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【摘 要】给水管网是城市供水系统的重要组成部分，也是城市重要的基础设施之一，它给人们的生活和工作提供有力的保障。一个国家的给水管网现状，在一定程度上代表了这个国家的经济发展水平。目前，我国城市供水管网存在很多问题，管道污垢、锈蚀现象严重，老化问题比较突出，普遍存在漏损、水质二次污染的问题，运行能耗偏大。只有合理选择给水管材，才能确保管网工程使用安全可靠、节省投资和运行费用、方便施工和维护、无二次污染，达到良好的经济效益和社会效益。
【关键词】供水系统;节能与优化
1.供水系统管材的使用概况
１．１国内外管材的使用概况
１．１．１国内给水管材的使用概况
我国20世纪50年代及以前只有钢管、灰口铸铁管（给水铸铁管DN700mm以下）、陶土管和钢筋混凝土管（钢筋混凝土管DN1500mm以下）。60年代研制开发了自应力钢筋混凝土管（DN500mm以下）和预应力混凝土管（DN1600mm以下）。80年代中期开始引进研制预应力钢筒混凝土管（PCCP）。80年代后期引进开发了离心铸造球墨铸铁管（DIP）,已广泛应用于给水管道工程，并替代了传统的立式连续铸造给水灰口铸铁管（CIP），国内已有DN2000的DIP用于给水管道工程，年用量已超过50万t。80年代中期，国内开始推广应用化学管材，首先将硬聚氯乙烯（PVC-U）管用于建筑给排水管道，直到90年代初经建设部组织PVC-U管用于埋地给水管道在各城市的试点工程后，即在国内推广使用。90年代中期开始引进各种高密度聚乙烯（HDPE）管材。目前，国内铸铁管使用量最大，球墨铸铁管和塑料管发展最快。
１．１．２国外给水管材的使用概况
国外给水管材各有各的特点，但总的趋势是管径在DN2600以上的管材采用钢管和钢筋混凝土管，大中口径采用球墨铸铁管，中小口径采用塑料管。球墨铸铁管因其强度接近钢管，抗腐蚀能力优于钢管，同时比同管径的铸铁管节省材料30-40%而供水管材的选择中备受青睐，是目前国际上使用量最大的管材。美国每年敷设的23万公里供水管道，球墨铸铁管占47.7%，PE管占38.7%，钢筋混凝土及其他管材占12.5%，小口径以塑料管为主，大众口径以球墨铸铁管为主，特大口径以钢筋混凝土管为主。
１．２供水系统管材存在的问题
我国供水系统近几十年来飞速发展，管材的发展也呈现多样化且性能愈来愈高。但是我国城市供水管网建设还不完善，管道的老化问题比较突出，锈蚀、污垢严重，漏损、爆管率较高，造成水质的二次污染，导致城市供水水质较低、能耗增大，使得供水企业的经济效益和社会效益降低，因此，在城市管网新建和改造时，选择经济合理、质量可靠的供水管材是节约投资、降低运行费用、保证供水安全可靠的重要步骤。
２．城市常用供水管材及其特性
２．１给水管材的选用原则
向用户连续提供清洁的有压力水是供水企业的根本任务，给水系统中，管材承担者输配水的任务，它的选用不仅涉及给水的压力、流量，还涉及给水的水质状况、施工安装、维护等因素，因此，其选用应遵循以下原则：
２．１．１卫生安全
给水管网实际上就是一个大的反应器，出厂水在输送过程中还要经过一系列的化学反应，并且水中物质与管壁接触产生反应，因此要求管材不会向水中析出有害物质，不对输送的水质造成二次污染。
２．１．２良好的水利条件
管道内壁应光滑、流阻小、通水能力强、不易结垢，水头损失小，有利于减少供水的运行费用，从而提高供水企业的经济效益。
２．１．３工作可靠
管材要满足市政给水的压力、温度，要有足够的刚度、柔韧性能、机械强度高，管材要耐腐蚀、漏损率低、安装施工简单、连接可靠。
