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中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
地板辐射供暖(以下简称地暖)作为一种先进的采暖方式,已经走入中国的百姓家庭。由于它和我们传统的散热器不同,在选择材料和施工,以及维护方面又有很大的差别,因此,2004年建设部发布了《地板供热技术规程》JGJ142-2004作为地暖工程的第一部系统规范。它在形成的过程中是很严谨和科学的,是经过许多专家学者和技术人员反复的研究、论证,在总结和采纳了大量的资料和科研成果基础上,又根据近年来我国地暖施工中遇到的问题,加以系统的提炼和归纳而产生的。因此,对我们地暖设计与施工具有很强的指导性和可操作性。但由于我国地域广阔,地区平均温度差异很大,所以无论是在设计与施工的过程中,还是在应根据地理情况的不同有一些变化。同时,由于近几年来,新型建筑材料不断地出现,给我们的选择材料的空间越来越大。如何正确和合理的使用是一个比较重要的课题。在以下的文章我就这个问题为大家提供一点参考意见。
一、建筑内冷热水用塑料管道系统常用种类
1、交联聚乙烯(PE-X)管道系统。交联聚乙烯是通过化学方法或物理方法将聚乙烯分子的平面链状结构改变为平面和三维网状结构,具有优良的物理化学性能。PE-X管主要用于建筑内冷热水供应和地面辐射采暖。
2、聚丙烯管道系统。聚丙烯管按照其分子结构不同分为均聚聚丙烯(PP-H)管、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)管和无规共聚聚丙烯(PP-R)管。
3、耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统。耐热聚乙烯(PE-RT)是由聚乙烯经过改性而形成的一种新型材料,它除具有聚乙烯的特性外,还具有良好的耐温性能。
4、聚丁烯(PB)管道系统。聚丁烯(PB)管具有较好的抗蠕变性能和化学稳定性,工作温度可在-20℃~95℃之间。
二、重点产品介绍
(一) 交联聚乙烯(PE-X)管材
1. 交联聚乙烯的介绍
PE-X是PE材料的改性,即将PE原有的线性分子链,通过枝接形成枝形分子链(交联),而提高了材料的物理力学性能和化学稳定性能。
在改性前(交联前),PE是属于可熔可溶的材料,而改性后变为不可熔不可溶的材料(现在所知的所有溶剂都无法将PE-X溶解)。PE的使用温度≤50℃,而改性后,PE-X的使用的温度为≤95℃,同时,σ(许用应力)也大幅度提高。是目前在世界地暖行业占主导地位的水暖管材。
交联聚乙烯(PE-X)管材按照其交联方式的不同可分为以下四类:
I.过氧化物交联(PE-Xa)管
II.硅烷交联(PE-Xb)管
III.辐射交联(PE-Xc)管
IV.偶氮交联(PE-Xd)管
2. 几种交联管材的区别
1) 在生产工艺方面的区别
i.辐射交联:
辐射交联方式通常是用电子射线或钴60-γ射线交联方法,聚乙烯通过传统的方法生产成管材,然后通过电子加速器发出电子射线或钴60-γ射线照射聚乙烯管,激发聚乙烯分子链发生改变,产生交联反应,生产出交联聚乙烯管。
ii.偶氮交联:
偶氮交联是将偶氮化合物混入聚乙烯中,并在低于偶氮化合物分解温度(250℃左右)析出,并通过高温盐浴(通常为CaCl2)使偶氮化合物分解成自由基,引发聚乙烯交联,
