修缮工程中雨、排水管的适用性研究

修缮工程中雨、排水管的适用性研究

■ 纪振鹏 Ji Zhenpeng

【摘 要】文章对上海市住宅修缮工程中的雨、排水管类材料的适用性指标和经济性指标，分别从材料性能、管理规定和技术标准3个方面和市场价格、材料寿命和性价比分析3个方面开展研究和评价工作。通过对材料适用性和产品经济性两大指标的研究和总结，最终获得雨、排水管类材料在上海市住宅修缮工程应用中的实际状况和亟需改进的要素。

【关键词】住宅修缮工程；雨水管；排水管；适用性；经济性

【Abstract】The paper studies and evaluated the applicability indexes and economic indicators of rainwater pipe，drainage pipe etc. materials in Shanghai's residential repair works from three aspects including material performance，administrative regulations and technical standards and three comparisons like market price， material life and cost performance respectively. Through studies and conclusions on the two key indexes， say material applicability and economic indicator， it made clear about the actual situation and elements needed to be improved in Shanghai's residential repair works application.

0　引言

近年来，随着上海市住宅修缮工作的持续深入开展，住宅修缮工程在管理制度、安全监控、质量控制、资金管理等方面均取得长足进步和较快发展。2013年，上海市人民政府办公厅颁布了《关于转发市住房保障房屋管理局、市建设交通委制订的〈上海市住宅修缮工程管理办法〉的通知》（沪府办发〔2013〕69号），对上海市住宅修缮工程的建设管理工作进行了全面性、系统性的规定，为更好地规范和完善上海市住宅修缮工程的监督和管理工作提供了明确的指导性文件和较强的技术支撑作用。

但目前由于受到造价控制、单价限制等客观因素的影响和制约，上海市住宅修缮工程在对建筑材料的管理和科研工作仍显得不够全面。对于住宅修缮工程中建筑材料方面的工作，主要以质量控制为工作重点，即大部分工作都集中在对材料进行进场检查/检测、抽检/抽查、复检/复查以及完善材料见证取样管理等方面。这些工作固然对于住宅修缮工程的顺利实施至关重要，但对于促进住宅修缮工程在建筑材料方面的技术进步与发展，还存在一定的距离。

其中，雨、排水管类材料作为常常参与上海市住宅修缮工程各类修缮、翻新工程的一种常见建材，在选材、检测和应用等方面的研究往往不够，导致该类材料较易出现各类问题，严重时甚至会影响到整个住宅修缮工程的验收质量，必须引起既有住房修缮改造领域有关各方，特别是住宅修缮管理部门和材料检测管理部门的足够重视。

1　产品概述

1.1　基本概念

PVC雨、排水管是以卫生级聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，加入适量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型，通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序完成的管材以及配套管件的统称。PVC雨、排水管已被越来越广泛地运用于各个行业中，这是由于PVC雨、排水管的主要材料聚氯乙烯具有很强的耐热性以及抗腐蚀性。因此，作为传统排水管材的替代产品，具有较佳的物理化学性能。其内壁光滑，比常规排水材料的摩擦阻力小，因此横管安装坡度较小，能够提高建筑的室内净高。同时，PVC雨、排水管重量较轻，为铸铁管的1/5，易于运输和操作；采用胶黏连接，方便安装及维修；价格较常规排水管材低廉，大大降低工程造价；耐腐蚀性能强，在建筑污废水及雨水管道系统使用普遍。另外，PVC雨、排水管的普遍使用有利于节省钢材，对于我国建筑行业提倡节材具有重要意义。

1.2　适用的标准规范

（1）检测依据：《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T 5836.1—2006）；《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件》（GB/T 5836.2—2006）；《建筑用硬聚氯乙烯（PVC-U）雨落水管材及管件》（QB/T 2480—2000）。

（2）评定依据：《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T 5836.1—2006）；《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件》（GB/T 5836.2—2006）；《建筑用硬聚氯乙烯（PVC-U）雨落水管材及管件》（QB/T 2480—2000）。

1.3　在应用方面存在的问题

目前，在上海市的住宅修缮改造项目中，修缮管理部门对空调滴水管的用材进行了严格的限制。例如：上海市住宅修缮工程使用的空调滴水管应符合《建筑用硬聚氯乙烯（PVC-U）雨水管材及管件》（QB/T 2480）或《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T 5836）的技术性能指标要求。