２．２常用管材及其特性
供水行业使用的管材种类较多，目前主要有混凝土管、钢管、铸铁管、塑料管、复合管等。
２．２．１钢筋混凝土管
钢筋混凝土管分为自应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管（PCP管），这种管道防腐能力强，不需要任何防腐处理，有较好的抗渗性和耐久性，接口常为特制的橡胶圈密封，水管重量大、质地脆、装卸搬运不便、承压能力较金属管低。现采用预应力钢筒混凝土管（PCCP）是利用钢筒和预应力混凝土管复合而成，具有使用寿命长、不易腐蚀、渗漏的特点，是较理想的大水量输水管材。缺点是管体自身较重。
２．２．２钢管
钢管是供水行业应用较为广泛的管材之一，具有强度高、承压大、接口方便、内表面光滑、水力条件好、抗震性好、加工安装方便的优点，缺点是造价高，易腐蚀，焊缝多，使用寿命短。适用于内压力较大的管道、与水池、水塔相连的管道，在给水管网中，常用在管径大、水压高处，以及穿越铁路、河谷和地震地区等特殊地段时使用。
２．２．３铸铁管
铸铁管是目前给水管网中使用量最大的一种管材。世界上每年铸铁管的产量约为700万吨，并且每年以3%的速度递增。铸铁管在我国城市供水管网中占80%以上。球墨铸铁管是国家建设部推荐使用的管材，其在发达国家的城市供水管道中使用率已达95%。
２．２．４塑料管
塑料管是近十几年来发展起来的新型给水管材，是通过合成树脂加添加剂经熔融加工而成的，具有表面光滑、重量轻、耐腐蚀、化学稳定性好、水力性能优越、运输安方便迅速、维修容易等显著优势，收到工程界的青睐。在承压较高、大管径（DN300以上）塑料管难与球墨铸铁管比，但在DN300以下，有很大的竞争优势，如耐腐蚀性能好、水质优、输水阻力小、造价低等优点。
２．２．５复合管
复合管是新兴供水管材，是供水管道较理想的供水管材，它兼有金属管材刚性好、强度大和非金属管材水利条件好、耐腐蚀的优点，但两种材质的伸缩率的不同，在温度和制造质量不过关的情况下容易造成分层脱胶现象，且目前复合管的价格较高，限制了它的推广使用。
３．给水管材的性能比较
３．１经济性能比较
管道工程中，管材的经济性能是选择管材所考虑的重要方面，造价低廉的管材往往受到优先选择，同时，不同的管材和管径其造价是不同的，因此，要对管材和管径进行经济比较。
对于大口径给水管材，钢筋混凝土管价格最低；对于大中口径的管材，塑料管价格较高，钢管、球磨铸铁管次之，混凝土管最低；对于中小口径的管材，钢管价格较高，铸铁管次之，塑料管最低。PE、UPVC管在中小口径具有明显的价格优势，随着管径的增大，PE、UPVC管的经济性逐渐减小。
３．２安全可靠性比较
钢管具有极好的机械强度，可以承受较高的内压和外压，但易腐蚀，必须做好管内外的防腐蚀工作，钢管的使用寿命一般为30年；球墨铸铁管安全可靠性能较好，国内外普遍使用；PE管化学稳定性好、无需防腐、耐老化性能强，承压能力好，使用寿命在50年以上，材质无毒性，无结垢，不滋生细菌，供水安全性高；混凝土管承压较低，安全性差，易爆管，玻璃钢管耐腐蚀性能好，无需防腐处理。
４．结论及建议
我国管网漏损的状况非常严重，管网漏损的控制对策主要有主动检漏，管网的更新改造和进行分区分压管理；同时管网的漏损控制应进行成本-效益分析，以经济漏损率作为漏损控制的目标。只有合理选择给水管材，才能确保管网工程使用安全可靠、节省投资和运行费用、方便施工和维护、无二次污染，达到良好的经济效益和社会效益。
【参考文献】
［１］苗秀荣.城市给水管网优化设计研究[J].工业安全与环保,2008,(01).
