鋁塑復合塑料管的設計與施工

摘要：鋁塑復合塑料管【1】作為一種新型的給水管材正得到廣泛應用。鋁塑復合塑料管是由中間層縱焊鋁管，這種管材集金屬管和塑料管優點于一身，在我國家已被廣泛用作給水管材。針對鋁塑復合塑料管作為給水管材的特性，討論其在設計與施工中的要點。

關鍵詞：鋁塑復合塑料管 伸縮補償裝置 保溫 水力計算設計 施工

鋁塑復合塑料管是由中間層縱焊鋁管，內外層PE塑料以及鋁管與內外層PE之間的熱熔膠通過高溫高壓共擠復合而成的5層復合管材，中間鋁合金層是管道的骨架。

這種管材集金屬管和塑料管優點于一身，在我國家已被廣泛用作給水管材。然而對于鋁塑復合塑料管的設計、施工及驗收仍然存在一定的不足之處。筆者結合自己的實際經驗談談鋁塑復合塑料管設計與施工供同行參考。

1 鋁塑復合塑料管的設計要點

1.1 管道的敷設布置

（1）管道室內明設時應符合下列要求：①管道敷設部位應遠離熱源，立管與爐灶距離不小于400mm;不得在爐灶或熱源的正上方敷設水平管。②管道不允許敷設在排水溝、煙道及風道內;不允許穿越大小便槽、櫥窗、壁柜、木裝修;應避免穿越建筑物的沉降縫，如必須穿越時要做好相應措施。

（2）管道在室內暗設時應符合下列要求：①規格≤25×2.5mm的管材埋于墻體內時，應設在溝槽內，并且用管卡固定，用砂漿抹平。不宜埋設在板內，一者因塑料外層與砼不宜粘合，易產生裂縫;二者施工裝修中使用沖擊電鉆在樓板上鉆洞時，易擊穿鋁塑管。管件若暗設與墻體內，則閥門應明裝以便操作。②規格≥32×3mm的管道，宜在管井或管槽內暗設，盡量采用整條管而不設連接件。

（3）管道在有腐蝕性氣體的空間明設時，應盡量避免在該空間配置連接件。若非配置不可時，應對連接件作防腐處理。

（4）鋁塑管不能直接與金屬箱（池）體焊接。只能用管接頭與焊在箱體上的帶螺紋的短管相連接。且不宜作防水套管內的穿越管，可在兩端用管接頭與套管內的帶螺紋的金屬穿越管相連接。

1.2 鋁塑復合塑料管伸縮補償裝置的設置

由表1可以看出鋁塑復合塑料管的線脹系數比金屬管大得多，因此在設計熱水管道時應于重視，采取必要的補償措施來克服鋁塑復合塑料管因溫度變化引起的變形或破壞。

鋁塑復合塑料管的伸縮長度可由下式計算：

對于明裝和暗設管道如直線距離較長時，則水平干管與水平支管、立管與每層支管的連接處，設計時盡量采用自然補償;如果管徑較大且直線距離較長的明裝管道用自然補償有困難時，可采用伸縮器。裝設伸縮器的直線管段兩端需設置固定支承架。

1.3 鋁塑復合塑料管的保溫

鋁塑復合塑料管導熱系數較小（見表2），具有良好的保溫性能。

那么管道是否還要保溫呢？我們知道鋁塑復合塑料管的持久靜液壓強度為2.5～2.7MPa，爆破內壓力為3.5～7.0MPa，水壓力僅為1.0MPa。看上去較安全但事實上水在鋁塑復合塑料管內凝冰的膨脹力會超過管的爆破內壓力。故應防止管內液態水產生固態相變時膨脹力對管道的有害影響，做好防止固態相變的措施。設計中對鋁塑復合塑料管是否保溫仍應遵循下列原則：①敷設在屋面的、外露有可能結凍的鋁塑復合塑料管應保溫;②嵌墻的支管可不保溫;③熱水系統中的主干管和循環回水管應做保溫。

