谈谈铜管在建筑给排水中的使用

一、建筑给排水使用铜水道管的春天己经来临
　　铜己不再是受控物资，中国加入WTO后，己实现世界资源共享，不再有铜资源不足的影响。在国力不断强大，人民生活全面向小康社会迈进的今天，开始追求生活的高品味，要求住房管道暗敷，以扩大视觉和生活空间。铜管特别适应这般要求，而且价格不贵，使用寿命长达50－100年，是理想的给排水材料。
　　铜管的高抗腐蚀性能、光滑的内表面、高的强度和相对小的壁厚相结合，与其它材料相比，构成一个高水流的输送能力；金属铜的内在性能，超长的使用寿命和不贵的价格，又构成了铜管一流的性能价格比。
　　正因为这样，近几年，我国随着经济发展，铜管在建筑给排水中的应用有了快速增长。
　　这种增长也推动了铜水道与配套管件的国家标准己先后颁布；安装与验收规范也日臻完善。这为全国推广与普及铜水管道的使用，提供了经验与商机。
　　笔者是一名多年专业从事铜水管道生产的实践者，现就铜管在给排水的使用，也谈个人之见。
　　二、关于铜管材质与连接方法的选择
　　建议设计与使用一定要选用TP2牌号的铜管、即Cu＋Ag≥99.90％，P=0.015－0.040％。它与管件的连接最好使用硬钎焊。因为此类铜管内含磷的成分，大大增强硬钎焊时毛细扩散的流动性，促进与管件焊接接头的固度，它是保证使用寿命长久的重要条件之一，也是免于日后维修的重要措施。
　　对于铜管与管件的连接，我的经验是能够直接弯曲的，就勿弯头连接，对于Φ28mm外径以下管径，多为半硬态铜管， 用相匹配的弯管器，易于弯成≤90；能够用硬钎焊(温度高于500℃)不用软钎焊(温度低于450℃)。能用软钎焊的，不用卡、压方式连接。后者只适用于明处，非长久的情况下才用卡、压接方式。实验数据表明，可靠的硬钎焊连接，其接头处的抗拉强度为铜管自身强度的数倍［1］［2］。卡、压接方式连接的抗拉强度均低于铜管自身强度，这种连接方式，受长期温度与环境变化，会出现不可预测的瑕疵。而且硬钎焊是管边连接成本最低的施工方法，我想为什么国外大量使用硬钎焊连接，就可见它的道理所在吧!
　　三、铜管壁厚与状态的选择
　　在GB/T18033标准中，铜水道管相同直径有A、B、C三种类型壁厚，状态有软态、半硬态、硬态之分，对于民用建筑居室的给排水，选用“C”型壁厚铜管足以够用。国标GB/T1527中的壁厚是推荐给一般工业用拉制管，而不适用于水道管，对它的管件也难配套。GB/T18033标准是专用于给排水铜管和GB/T11618铜管接头标准，均有良好的匹配性，易于实现有效连接。
　　采用C型壁厚铜管一是价格便宜，二是在民用住宅内可以在温度为110℃长期工作，压力2.0MPa下，达到安全使用而不渗漏；只要设计的管路系统水力计算合理，亦不会造成冲击或空腔磨损腐蚀。多年实践表明，许多外商在中国购买的铜水道管多为类似中国“C”类壁厚的，虽然也有“A”“B”类壁厚铜管，但数量少，而且多数为大口径，用于主干线深埋地下使用。
　　国内供应的铜管，20℃室温下，硬态许用应力S=63MPa、半硬态S=50MPa、软态S=41.2MPa，其它温度下的许用应力见表1［3］。
　　例如Ф28×0.9铜管采用硬钎焊连接管路，用于生活热水系统，工作温度不超过110℃，最大工作压力计算为：

　　因此在110℃以下，工作压力2.0MPa工作是安全的，实际上民用住宅水压均低于2.0MPa，生活热水温度通常维持在80℃，选用“C”类壁厚铜管，既保证长期安全使用，又有利降低工程造价，符合经济实用性。
　　冷水管道宜选硬态铜管，促进刚性提高；热水管道多选用半硬态铜管；室外主干线，特别是地下易于受冻的地区，铜管直经较大的，最好选用“B”类壁厚半硬或软态铜管，优点是一劳永逸，免维修保养，抗冻性能是铁管的6－8倍［1］。
　　四、铜管的质量与标识的重要性
　　民用住宅使用铜水道管，一定要挑选质量可靠生产厂商，铜管要实现与建筑物等同寿命，特另是暗敷的铜管，例如混凝土结构内、墙体内必须使用每根铜管上标有生产厂的名称或商标的永久性标识，这是生产厂对用户长期承担内在质量保证的依据，如果非人为因素，一旦漏水可以向生产厂商提出追溯，查明原直至索赔。设计与施工部门千万不要使用无产品标识的铜管，否则一旦出现问题将难以处理。标准的铜水道管，在每一根铜管上，都会标出永久性的下列标识，供用户辨别：
　　生产厂名或商标、执行标准号、外径、壁厚等。进口的铜水道管两端还有生产日期标识；C类铜管标识字体颜色为红色，B类为蓝色、A类为绿色。
　　因此建议设计、施工房地产开发商，最好选用有信誉、有质量保证的专业铜管生产厂的铜水道管，并直接采购，既保证质量又保证价格优惠。
　　现在国内有些铜管生产厂既生产铜水道管，还生产与之配套的各种管件，甚至可以承接安装的一条龙服务与咨询(需有资质证书)。这为不太熟悉铜管安装的施工部门提供了方便。