iii.过氧化物交联:
过氧化物交联是将过氧化物(粉状)混入粉状的较高分子量的高密度聚乙烯中,在柱式活塞的往复运动的作用下,过氧化物分解为活性自由基,引发聚乙烯高分子链枝接而发生交联。
iv.硅烷交联(PE-Xb)管是在聚乙烯原料中加入催化剂(硅烷、过氧化物)、抗氧剂,在挤出机挤出过程中进行交联,生产出交联聚乙烯管;
2) 产品本质上的不同
在PE-Xa管材的分子结构中,分子排列呈现的是平面网状的结构,韧性较好,刚性相对差一些;PE-Xb管材的分子结构呈现立体枝接结构,刚性较强,耐压性能优异。
3. 应用领域
由于交联聚乙烯管材优异的力学性能、耐热性能和安装简便性,其应用范围是极其广阔的,可应用于以下领域:
1、建筑工程或市政工程中的冷热水管、饮用水管;
2、地面采暖系统用管或常规的取暖系统用管;
3、食品工业中牛奶、饮料,酒类等的输送管道;
4、制冷系统管道;
5、水处理系统管道;
6、纯水系统管道;
7、地埋式煤气管道;
8、石油、化工行业流体输送管道;其他相关工业技术领域用管。
(二) PB管材的介绍
1. 原料
世界上生产PB管材企业所使用的原料大部分都是德国BASELL公司所生产的PB原料,它是由聚丁烯塑料C4H8单体聚合而成的一种热塑性塑料。PB树脂是由丁烯-1(BUTENE-1)合成的高分子综合体,是具有特殊密度(0.9396g/cm3)结晶体,是具有柔软性的异性质体,属于有机化工材料类的高科技产品。原料及产品生产过程中无任何添加剂,是无毒、无味、性能稳定的高分子聚合物。
2. 生产设备
世界上通常使用比较精密的进口管材生产线生产PB管材。它具备有精密的计量装置、精确的温控装置和稳定的电脑控制程序,保证生产的管材能够持续稳定的连续挤出,保证管材平稳生产。
3. PB管材的特点
PB管材是当今世界上最先进的自来水管、热水和暖气用管,具有耐寒、耐热、耐压、不生锈、不腐蚀、不结垢、寿命长(可达50-100年),且有能长期耐老化特点,是作为加热盘管的理想材料。有"塑料中的黄金"的美誉。
4. PB管材应用领域
由于聚丁烯管优秀的管材性能,使其能在多种采暖形式上运用,其运用建筑主要包括以下方面:
⑴住宅、别墅、餐厅、办公楼、商场、室内车站、车库
⑵室外车站、停车场地面、道路地面、户外运动场、竞技场地面加热融雪。
⑶鱼池、游泳池加热及地板采暖。
⑷室内滑冰场等。
(三) PE-RT管材的介绍
1. PE-RT原料
必须使用专门为冷热水用管材而设计的一种中密度(乙烯—-1-辛烯)共聚物,应满足ISO CD24033中的要求。通常世界上使用的PE-RT原料為美国陶氏公司和韩国SK公司出品。
2. PE-RT工艺质量控制
参照建设部行业标准CJ/T175-2002控制产品质量实行在线时时监测和实验室出厂检验双重控制。
3. PE-RT管材的特点
a、无需交联,生产易于控制;
b、能回收,利于环保;
c、可以焊接;
d、卫生,无毒无味;
e、柔韧性较好;
f、可熔焊。
4. 应用领域
PE-RT管材凭借优异的加工性能、卫生性能及安装灵活等特点,在以下几方面得到广泛的应用:
A.地板、墙壁、屋顶及公路用采暖管;
B.饮用水管
三、其它管材的介绍
1、聚丙烯(PP-B、PP-H、PP-R)管道系统
PP—H管是由PP—H原料经挤出成型工艺生产的管材。PP-H原料是由丙烯一种单体聚合而成的均聚物,PP—H管材的使用温度为10~70℃,因此它主要应用于一般工业管道和使用要求不高的建筑给水(冷水)管。