對鋁塑復合塑料管保溫材料的選用則由設計人員綜合考慮各因素而定。

1.4 鋁塑復合塑料管的水力計算

由著名的尼古拉茲試驗【2】知鋁塑復合塑料管屬于光滑圓管，對于圓管流計算管道單位長度沿程水頭損失時由達西-魏斯巴赫公式得：

鋁塑復合塑料管流態屬紊流中的光滑區，則λ計算公式可取為：

綜合上述各公式得到鋁塑復合塑料管單位長度沿程水頭損失計算公式：

公式中運動粘滯度γ應根據不同水溫而取定。

一般情況下對鋁塑復合塑料管室內給水管道的局部水頭損失不進行詳細計算，而是按給水管網沿程水頭損失的25%～30%進行估算。

1.5 鋁塑復合塑料管壓力等級的選用

管材所能承受的壓力是隨介質使用溫度和管道使用壽命而變化的。一般情況下對于多層建筑應選用不小于1.0MPa等級的鋁塑復合塑料管，而高層建筑分區管道因靜水壓力較大應選用不低于1.6MPa等級的鋁塑復合塑料管。

2 鋁塑復合塑料管的安裝

鋁塑復合塑料管具有連續敷設及自行彎曲的特點，這樣可以減少接頭和彎頭。鋁塑復合塑料管的接頭配件齊全，接頭和管子均不用加工螺紋，采用嵌入壓裝式，施工較方便。

2.1 管道的調直、切斷

管徑小于等于20mm的鋁塑復合塑料管可直接用手調直;管徑大于等于25mm的鋁塑復合塑料管調直一般在較為平整的地面上進行，用腳踩住管子，滾動管子盤卷向前延伸，壓直管子，再用手調直。管子的切斷可用專用的管剪。

2.2 管道的彎曲

鋁塑復合塑料管彎曲可不用加熱。彎曲時先將彎管彈簧塞進管內到彎曲部位，然后均勻加力彎曲，彎曲成型后抽出彈簧。彈簧不夠長時可用鋼絲接駁加長。

2.3 管道的連接與固定

在管道工程施工中，應根據所用管子的材質選擇不同的連接方法。普通鋼管有螺紋連接、焊接和法蘭盤連接;無縫鋼管、有色金屬及不銹鋼管多為焊接和法蘭連接;鑄鐵管多采用承插連接，少數采用法蘭連接;塑料管多采用螺紋連接、粘接和熱熔連接等，其他非金屬管連接又有多種形式。

管道固定一般用管道支架，管道支架是指用于地上架空敷設管道支承的一種結構件。分為固定支架、滑動支架、導向支架、滾動支架等。管道支架在任何有管道敷設的地方都會用到，又被稱作管道支座、管部等。它作為管道的支撐結構，根據管道的運轉性能和布置要求，管架分成固定和活動兩種。設置固定點的地方成為固定支架，這種管道與管道支架不能發生相對位移，而且，固定管架受力后的變形與管道補償器的變形值相比，應當很小，因為管架要具有足夠的剛度。設置中間支撐的地方采用活動管架，管道與管架之間允許產生相對位移，不約束管道的熱變形。

鋁塑復合塑料管與管件連接時，按所需長度用管剪把管子切斷，用整園擴孔器將管口整園擴孔，然后將螺帽和C型環套在管子端頭，拉回C型環和螺帽，用扳手將螺帽擰固在管件本體的外螺紋上即可。

當管子與其它金屬管材及配水器具連接時，如被接件是帶內螺紋的則采用帶外螺紋的接頭與其配接;如被接件帶外螺紋則用帶內螺紋的接頭與其配接。

對明裝管道宜用管扣座固定;暗敷的立管宜在穿越樓板處做成固定的支承點，以防立管累積伸縮在最上層支管接出處產生位移應力。布置在管道井中的立管，應在立管上引出支管的三通配件處設固定支承點。總之，不論明裝或暗設，在三通、彎頭、閥門等管件和管道彎曲部位，應適當增設管卡或支架固定。還有管子在與配水點連接處也應采取加固措施。

3 鋁塑復合塑料管的敷設

3.1 室內敷設

管道安裝有明裝及暗設兩種。但考慮到室內的整潔、美觀，對管徑小于32mm的管道主要采用暗設。對于明裝管道可參考UPVC給水管安裝方法，本文不再贅述。下面主要介紹鋁塑復合塑料管暗設的幾種方法。