在对上海市住宅修缮工程应用雨、排水管方面的调研中，笔者还发现以下几个方面的问题。

（1）近年来，在上海市住宅修缮工程市、区两级材料抽检中发现，抽检到的建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材、管件大多数使用在室外，另外还有部分排水管件与雨落水管材搭配使用。但根据现行国家标准《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T 5836.1—2006）和《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件》（GB/T 5836.2—2006）的要求，该排水管材和管件仅适用于建筑物内排水。建筑物内排水对排水管的技术指标比建筑物室外用管的技术指标要求低，室内管材在室外使用，会导致材料的耐候性出现较大问题，影响管道整体的寿命，应予以杜绝。

（2）对于建筑高度较低的老式住宅，目前均为套用上海市现行标准中对雨、排水管的技术要求。例如管道口径不应低于50mm等。事实上低层住宅的排水需求和排水压力都远低于高层住宅，并不需要一定使用50mm的管道，存在一定程度的浪费，并不必要。

（3）目前在上海市现行标准中缺少对雨、排水管的耐候性指标要求，应予以补充。同时，应结合上海市近5～8年的住宅修缮工程中雨、排水管的实际老化情况，对该项技术指标予以研究、修正和核实。

2　雨、排水管的适用性分析

2.1　数据统计

《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/ T 5836.1—2006）中写明“本部分适用于建筑物内排水用管材。本部分规定的管材与《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件》（ GB/T 583.2—2006）规定的管件配套使用。”

《建筑用硬聚氯乙烯（PVC-U）雨落水管材及管件》（QB/T 2480—2000）中写明“本标准适用于室外沿墙、柱敷设的雨水重力排放系统用管材和管件。”

根据标准规定，排水管外用不符合要求，与雨落水管材相比，排水管材重量偏重，大批量使用在外墙雨水排放系统会增大系统负载，长期使用易造成系统脱落、变形。

随机对排水管材和雨落水管材进行了维卡温度和拉伸强度性能分析，如表1所示。分析表明：雨落水管材与排水管材的维卡软化温度和拉伸强度数值相近。平均维卡软化温度均在83℃上下。可以看出雨落水管材对维卡的要求相对较低，对于2000年实施的雨落水管材标准而言，维卡软化温度这一指标要求需要提高才能满足当代市场的要求。

3　雨、排水管的经济性分析

3.1　价格统计

笔者整理和分析了上海市2015年10月的主要材料价格，旨在从市场价格和产品寿命等方面开展研究，得出雨、排水管类材料在经济性方面的性能指标。本文共统计“雨水管材的近期市场价格表”与“排水管材的近期市场价格表”各类价格数据197项，其中各类雨水管材产品统计为97项，各类排水管材产品统计为100项，如表2、表3、表4和图1、图2所示。

表1　雨、排水管维卡软化温度和拉伸强度统计表

排水管材　雨落水管材维卡软化温度/℃拉伸强度/MPa序号维卡软化温度/℃拉伸强度/MPa 1 83.8　44　83.6　44 2 82.2　43.1　82.4　47.8 3 84.2　43.1　81.3　47.3 4 83.8　42　83.2　46.1 5 84.2　41.3　83.6　46.2 6 83.1　44.2　83.1　43.2 7 83.4　42.4　83.2　44.6 8 84.2　45.2　83.4　45 9 84.9　48.1　83.4　43.6 10　83.4　46.1　83.4　45.1 11　84.4　45.1　83.8　45.9 12　83.2　41.1　83.6　45.5 13　83　40.3　83.5　43.5 14　83.8　44.9　83.4　46.3 15　83.2　43.1　82.5　43.3平均值　83.6　43.6　83.2　45.2标准要求　≥79　≥40　≥75　≥43