PP-B管是由PP-B原料经挤出成型工艺生产的管材。PP-B原料是由丙烯单体和乙烯单体共聚而成,乙烯单体有规则的交替排列在分子链中,PP-B管材适用主要应用于-10~60℃的建筑给水(冷水)和低温低压热水输送管。
PP-R管是由PP-R原料经挤出成型工艺生产的管材。PP-R原料是由丙烯单体和乙烯单体共聚而成,乙烯单体无规则的排列在分子链中,PP-R管材适用温度为-20~70℃,具有良好的耐温性,但在主要应用于建筑给水(冷热水)和采暖输送管道。但PP-R管材具有裂痕记忆性,在施工或是生产过程中在管壁上的划痕将在以后使用的过程中出现承压不够而漏水的隐患。
2、氯化聚乙烯(CPVC)管道系统
氯化聚乙烯(CPVC)管道系统。氯化聚乙烯(CPVC)管是由过氯乙烯树脂加工而得到的一种耐热性好的塑料管。氯化聚乙烯(CPVC)管具有较好的耐热、耐老化、耐化学腐蚀的性能,国外多用作热水管,废液管和污水管,国内多用于电力电缆护套管。
3、铝塑复合管(冷、热水)
铝塑复合管(PAP)是通过挤出成型工艺而生产制造的新型复合管材。铝塑复合管由聚乙烯(或交联聚乙烯)层——胶粘剂层——铝层——胶粘剂层——聚乙烯(或交联聚乙烯)层,五层结构构成。铝塑复合管根据中间铝层焊接的方式不同,分为搭接铝塑复合管和对接铝塑复合管。铝塑复合管可广泛应用于建筑室内冷热水供应和采暖管道。用于热水管道的铝塑复合管内外塑料部分应均为交联聚乙烯。
4、钢塑复合管
钢塑复合管(SP)根据结构形式不同可分为内外涂塑复合管、挤出成型钢塑复合管和内衬钢塑复合管三大类。
钢管内外涂塑复合管主要用于建筑给水及燃气输送。
挤出成型钢塑复合管通过挤出成型工艺生产,内外层聚乙烯通过网孔连成一体,挤出成型内外防腐钢塑复合管,具有钢管和塑料管的双重特性,可应用于输油、输气和输水工程。
内衬钢塑复合管为两层结构管,一种方法是通过将塑料管(外径与钢管内径相当)插入钢管中,冷拔钢管使其缩径,达到塑料管与钢管复合在一起;另一种方法是将外径略大于钢管内径塑料管,通过加热拉伸缩径或挤压缩径,插入钢管中,利用塑料管的记忆性,回弹恢复,使塑料管与钢管复合在一起。内衬钢塑复合管一般用于建筑冷水输送和工业流体输送管道。
四、综合分析
1、几种常用管材的比较
几种常用管材的物理性能和连接方式详见下表:
2、地域不同管材使用的差異
由于我国地域辽阔,纬度的差异造成气候温度上的不同,因此在管材工程的设计和施工以及选用管材方面的也应仔细考虑。
在北方,冬季温度较低,很难适应低温环境的PP-B、PP-H、PP-R等管材不适合使用,而需要使用对耐候性较好的PE-X、PB和PE-RT等管材作为给水管、地板辐射采暖及散热器连接用管的首选;相反地,在南方的冬季就不存在这种现象,选择范围相应大些。
各种管材的特性不同、在不同的使用条件下会产生不尽相同的效果。另外,经济成本的考虑也是一个非常重要的因素,在满足使用要求的条件下应有一定的功能赢余,但如果另考虑价格而忽视产品的质量则是一种危险的行为。因地板采暖的使用特点、隐蔽性以及相关的连带效果都要求我们对这个产品的质量必须引起高度重视。地暖工程的造价在建筑中只占建筑成本不足2%,但连带经济比重都非常之大。因此不能单纯的以经济造价来考虑这个问题。我国的经济建设,尤其是近几年的房地产业正在迅猛发展。使这个行业正确、规范的发展是我们每一个企业和相关方应引起深思的一个问题,愿我国的地暖行业健康发展,万年常新!
