賀海濤
東南大學建筑設計研究院

　　我們知道，建筑物內的供水管道采用過鍍鋅鋼管、銅管和不銹鋼管，其中鍍鋅鋼管的使用已有近百年歷史。隨著現代化的發展和各地對飲用水質量的重視，這些材質的管材在工程實踐中已暴露出愈來愈多的問題。如冷鍍鋅鋼管一般使用5年后就銹蝕，鐵腥味嚴重，出現黃銹水，導致管網水質惡化；銅管由于價高，在工程中的應用也不太普遍(優質的紫銅管價格一般是普通鍍鋅鋼管的5倍以上)；與銅管同樣對水質影響不大的不銹鋼管由于其昂貴的價格(不銹鋼管價格一般是普通鍍鋅鋼管的8倍)，在工程實踐中也極為少見。新型塑料管材的出現，解決了建筑物內管道水質問題，故各地建委針對當地實際情況，積極推廣塑料給水管。塑料給水管由于其價格便宜，出水水質好且安裝方便，所以受到普遍歡迎，但它有一個致命的缺點，就是有較大的線性膨脹。這一缺點往往易被人們忽視。
　　下面就幾種新型塑料給水管與傳統的金屬給水管的線膨脹情況作一簡要討論。
　　表1列出幾種新型塑料給水管及鍍鋅鋼管和銅管的線膨脹系數。

建筑給水管線膨脹系數對照表　　表1 名稱 線膨脹系數α（mm/m.℃） 鋁塑復合管 0.025 UPVC管 0.07 ABS管 0.1 PEX管 0.15 PP-R管 0.14-0.16 鍍鋅鋼管 0.012 銅管 0.020 　 　

　　應用公式(1)和公式(2)可計算出管道的伸縮長度(即線性膨脹量)

　　△L＝△T.L·α 　　　　　(1)
　　式中：△L——管道伸縮長度(mm)。
　　　　　△T——計算溫差(℃)
　　　　　 L——管段長度(m)
　　　　　 α——線膨脹系數(mm／m·℃)

　　△T＝0.65△ts十0.10△tg 　　　　　(2)
　　 式中：△T——管道計算溫差(℃)。
　　　　　 △ts一管道內水的最大變化溫差 (℃)。
　　　　　 △tg一管道外空氣的最大變化溫差 (℃)。

　　從以上兩個公式可以看出，在一定的計算溫差和一定的管段長度下，決定線性膨脹量的主要因素就是線膨脹系數。
　　下面以鍍鋅鋼管和PP—R管為例，加以計算說明，計算數據如下：
　　L＝8m，△T＝43℃
　　鍍鋅鋼管：△L＝△T.L·α＝43×8×0.012＝4.128(mm)
　　PP—R管：△L＝△T·L·α＝43×8×0.15＝51.6(mm)
　　從這一工程實例中可以看出，PP—R管的線性膨脹量為鍍鋅鋼管的12.5倍，可以新型塑料給水管線膨脹量之大，因此在工程中必須予以重視。所以我們在工程設計和施工安裝上都要認真考慮這一問題。
　　由于塑料管存在較大的線膨脹，為解決這一問題，我們在工程設計中首先提倡埋墻暗敷。這是因為塑料管直接嵌墻敷設，可以利用其間的水泥砂漿的摩擦力，克服管道因溫差引起的膨脹力，從而解決熱膨脹問題。直接嵌墻暗敷，宜配合土建在墻上開管槽，凹槽表面不得有尖角之類的突出物，以防止管道表面膨脹時劃傷管道。同時為了防止管道的熱脹冷縮，造成墻體開裂，暗裝的管道其表面砂漿(包括粉刷)應有一定的厚度，一般不宜小于30mm。暗敷直線距離較長的管道時，也可將管道布置成L型、Z型或π型。
　　以上是針對直埋的管道。直埋管道一般一些管徑較小的管道，而對于大口徑的管道，一般就需直接明敷和非直埋形式的暗敷，如直接暴露于墻面和樓板下管道，管道井和吊頂內安裝的管道以及裝飾板后，地坪加空層內敷設的管道。此時必須解決好其膨脹的問題。解決的辦法首先盡量利用自然補償，即利用管道敷設中的自然彎曲(如L型、Z型、π型等)吸收管道因溫差產生的變形。在管道布置時，應有意折角，使管道有一個伸縮余地。其次采用補償器，明敷的給水管若管徑較大，直線距離較長、用折角自由臂補償有困難時，宜采用平衡式伸縮器。裝置伸縮器的直線管段的兩端，需設置固定支承支架。管道支承間距與管徑和壁厚有關，還與管道的彈性模數有關。管道的最大支承間距可按下式(3)計算：

　　Lmax＝α·（EJ_R／q）^1/2 　　　　 (3)
　　式中：α——與管材有關有系數，視管道允 許彎曲撓度而定；
　　　　　E——在設計溫度T下的管材彈性 模數，N／mm²；
　　　　 JR——管道慣性矩，mm⁴；
　　　　 q——管道單位長度負載，N／mm。

　　在實際工程設計中，一般不進行支承間距計算，以下表2的經驗數據可以直接查得。

橫管支架最大間距（mm） 表2 管道外徑 20 25 32 40 50 63 75 90 110 冷水 600-700 650-800 700-950 900-1100 1000-1200 1200-1400 1300-1500 1450-1600 1600-1800 熱水 500-600 600-700 700-800 800-900 900-1000 1000-1200 1200-1400 1400-1500 1500-1600

　　當冷、熱水管共用支、吊架時應根據熱水管支吊架間距確定。立管宜在穿樓板處做成固定支承點。水平管、立管的各配水點、受力點以及穿墻支管節點處，均應采取可靠固定措施，同時在水平干管與水平支管連接，水平干管與立管連接，立管與每層支管連接處，可參照熱水管通常的做法，如采用2個90℃彎頭和一段短管后接出。
　　從以上分析可以看出，雖然新型塑料給水管價格便宜，出水水質好，安裝方便，但由于其線性膨脹較大，為了吸收線性膨脹，必須使用補償設備和固定支架。我們知道，固定支架是承制管道的移動，它的安裝設置必須考慮影響管道的因素，如線性膨脹、傳送介質及最終的外接部分。固定支架必須牢固，但不能損傷管子的外表面，要采用帶有橡膠墊的管卡。總之，與傳統的鍍鋅鋼管相比，新型塑料管材的確解決了管道的水質問題，從技術角度來看是十分可行的，值得推廣。但在工程應用中應多方面綜合比較考慮。