表2　雨水管材近期市场价格统计表

（数据来源：上海市建筑工程造价数据；数据采集日期：2015年10 月19日）

产品类别　价格区间/ 元m-1　平均价格/ 元m-1Φ 5 0合格品　2 . 6 ～ 3 . 1 　2 . 8 Φ 7 5合格品　4 . 2 ～ 5 . 1 　4 . 7 Φ 1 1 0合格品　7 . 4 ～ 8 . 8 　8 . 1 Φ 1 6 0合格品　1 6 . 1 ～ 1 9 . 2 　1 7 . 8 Φ 2 0 0合格品　2 7 . 4 ～ 3 1 . 1 　2 8 . 6 Φ 5 0优等品　3 . 2 ～ 3 . 8 　3 . 5 Φ 7 5优等品　5 . 3 ～ 6 . 3 　6 . 8 Φ 1 1 0优等品　9 . 1 ～ 1 1 . 8 　1 0 . 7 Φ 1 6 0优等品　1 9 . 9 ～ 2 4 . 4 　2 2 . 6 Φ 2 0 0优等品　3 2 . 6 ～ 4 1 . 4 　3 7 . 0 Φ 5 0抗紫外线型　5 . 8 ～ 7 . 1 　6 . 5 Φ 7 5抗紫外线型　6 . 1 ～ 9 . 1 　8 . 6 Φ 1 1 0抗紫外线型　1 2 . 5 ～ 1 4 . 4 　1 3 . 4 Φ 1 6 0抗紫外线型　2 5 . 0 ～ 3 4 . 7 　2 9 . 1 Φ 2 0 0抗紫外线型　4 0 . 1 ～ 5 2 . 1 　4 6 . 8

表3　排水管材近期市场价格统计表

（数据来源：上海市建筑工程造价数据；数据采集日期：2015年10 月19日）

产品类别　价格区间/元m-1　平均价格/元m-1Φ50合格品　2.7 ～ 3.6　3.1 Φ75合格品　5.4 ～ 6.5　5.9 Φ110合格品　9.8 ～ 11.6　10.7 Φ160合格品　19.1 ～ 23.4　21.4 Φ200合格品　31.0 ～ 36.5　33.7 Φ50优等品　3.6 ～ 4.3　4.0 Φ75优等品　6.3 ～ 7.5　6.8 Φ110优等品　11.6 ～ 13.8　12.7 Φ160优等品　23.4 ～ 27.6　25.5 Φ200优等品　35.5 ～ 42.7　38.6 Φ50 HTPP静音排水管　26.4 ～ 35.6　29.8 Φ75 HTPP静音排水管　43.8 ～ 59.8　51.6 Φ110 HTPP静音排水管　78.0 ～ 106.0　92.0 Φ160 HTPP静音排水管　134.0 ～ 180.0　157.0 Φ200 HTPP静音排水管　279.0 ～ 374.0　326.0

表4　不同类型的雨、排水管平均价格统计表

（数据来源：上海市建筑工程造价数据；数据采集日期：2015年10 月19日）

产品类型　平均价格/元m-1合格品　14.9优等品　17.7抗紫外线型　20.9静音型　131.2

图1　雨、排水管近期市场价格指数分布统计图

（蓝色：该类材料的最低价；绿色：该类材料的最高价；白色：该类材料的平均价格）

由图1可以看出，本课题对雨、排水管的数据采样　范围涵盖了不同管径尺寸的管材，包括Φ200、Φ160、Φ110、Φ750和Φ50等常见管材尺寸。由于不同管径尺寸管材的价格均有不同，不利于数据统计。因此，为方便数据统计、处理以及分析工作，笔者对相似类型、不同管径尺寸的管材价格数据进行了平均化处理，得出表4。

图2　不同类型的雨、排水管平均市场价格指数分布图

（蓝色：合格品；红色：优等品；绿色：抗紫外线型；紫色：静音型；白色：不同类型的平均价格）

3.2　数据分析

雨、排水管是上海市住宅修缮工程中常见的建筑材料，在上海市成套改造工程、厨卫等综合改造工程和屋面及相关设施改造工程中均有应用。根据《上海市三类旧住房综合改造项目技术导则》（成套改造、厨卫等综合改造、屋面及相关设施改造）的技术要求，对“小区附属设施”的修缮改造工程中明确要求“新做或修缮排水管道、明沟、窨井、散水及其他排水管道疏通等”。因此，雨、排水管在上海市住宅修缮工程中的应用是十分广泛的。