地板辐射供暖(以下简称地暖)作为一种先进的采暖方式,已经走入中国的百姓家庭。由于它和我们传统的散热器不同,在选择材料和施工,以及维护方面又有很大的差别,因此,2004年建设部发布了《地板供热技术规程》JGJ142-2004作为地暖工程的第一部系统规范。它在形成的过程中是很严谨和科学的,是经过许多专家学者和技术人员反复的研究、论证,在总结和采纳了大量的资料和科研成果基础上,又根据近年来我国地暖施工中遇到的问题,加以系统的提炼和归纳而产生的。因此,对我们地暖设计与施工具有很强的指导性和可操作性。但由于我国地域广阔,地区平均温度差异很大,所以无论是在设计与施工的过程中,还是在应根据地理情况的不同有一些变化。同时,由于近几年来,新型建筑材料不断地出现,给我们的选择材料的空间越来越大。如何正确和合理的使用是一个比较重要的课题。在以下的文章我就这个问题为大家提供一点参考意见。
一、建筑内冷热水用塑料管道系统常用种类
1、交联聚乙烯(PE-X)管道系统。交联聚乙烯是通过化学方法或物理方法将聚乙烯分子的平面链状结构改变为平面和三维网状结构,具有优良的物理化学性能。PE-X管主要用于建筑内冷热水供应和地面辐射采暖。
2、聚丙烯管道系统。聚丙烯管按照其分子结构不同分为均聚聚丙烯(PP-H)管、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)管和无规共聚聚丙烯(PP-R)管。
3、耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统。耐热聚乙烯(PE-RT)是由聚乙烯经过改性而形成的一种新型材料,它除具有聚乙烯的特性外,还具有良好的耐温性能。
4、聚丁烯(PB)管道系统。聚丁烯(PB)管具有较好的抗蠕变性能和化学稳定性,工作温度可在-20℃~95℃之间。
二、重点产品介绍
(一) 交联聚乙烯(PE-X)管材
1. 交联聚乙烯的介绍
PE-X是PE材料的改性,即将PE原有的线性分子链,通过枝接形成枝形分子链(交联),而提高了材料的物理力学性能和化学稳定性能。
在改性前(交联前),PE是属于可熔可溶的材料,而改性后变为不可熔不可溶的材料(现在所知的所有溶剂都无法将PE-X溶解)。PE的使用温度≤50℃,而改性后,PE-X的使用的温度为≤95℃,同时,σ(许用应力)也大幅度提高。是目前在世界地暖行业占主导地位的水暖管材。
交联聚乙烯(PE-X)管材按照其交联方式的不同可分为以下四类:
I.过氧化物交联(PE-Xa)管
II.硅烷交联(PE-Xb)管
III.辐射交联(PE-Xc)管
IV.偶氮交联(PE-Xd)管
2. 几种交联管材的区别
1) 在生产工艺方面的区别
i.辐射交联:
辐射交联方式通常是用电子射线或钴60-γ射线交联方法,聚乙烯通过传统的方法生产成管材,然后通过电子加速器发出电子射线或钴60-γ射线照射聚乙烯管,激发聚乙烯分子链发生改变,产生交联反应,生产出交联聚乙烯管。
ii.偶氮交联:
偶氮交联是将偶氮化合物混入聚乙烯中,并在低于偶氮化合物分解温度(250℃左右)析出,并通过高温盐浴(通常为CaCl2)使偶氮化合物分解成自由基,引发聚乙烯交联,
iii.过氧化物交联:
过氧化物交联是将过氧化物(粉状)混入粉状的较高分子量的高密度聚乙烯中,在柱式活塞的往复运动的作用下,过氧化物分解为活性自由基,引发聚乙烯高分子链枝接而发生交联。