　　五、铜管与铜管件的硬钎焊连接的关键要点
　　5.1　优先检查铜管(作插口)、管件(作承口)与设计图纸的符合性。诸如材质TP2、管外径与公差、壁厚与公差、产品状态、标识、总米数、直度、端口的切斜度、内外表面光洁度、供应厂名或商标等都要逐一查验与记录，与订单不符，应向供应厂及时联络，按设计和标准要求解决。事关百年大计不可凑合处理使用。
　　5.2　查验管件承口与相对应铜管外径插口之间的间隙，应保持手感不松亦不紧，应在0.05～0.15mm范围内，这样焊接效果最佳。间隙小于0.025mm、大于0.25mm均不能使用，过大或过小的间隙将强烈地影响钎焊时的毛细扩散作用，会遭致连接强度降低而不能长久使用，潜在危害巨大［2］。
　　5.3　从事铜质硬钎焊的操作者，要有专业资格证，一个熟练操作者，外径Φ50mm以下铜管焊接，每一分种可焊好一个合格的承插口接头；对于外径Φ50mm以上铜管承插口焊接，建议使用如图1那种双咀焊炬，它有利于提高加热效率和加热温度的均匀性，以保证有良好的连接强度。双咀焊炬还有适用Φ100、Φ200mm管径的多种尺寸规格、不同焊炬、喷咀口径亦不同。
　　5.4　对于一个熟练的铜钎焊接操作者，都有自己的焊方法与技术诀窍，但作为插口的铜管，端口务必要做到切口垂直管子的轴线，而且端部内外必须除净毛刺，擦拭内外表面，不得有残油，否则再好的焊工也不能保证承插口之间焊接的可靠性。
　　5.5　作为在上海的国际铜业协会(中国)，近几年来在全国各大城市、地区、先后多次组织了铜水道管硬钎焊技术培训班，通过理论授课与实践操作指导，己在我国培训出为数不少并持有资格操作者，无疑他们将会推动铜硬钎焊技术的应用。
　　六、覆塑铜管使用的注意要点
　　覆塑铜管作为行业标准，国家将在 2003年内公布实施，有冷、热水用途之分，中国、欧盟、澳洲推荐的覆塑铜管最大直径Φ54mm即2英寸，而日本国规定仅为Φ25mm外径以下使用覆塑铜管，其断面形状示于图2。
　　6.1　覆塑铜管不适于寒冷地区使用，因为塑料外皮在寒冷地区气候与大的温差变化的长期影响后，会快速老化使外皮开裂，覆塑铜管特别适用南方温暖潮湿地区使用，免受环境温度变化而外表结露(俗称出汗)之苦，颇受南方地区业主欢迎而大量使 用，另外东南亚国家与地区，例如新加坡、香港，凡是埋入砼和砖墙内的铜管全部使用覆塑铜管，依靠塑料外皮保护铜管免遭尖、硬物的侵害。值得注意的是要禁止覆塑铜管，直接承受太阳光的暴晒，否则塑料外表加速老化，寿命大幅度降低。
　　6.2　我国行业标准规定的如图2中的(b)为热水用的内齿形覆塑铜管，类似于英国覆塑热水管，其隔热效果见图3［4］。
　　国内也有一些工厂生产低发泡聚乙稀闭孔型经化学交联的保温型如图2(c)型管，它的保温性能优于(b)型，但同类直径覆塑后的外径(c)型比(b)型约大一半，且价格贵30—40％。
　　6.3　凡是负责任的生产铜管厂家都会在覆塑铜管内、外均有产品标识，因为塑料的老化总是难免的，随着时间的推移，可能在若干年后，塑料因老化开裂脱落，塑料上的产品标识自然会消失，可是铜管依旧继续使用，铜管表面依然有标识，生产厂依然会对铜管的内在质量负责。
　　6.4　覆塑铜管在Φ28mm(1英寸)以下，均应为半硬状态可以按表2的规定［5］使用相应的弯曲半径，弯曲至≤90°，外表塑料不会开裂(见图5)。
　　6.5　为了与覆塑铜管外表颜色相一致(多为乳白色)，尽显美观高雅，市场上现有诸如需要中间连接的阀门、三通、弯头、等都有对应的两半式的塑料外壳套一同销售，施工完成后，用两半式外壳进行对应的锁扣，从而形成颜色完全相同的管路，适合用于明敷管路，大受业主的称赞，这作为一种信息提供给排水设计者参考，尺寸范围Φ50mm以下。
　　七、民用建筑使用铜管有战略意义
　　我国是一个13亿人口发展中的大国，组合家庭应超过2.5亿户。发达国家的统计，平均每户家庭用铜150斤公，我国在全面建设小康社会进程中，平均按每户50公斤消费计算，将累计费用铜量高达1000万吨，这些经过长久使用后的铜材，末来仍然可以100％回收再利用且性能不变，再生处理过程对环境污染甚微。我国是一个铜资源不丰富的国家，如今是WTO成员国，价格逐渐与国际接轨，而且实现世界资源共享。实事下，多年来我国的铜原料与制品总是进大于出，依此几百年后，无疑我国将从铜资源不足逐渐变成铜资源可再生利用的大国，这对国家及子孙后代都有巨大的战略意义。
　　相信我国的设计师们，会在今后的民用住宅中，随着人民生活水平不断提高，与时俱进大力推广与普及铜水道管的设计、安装与使用。为什么发达国家早在100年前就大力推行铜水道管在民用中的使用?除了铜管自身的优越性外，我想也许这种“手中有粮，心中不慌”也应是发达国家的一种战略思考吧!