雨、排水管的使用环境条件比较严酷，室外管道受到强烈的太阳光照射，以及风、霜、雨、雪、凝露和冰冻等气温变化的影响，容易在紫外线作用下老化，造成脆裂、粉化、锈蚀或破损等现象。室内管道也面临着霉菌和藻类等微生物的破坏作用，有时还有化学物质腐蚀等等，容易出现堵塞、渗漏、锈蚀或破裂等情况。因此导致雨、排水管的寿命往往不长，翻修和更换的频率较高。

通过对上海市雨、排水管的价格指数分布进行统计后可知，雨、排水管的价格与产品使用寿命和静音性能的联系较为紧密。由图1和图2可以看出，抗紫外线型雨、排水管以及静音型雨、排水管的售价明显高于同样型号尺寸的其它普通管材。结合上海市住宅修缮工程的特点以及对雨、排水管翻新年限的管理要求，笔者认为：雨、排水管的选材标准应重点与住宅修缮工程的周期性规律相结合，根据住宅全生命周期所制定的小区附属设施翻修周期，合理制定雨、排水管的选材要求。同时，对于修缮标准较高、成本较为充裕的住宅修缮工程，可在成本允许的前提下，优先选用静音型、抗紫外线型等新型雨、排水管，能够有效地改善和提高住宅的品质和居民的居住舒适度。

4　雨、排水管的综合评价

从本文前述的调研结果可知：近年来，在上海市住宅修缮工程市、区两级材料抽检中发现，抽检到的建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材、管件大多数使用在室外，另外还有部分排水管件与雨落水管材搭配使用。但根据现行国家标准的要求，该排水管材和管件仅适用于建筑物内排水。建筑物内排水对排水管的技术指标比建筑物室外用管的技术指标要求低，室内管材在室外使用，会导致材料的耐候性出现较大问题，影响管道整体的寿命，应予以杜绝。

从本文对材料性能监督抽检的数据可知：目前在上海市住宅修缮工程中，雨、排水管在材料抽检中存在较高概率的不合格情况，同时，其可参考的现行国标和地方标准在指标设置上也存在不足。因此，笔者将在本文中探讨雨、排水管在材性、设计和施工等方面的应对措施和改善方法，主要有以下几个方面。

4.1　管材管件的壁厚不均匀或偏薄

管材管件的壁厚不均匀，很大程度上与生产工艺有关，具体有以下几种情况。

（1）芯棒与口模不同心，口模间隙不均匀。解决方法是通过调整使其同心。

（2）塑化不均匀，引起出料量不稳定。由于塑化不好，塑料的流变不稳定，很容易出现出口变形，所以生产前一定要使原材料塑化均匀，这样才能保证生产质量，使出料稳定。

（3）牵引有打滑或快慢不一致的现象。牵引速度的不同，甚至可以导致整段管中两端壁厚达标但中间壁厚偏薄的情况出现。质量检查是在不同端取点测量的，要求壁厚均匀，而且最大和最小的壁厚值偏差要小于14%。所以控制好牵引的速度十分重要。

（4）塑料在机头内过热分解，口模内壁有分解物黏附，导致口模出料不均匀。如PVC材料的加工需要温度在160℃左右，而PVC本身有氯键，受热容易分解并产生分解物，黏附在口模上，影响了挤出质量。所以控制好机头温度很重要。

（5）内压定型用真空压力不稳定，使管径时大时小。由于管材是中空的，成型过程中一定要有内压定型，现在多用真空压力，所以控制好真空压力可以减少管径时大时小的现象。

（6）机头温度不均匀，导致出料有快有慢。

4.2　维卡软化温度低

维卡软化温度是PVC给、排水管材管件标准中的一个重要指标。由于PVC管耐温等级低（长期使用温度不能超出65℃），并且是热塑性高分子聚合物，平均相对分子量越大，材料力学性能就越大。同时，耐低温性和耐热性也愈好。所以要提高维卡软化温度，就要在成型温度和流动性较好下提高平均相对分子量。同时维卡软化温度是随着增塑剂的增加而降低的。