iv.硅烷交联(PE-Xb)管是在聚乙烯原料中加入催化剂(硅烷、过氧化物)、抗氧剂,在挤出机挤出过程中进行交联,生产出交联聚乙烯管;
2) 产品本质上的不同
在PE-Xa管材的分子结构中,分子排列呈现的是平面网状的结构,韧性较好,刚性相对差一些;PE-Xb管材的分子结构呈现立体枝接结构,刚性较强,耐压性能优异。
3. 应用领域
由于交联聚乙烯管材优异的力学性能、耐热性能和安装简便性,其应用范围是极其广阔的,可应用于以下领域:
1、建筑工程或市政工程中的冷热水管、饮用水管;
2、地面采暖系统用管或常规的取暖系统用管;
3、食品工业中牛奶、饮料,酒类等的输送管道;
4、制冷系统管道;
5、水处理系统管道;
6、纯水系统管道;
7、地埋式煤气管道;
8、石油、化工行业流体输送管道;其他相关工业技术领域用管。
(二) PB管材的介绍
1. 原料
世界上生产PB管材企业所使用的原料大部分都是德国BASELL公司所生产的PB原料,它是由聚丁烯塑料C4H8单体聚合而成的一种热塑性塑料。PB树脂是由丁烯-1(BUTENE-1)合成的高分子综合体,是具有特殊密度(0.9396g/cm3)结晶体,是具有柔软性的异性质体,属于有机化工材料类的高科技产品。原料及产品生产过程中无任何添加剂,是无毒、无味、性能稳定的高分子聚合物。
2. 生产设备
世界上通常使用比较精密的进口管材生产线生产PB管材。它具备有精密的计量装置、精确的温控装置和稳定的电脑控制程序,保证生产的管材能够持续稳定的连续挤出,保证管材平稳生产。
3. PB管材的特点
PB管材是当今世界上最先进的自来水管、热水和暖气用管,具有耐寒、耐热、耐压、不生锈、不腐蚀、不结垢、寿命长(可达50-100年),且有能长期耐老化特点,是作为加热盘管的理想材料。有"塑料中的黄金"的美誉。
4. PB管材应用领域
由于聚丁烯管优秀的管材性能,使其能在多种采暖形式上运用,其运用建筑主要包括以下方面:
⑴住宅、别墅、餐厅、办公楼、商场、室内车站、车库
⑵室外车站、停车场地面、道路地面、户外运动场、竞技场地面加热融雪。
⑶鱼池、游泳池加热及地板采暖。
⑷室内滑冰场等。
(三) PE-RT管材的介绍
1. PE-RT原料
必须使用专门为冷热水用管材而设计的一种中密度(乙烯—-1-辛烯)共聚物,应满足ISO CD24033中的要求。通常世界上使用的PE-RT原料為美国陶氏公司和韩国SK公司出品。
2. PE-RT工艺质量控制
参照建设部行业标准CJ/T175-2002控制产品质量实行在线时时监测和实验室出厂检验双重控制。
3. PE-RT管材的特点
a、无需交联,生产易于控制;
b、能回收,利于环保;
c、可以焊接;
d、卫生,无毒无味;
e、柔韧性较好;
f、可熔焊。
4. 应用领域
PE-RT管材凭借优异的加工性能、卫生性能及安装灵活等特点,在以下几方面得到广泛的应用:
A.地板、墙壁、屋顶及公路用采暖管;
B.饮用水管
三、其它管材的介绍
1、聚丙烯(PP-B、PP-H、PP-R)管道系统
PP—H管是由PP—H原料经挤出成型工艺生产的管材。PP-H原料是由丙烯一种单体聚合而成的均聚物,PP—H管材的使用温度为10~70℃,因此它主要应用于一般工业管道和使用要求不高的建筑给水(冷水)管。