［２］林向明.城市排水管网的规划设计[J].科技咨询导报,2006, (08).
【关键词】供水系统;节能与优化
1.供水系统管材的使用概况
１．１国内外管材的使用概况
１．１．１国内给水管材的使用概况
我国20世纪50年代及以前只有钢管、灰口铸铁管（给水铸铁管DN700mm以下）、陶土管和钢筋混凝土管（钢筋混凝土管DN1500mm以下）。60年代研制开发了自应力钢筋混凝土管（DN500mm以下）和预应力混凝土管（DN1600mm以下）。80年代中期开始引进研制预应力钢筒混凝土管（PCCP）。80年代后期引进开发了离心铸造球墨铸铁管（DIP）,已广泛应用于给水管道工程，并替代了传统的立式连续铸造给水灰口铸铁管（CIP），国内已有DN2000的DIP用于给水管道工程，年用量已超过50万t。80年代中期，国内开始推广应用化学管材，首先将硬聚氯乙烯（PVC-U）管用于建筑给排水管道，直到90年代初经建设部组织PVC-U管用于埋地给水管道在各城市的试点工程后，即在国内推广使用。90年代中期开始引进各种高密度聚乙烯（HDPE）管材。目前，国内铸铁管使用量最大，球墨铸铁管和塑料管发展最快。
１．１．２国外给水管材的使用概况
国外给水管材各有各的特点，但总的趋势是管径在DN2600以上的管材采用钢管和钢筋混凝土管，大中口径采用球墨铸铁管，中小口径采用塑料管。球墨铸铁管因其强度接近钢管，抗腐蚀能力优于钢管，同时比同管径的铸铁管节省材料30-40%而供水管材的选择中备受青睐，是目前国际上使用量最大的管材。美国每年敷设的23万公里供水管道，球墨铸铁管占47.7%，PE管占38.7%，钢筋混凝土及其他管材占12.5%，小口径以塑料管为主，大众口径以球墨铸铁管为主，特大口径以钢筋混凝土管为主。
１．２供水系统管材存在的问题
我国供水系统近几十年来飞速发展，管材的发展也呈现多样化且性能愈来愈高。但是我国城市供水管网建设还不完善，管道的老化问题比较突出，锈蚀、污垢严重，漏损、爆管率较高，造成水质的二次污染，导致城市供水水质较低、能耗增大，使得供水企业的经济效益和社会效益降低，因此，在城市管网新建和改造时，选择经济合理、质量可靠的供水管材是节约投资、降低运行费用、保证供水安全可靠的重要步骤。
２．城市常用供水管材及其特性
２．１给水管材的选用原则
向用户连续提供清洁的有压力水是供水企业的根本任务，给水系统中，管材承担者输配水的任务，它的选用不仅涉及给水的压力、流量，还涉及给水的水质状况、施工安装、维护等因素，因此，其选用应遵循以下原则：
２．１．１卫生安全
给水管网实际上就是一个大的反应器，出厂水在输送过程中还要经过一系列的化学反应，并且水中物质与管壁接触产生反应，因此要求管材不会向水中析出有害物质，不对输送的水质造成二次污染。
２．１．２良好的水利条件
管道内壁应光滑、流阻小、通水能力强、不易结垢，水头损失小，有利于减少供水的运行费用，从而提高供水企业的经济效益。
２．１．３工作可靠
管材要满足市政给水的压力、温度，要有足够的刚度、柔韧性能、机械强度高，管材要耐腐蚀、漏损率低、安装施工简单、连接可靠。
２．２常用管材及其特性
供水行业使用的管材种类较多，目前主要有混凝土管、钢管、铸铁管、塑料管、复合管等。
２．２．１钢筋混凝土管
