度 g/cm 导热系数 w/mk 50 400 热膨胀系数 mm/m°C 弹性模量 MPa 3000 600 600 210000 110000 拉伸强度 MPa 40 25 >25 28 17 40 700 150 硬度 R 120 70 100 60 230HB 使用温度 °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80塑料管的物理性能影响管道的方式,用途,补偿措施和管道保温等方面。如:(1).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。(2).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。(3).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,极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。(4).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。 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。 各种管材的承压性能见表2表2管 材 工作压力/MPa 试样试验压力/MPa 接头密封试验/MPa 爆破压力/MPa UPVC 42/h De≤90，4．2PNDe＞90，3．36PN PEX ℃常温 ABS 4～8 PB 1．6～2．5／冷水热水 PP-RPP-C 常温℃ 20℃，11h，16MPa80℃，48h，℃，170h， HDPE 热水冷水 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。 给水塑料管的应用结构形式单一,材料品种众多且性能各异.常用给水塑料管的特点列表如下:表3品种 优 点 缺 点 连接方式 PVC-U 抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长 粘合、螺纹 HDPE 韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力；机械连接，连接件大 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PEX 耐温性能好，抗蠕变性能好 只能用金属件连接；不能回收重复利用 挤压夹紧 PB 耐温性能好，良好的抗拉、压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性 国内还没有PB 树脂原料，依赖进口，价高 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PP-R 耐温性好 在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚 热熔合 ABS 强度大，耐冲击 耐紫外线差，粘接固化时间较长 粘合、螺纹、电熔合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。 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。(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。[next] 2.金属管 镀锌钢管镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。镀锌钢管由于价格低廉、性能优越,防火性能好,使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用.而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防,生产-消防共有系统中应用。 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。 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，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。 其它:不锈钢管也受到工程技术人员的青睐,有关方面正从减少壁厚,降低价格方面着手,以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近,而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材,在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后,有望在一定范围内得到采用。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材,且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同,是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低,也最容易被推广。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。根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。