3.1.1 結構暗敷法

就是將管道直接埋設在剪力墻內。安裝時管子應貼墻面敷設，并用管卡子固定于墻面上。土建應同時施工，用高標號水泥砂漿抹平，再用鋼板網包裹于管道外側用水泥砂漿抹平。此種做法土建與管道安裝同步進行能加快施工進度、減少勞動強度，同時可以最短距離到達各用水點，節省管材。但對施工安裝質量要求提高，管道接口必須保證不滲漏。但鋁塑復合塑料管與鍍鋅管不同，鋁塑復合塑料管盡量不要埋于現澆樓板內。因塑料外皮與混凝土不易粘合，易產生裂縫;另外混凝土澆搗及使用沖擊鉆在樓板上鉆洞時若碰到塑料管時易破壞管子。

3.1.2 建筑暗敷法

就是把鋁塑復合塑料管埋于磚墻或輕質隔墻內。此法施工時則在墻上開管槽。管道直接嵌入管槽并用管卡將管子固定在管槽內。管槽寬度為管子外徑de +20mm，槽深為管外徑de。只要使管子不露出墻面即可。嵌墻的管道盡量不用配件，以防接頭處滲漏水。管槽彎曲半徑應滿足管道最小彎曲半徑。

3.1.3 裝修暗敷法

就是把鋁塑復合塑料管沿墻腳、梁邊貼頂明裝，必要時穿梁。住戶裝修時可方便地將管子暗設于吊頂內或地板下，這樣便于管道的維修。

對于前兩種做法有些施工人員提出：考慮到鋁塑復合塑料管的脹縮系數【4】比金屬管大，所以應在管槽內預留管子的伸縮縫隙。但筆者以為脹縮系數大是對的，但鋁塑復合塑料管的彈性模量很小，隨溫度變化產生的膨脹力僅為金屬管的1/10左右。所以只要嵌墻施工得當，其脹縮不會將嵌實并經固化的水泥砂漿崩裂，不必在墻槽內預留塑料管伸縮的縫隙。

3.2 管道埋地敷設

（1）埋地管槽的開挖應在未經擾動的原土或經夯實后的填土上進行。管槽底應平整，不應有突出的石塊等硬物，遇到槽底為巖層時應鋪設10cm的砂墊層。管槽回填土應采用砂土或粒徑小于12mm的不含尖硬物體的土壤回填。回填土壓實應逐層進行，且不得損傷管道。

（2）埋地管道的管件，應按設計要求作防腐處理。設計無要求時可刷環氧樹脂類的油漆或按熱瀝青三油兩布做法處理。

（3）埋深要求。一般在無車輛經過的地方不小于30cm，有車輛經過的地方為50cm，在寒冷地區管道埋深應在冰凍線以下。

3.3 鋁塑復合塑料管與樓板結合部防漏處理

作為立管的鋁塑復合塑料管因管外壁表面光滑，所以管道穿越樓板時結合部常因細石砂漿與管道外壁結合不好而使上下層之間沿管道外壁滲水。目前防滲漏的做法是：在管子與樓板結合部做好標記，刷一層塑料粘接劑，待塑料管形成一層熔接層時滾上一層砂，凝固后，一層與塑料外皮粘接牢固的粗糙表面就形成了，再立管并用細石混凝土填塞。此外，塑料管外皮的多余粘接劑一定要擦干凈，填塞時應把下面已裝好的管子用塑料紙包起來，以保護管道的光潔。

4 結束語

鋁塑復合塑料管除廣泛應用于給水工程外，還被用作煤氣管、液化氣管等特殊要求的液體和氣體輸送管道。產品有冷水管、熱水管及特殊類管等系列。總之鋁塑復合塑料管具有節能，改善居住環境，提高建筑功能與質量，降低建筑自重和方便施工等優越性。為了在工程中更好地應用鋁塑復合塑料管，廣大設計和施工人員應熟悉鋁塑復合塑料管的特性，科學合理地進行設計與施工，使這種新型復合管材在工程中發揮更大作用。

參考文獻：

【1】全國塑料制品標準化技術文員會.《塑料管道系統標準匯編：復合管產品分冊》.中國標準出版社.2018.11.01

【2】張也影.《流體力學》.高等教育出版社.199.06.01

【3】黃輝.國家建筑標準設計圖集

【4】建筑給排水及消防工程系統.機械出版社.2020.09

作者簡介：常文君（1985.10），女，漢族，甘肅省武威市（籍貫）， 本科、焊接工程師（職稱）研究方向 ：鋁塑復合塑料管的設計與施工。