钢筋混凝土管分为自应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管（PCP管），这种管道防腐能力强，不需要任何防腐处理，有较好的抗渗性和耐久性，接口常为特制的橡胶圈密封，水管重量大、质地脆、装卸搬运不便、承压能力较金属管低。现采用预应力钢筒混凝土管（PCCP）是利用钢筒和预应力混凝土管复合而成，具有使用寿命长、不易腐蚀、渗漏的特点，是较理想的大水量输水管材。缺点是管体自身较重。
２．２．２钢管
钢管是供水行业应用较为广泛的管材之一，具有强度高、承压大、接口方便、内表面光滑、水力条件好、抗震性好、加工安装方便的优点，缺点是造价高，易腐蚀，焊缝多，使用寿命短。适用于内压力较大的管道、与水池、水塔相连的管道，在给水管网中，常用在管径大、水压高处，以及穿越铁路、河谷和地震地区等特殊地段时使用。
２．２．３铸铁管
铸铁管是目前给水管网中使用量最大的一种管材。世界上每年铸铁管的产量约为700万吨，并且每年以3%的速度递增。铸铁管在我国城市供水管网中占80%以上。球墨铸铁管是国家建设部推荐使用的管材，其在发达国家的城市供水管道中使用率已达95%。
２．２．４塑料管
塑料管是近十几年来发展起来的新型给水管材，是通过合成树脂加添加剂经熔融加工而成的，具有表面光滑、重量轻、耐腐蚀、化学稳定性好、水力性能优越、运输安方便迅速、维修容易等显著优势，收到工程界的青睐。在承压较高、大管径（DN300以上）塑料管难与球墨铸铁管比，但在DN300以下，有很大的竞争优势，如耐腐蚀性能好、水质优、输水阻力小、造价低等优点。
２．２．５复合管
复合管是新兴供水管材，是供水管道较理想的供水管材，它兼有金属管材刚性好、强度大和非金属管材水利条件好、耐腐蚀的优点，但两种材质的伸缩率的不同，在温度和制造质量不过关的情况下容易造成分层脱胶现象，且目前复合管的价格较高，限制了它的推广使用。
３．给水管材的性能比较
３．１经济性能比较
管道工程中，管材的经济性能是选择管材所考虑的重要方面，造价低廉的管材往往受到优先选择，同时，不同的管材和管径其造价是不同的，因此，要对管材和管径进行经济比较。
对于大口径给水管材，钢筋混凝土管价格最低；对于大中口径的管材，塑料管价格较高，钢管、球磨铸铁管次之，混凝土管最低；对于中小口径的管材，钢管价格较高，铸铁管次之，塑料管最低。PE、UPVC管在中小口径具有明显的价格优势，随着管径的增大，PE、UPVC管的经济性逐渐减小。
３．２安全可靠性比较
钢管具有极好的机械强度，可以承受较高的内压和外压，但易腐蚀，必须做好管内外的防腐蚀工作，钢管的使用寿命一般为30年；球墨铸铁管安全可靠性能较好，国内外普遍使用；PE管化学稳定性好、无需防腐、耐老化性能强，承压能力好，使用寿命在50年以上，材质无毒性，无结垢，不滋生细菌，供水安全性高；混凝土管承压较低，安全性差，易爆管，玻璃钢管耐腐蚀性能好，无需防腐处理。
４．结论及建议
我国管网漏损的状况非常严重，管网漏损的控制对策主要有主动检漏，管网的更新改造和进行分区分压管理；同时管网的漏损控制应进行成本-效益分析，以经济漏损率作为漏损控制的目标。只有合理选择给水管材，才能确保管网工程使用安全可靠、节省投资和运行费用、方便施工和维护、无二次污染，达到良好的经济效益和社会效益。
【参考文献】
［１］苗秀荣.城市给水管网优化设计研究[J].工业安全与环保,2008,(01).
［２］林向明.城市排水管网的规划设计[J].科技咨询导报,2006, (08).