摘要：环境保护工作是每一个给排水工作者义不容辞的责任，环保型建筑是未来建筑的发展方向，本文将从节约用水、节省能源、防治水质污染等方面着手，探讨如何利用现有的新材料、新设备和新工艺实现建筑给排水的环保设计。关键词：建筑给排水 节水 节能 环保 设备人类为生存、发展和繁荣不懈地努力和创造，推进了人类文明的历史进程 。在享受大自然无私给予恩赐的同时，我们每个人也同样肩负着节约能源、保护环境的责任。作为与环保工作息息相关的给排水专业工作者，从我做起，从本职工作做起，更是我们义不容辞的责任。本文将从节水、节能和二次供水的污染防治等几个方面探讨建筑给排水设计中的环保问题。一、节水：资料显示，中国人均水资源占有量约为2400多立方米，仅为世界人均水资源占有量的四分之一，属于缺水国家。特别是近二十年来随着我国国民经济的飞速发展水污染日益加剧，水资源问题更加突出，节约用水成了重要而紧迫的任务。建筑给排水中节水的重点在于：卫生器具及其给水配件；屋顶水箱浮球阀；建筑中水等方面。1、采用新型卫生器具及其配件：老的卫生器具特别是大便器冲洗水箱耗水量大，卫生器具给水配件密封性和耐用性差，经常造成“跑、冒、滴、漏”等现象，造成水资源的巨大浪费。而新型的卫生设备，如JS型虹吸式高效节水型坐便器每次冲洗水量仅为5升，可节水50％；公共浴室采用单管恒温供水配合脚踏阀淋浴器、光电淋浴器、手拉延时自闭淋浴器等比一般双管淋浴器可节水20～50％；而陶瓷芯水龙头密封性能好，开关数万次无滴漏，节水效果十分显著。2、屋顶水箱浮球阀：屋顶水箱浮球阀继阀芯两步到位的配重逆开式浮球阀之外，有出现了双筒浮球阀、液压式浮球阀和呼吸阀。最具特点的是导阀控制型浮球阀，兼有浮球阀、减压阀、止回阀、流量控制阀、泄压阀等多种功能。这些新式浮球阀克服了传统产品开关不灵的现象，减少了溢流。3、建筑中水：“节流”也需“开源”，建筑中水使污、废水处理后回用，既可节约用水，又使污水无害化、资源化，起到保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要作用，有明显的社会效益。最近颁布的《建筑中水设计规范》（征求意见稿），对中水水源、水质标准、中水系统、处理工艺等几个方面都做了具体要求，预计正式实施后，对中水利用将起到极大地推进作用。建筑中水系统在济南市的南郊宾馆、玉泉森信大酒店都有应用且效果不错。目前，中水处理设备已有定型产品供设计选用。二、节能：节能是我国经济发展中的一个重要措施，从某种意义上说，节能的就是环保的。建筑给排水的设计中，除对系统进行合理布置、精心计算外，二次供水设备的选择和热水供应系统是节能的重点。1、二次供水设备的选择：由于传统的水泵－水箱供水方式中水质易受污染，所以二次供水已越来越多的被气压罐供水和变频调速供水所取代。其中变频调速设备是20世纪90年代以来迅速发展并得到广泛应用的供水方式，它采用变频器改变电机的供电频率，根据用水量的大小实现对水泵的无级调速和循环软起动。变频设备已从最初的恒压变量供水发展到变压变量、变频气压供水等方式，根据系统的运行特点和设备的节约特性，合理的选择设备，其节能效果是十分突出的。一般的，因为在用水低谷时偏离设计工况最严重，设备的组成必须满足低谷用水量变化的特点，设备必须在系统用水低谷时效率要高。当低谷用水量不及单台水泵最大流量20％的时候，宜设置小流量泵进行小流量时的自动切换；当低谷用水量是断续的小流量时，宜设置适合于断续供水的压力供水装置。2、热水供应和太阳能利用：热水供应系统可采取的节能措施主要有：降低使用温度（热水在管道和设备中的热损失与配水点要求的水温成正比，降低使用温度可减少能耗）；减少热水耗量，在满足使用要求的前提下减少流率；采用高效能保温材料减少热损失；提高换热器的传热效率；采用节能型产品；开发利用新能源等。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁安全的新能源，被越来越多的应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单、维护方便，可全年使用。在太阳能热水系统设计中应注意以下几个方面的问题：（1）集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。（2）寒冷地区应采取可靠的防冻方式。（3）集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。（4）必要时采取辅助加热方式。三 生活用水二次供水的污染防治：由于城市供水体制的原因，二次供水是建筑给排水设计中保证水压的必然措施，但因此也增加了贮水设施、供水设备等中间环节，增大了水质污染的可能性。要防治二次供水的水质污染，在设计上应主要从以下几个方面采取有效措施：1、系统：在确定供水系统时，应作多方案比较，尽量减少中间环节。如在市政管网允许的情况下，供水设备直接从市政管网吸水而不设贮水池；尽量采用变频调速设备，取消高位水池（箱）。2、水池（箱）：有很多情况下不得不设贮水池（箱），水池（箱）中水质污染主要来源于以下三个方面：本体、附件、停留时间过长。传统的钢筋混凝土水池、水箱由于表面粗糙，极易滋生青苔、微生物、细菌；钢板水箱则易锈蚀，使水质下降。建议采用不锈钢、搪瓷钢板或达到卫生要求的玻璃钢水箱代替传统钢板水箱，采用钢筋混凝土水池时宜加内衬。水池（箱）检修孔、溢流管等附件极易封闭不严造成水质污染，在设计上应采取在溢流管上加防鼠网等措施。有资料表明，水在水箱中贮存24h后余氯为零，超过24h后，水质会严重恶化，而生活消防合用水池中水的停留时间大都超过24h。为解决这个问题，除尽量单设生活水池外，应在水池中补充加氯或采取其他消毒方法。3、管材:绝大部分自来水水质有腐蚀倾向，致使金属管道腐蚀严重，从而导致水中余氯迅速减少，浊度、色度、铁、锰、锌、溶解性总固体、细菌学指标等明显增大，造成水质污染。一些发达国家已明确规定普通镀锌钢管不再用于生活给水管。我们也应当逐步推广使用硬聚氯乙烯给水管、铝塑管、钢塑管、聚丙烯管、聚丁烯管、交联聚乙烯管、纳米聚丙烯等卫生性能较好的新型管材，以保证生活用水在输送环节中不被污染。四、结语：环保是未来社会生活中一个永恒的主题，对于每一个建筑给排水设计工作者来说，环保问题绝不是将污水简单处理达标排放那么简单，它贯穿于设计中的每一个细节。建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与环保的要求密切相关，充分利用这些新技术实现建筑给排水的环保设计是我们的责任。