PP-B管是由PP-B原料经挤出成型工艺生产的管材。PP-B原料是由丙烯单体和乙烯单体共聚而成,乙烯单体有规则的交替排列在分子链中,PP-B管材适用主要应用于-10~60℃的建筑给水(冷水)和低温低压热水输送管。
PP-R管是由PP-R原料经挤出成型工艺生产的管材。PP-R原料是由丙烯单体和乙烯单体共聚而成,乙烯单体无规则的排列在分子链中,PP-R管材适用温度为-20~70℃,具有良好的耐温性,但在主要应用于建筑给水(冷热水)和采暖输送管道。但PP-R管材具有裂痕记忆性,在施工或是生产过程中在管壁上的划痕将在以后使用的过程中出现承压不够而漏水的隐患。
2、氯化聚乙烯(CPVC)管道系统
氯化聚乙烯(CPVC)管道系统。氯化聚乙烯(CPVC)管是由过氯乙烯树脂加工而得到的一种耐热性好的塑料管。氯化聚乙烯(CPVC)管具有较好的耐热、耐老化、耐化学腐蚀的性能,国外多用作热水管,废液管和污水管,国内多用于电力电缆护套管。
3、铝塑复合管(冷、热水)
铝塑复合管(PAP)是通过挤出成型工艺而生产制造的新型复合管材。铝塑复合管由聚乙烯(或交联聚乙烯)层——胶粘剂层——铝层——胶粘剂层——聚乙烯(或交联聚乙烯)层,五层结构构成。铝塑复合管根据中间铝层焊接的方式不同,分为搭接铝塑复合管和对接铝塑复合管。铝塑复合管可广泛应用于建筑室内冷热水供应和采暖管道。用于热水管道的铝塑复合管内外塑料部分应均为交联聚乙烯。
4、钢塑复合管
钢塑复合管(SP)根据结构形式不同可分为内外涂塑复合管、挤出成型钢塑复合管和内衬钢塑复合管三大类。
钢管内外涂塑复合管主要用于建筑给水及燃气输送。
挤出成型钢塑复合管通过挤出成型工艺生产,内外层聚乙烯通过网孔连成一体,挤出成型内外防腐钢塑复合管,具有钢管和塑料管的双重特性,可应用于输油、输气和输水工程。
内衬钢塑复合管为两层结构管,一种方法是通过将塑料管(外径与钢管内径相当)插入钢管中,冷拔钢管使其缩径,达到塑料管与钢管复合在一起;另一种方法是将外径略大于钢管内径塑料管,通过加热拉伸缩径或挤压缩径,插入钢管中,利用塑料管的记忆性,回弹恢复,使塑料管与钢管复合在一起。内衬钢塑复合管一般用于建筑冷水输送和工业流体输送管道。
四、综合分析
1、几种常用管材的比较
几种常用管材的物理性能和连接方式详见下表:
2、地域不同管材使用的差異
由于我国地域辽阔,纬度的差异造成气候温度上的不同,因此在管材工程的设计和施工以及选用管材方面的也应仔细考虑。
在北方,冬季温度较低,很难适应低温环境的PP-B、PP-H、PP-R等管材不适合使用,而需要使用对耐候性较好的PE-X、PB和PE-RT等管材作为给水管、地板辐射采暖及散热器连接用管的首选;相反地,在南方的冬季就不存在这种现象,选择范围相应大些。
各种管材的特性不同、在不同的使用条件下会产生不尽相同的效果。另外,经济成本的考虑也是一个非常重要的因素,在满足使用要求的条件下应有一定的功能赢余,但如果另考虑价格而忽视产品的质量则是一种危险的行为。因地板采暖的使用特点、隐蔽性以及相关的连带效果都要求我们对这个产品的质量必须引起高度重视。地暖工程的造价在建筑中只占建筑成本不足2%,但连带经济比重都非常之大。因此不能单纯的以经济造价来考虑这个问题。我国的经济建设,尤其是近几年的房地产业正在迅猛发展。使这个行业正确、规范的发展是我们每一个企业和相关方应引起深思的一个问题,愿我国的地暖行业健康发展,万年常新!