4.3　不耐冲击（PVC管材的落锤冲击，PP管材的简支梁冲击）

在国家标准中PVC落锤冲击是以能量来表示的，在规定的锤头重量和落锤冲击高度作用下，10个有9个不破，为合格指标。而PP材料则定为15J下10个有9个不破，为合格指标。但在实际测试中有些管材达不到标准的要求，耐冲击性能不高。

冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标。表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力，通常定义为试样受冲击载荷而折断时，单位截面积所吸收的能量。冲击指标十分重要，是检验材质的一个关键指标。

影响高聚物的实际强度因素主要有两个：一是与材料本身有关，例如高聚物的化学结构、分子量及其分布、是否用回收的旧原料、支化和交联、结晶与取向、增塑剂等；二是与外界条件有关，例如温度、湿度、光照、氧化、老化、外界的作用力等等。

首先，聚合物的分子量低时，冲击强度会降低。随着分子量的增加，分子间的作用力增加，冲击强度会升高，所以原材料很重要。

其次，增塑剂也影响冲击性能。由于增塑剂的加入对聚合物起稀释作用，减少了高分子之间的作用力，因而使强度降低。聚合物的强度与增塑剂的加入量大约成正比。同时，由于增塑剂的加入使链段之间的能力加大，所以增塑剂越多，材料的冲击韧度越高。通常增塑剂以DOP 、DBP（邻苯二甲酸二辛酯）为主。但增塑剂过多会影响维卡软化温度。

另外，温度对材料的冲击强度影响很大。随着温度的增加，高聚物的冲击强度逐渐增加，到接近玻璃化温度Tg时的冲击强度将迅速增加，并且不同品种之间的差别不同。所以标准的冲击要求中有标注出实验的温度。

为了提高冲击强度，目前，硬质PVC所用的抗冲击剂通常使用一些共聚树脂后的改性树脂，如ABS树脂、MBS树脂、EVA树脂、CPE。另外，热塑性橡胶也作为PVC的抗冲击剂。

对于PP材质的管材，现在多使用的是无规共聚聚丙烯（PP-R），由于在主链上无规则地分布着聚丙烯和其他共聚单体链段的共聚物，所以PP材料的抗冲击强度较其他的材质低，不能以PVC管材的指标来衡量。

4.4　给水管的耐液压性低

供水管都要求做液压试验，排水管不用。由于短期液压试验时间短，要求的压力大，所以如果产品的原材料和配方不好，一施加压力就破。该项指标是考核高聚物强度的重要参数之一。影响高聚物的耐压性能与材料本身有很大的关系，还与配方中CaCO3含量比例的多少有关。

4.5　供水管PVC中铅等含量偏高

PVC-U的卫生指标是参照《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（GB/T 17219—1998）检测的。由于管材管件的配方中要添加增塑剂、稳定剂等助剂，如铅盐类、有机锡类、有机锑类，导致有时Pb等有毒物质含量偏高，所以控制好配方是十分重要的。因为供水管是用来输送生活用水的，助剂中含有多种元素，若过量而不符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（GB/T 17219—1998）中的要求，则直接影响人们的生活，甚至身体。所以一定要控制好配方中各组份的含量，这样才能让人们放心长期使用供水管。

5　结语

目前，在上海市住宅修缮改造项目中，对雨、排水管，空调滴水管等管材类材料往往不够重视，在材料抽检中存在较高概率的不合格情况，应通过本课题的研究和总结，尽快提醒管理部门重视雨、排水管类材料在品质和应用中存在的问题。本课题对雨、排水管类材料的研究结论主要有以下几个方面。

（1）雨、排水管的选材标准应重点与住宅修缮工程的周期性规律相结合，根据住宅全生命周期所制定的小区附属设施翻修周期，合理制定雨、排水管的选材要求。同时，对于修缮标准较高、成本较为充裕的住宅修缮工程，可在成本允许的前提下，优先选用静音型、抗紫外线型等新型雨、排水管，能够有效地改善和提高住宅的品质和居民的居住舒适度。

（2）根据现行国家标准《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T 5836.1—2006）和《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件》（GB/T 5836.2—2006）的要求，对建筑物内排水管道和室外排水管道的使用条件和技术要求进行区分。适用于建筑物内排水的雨/排水管不应在室外使用。杜绝在住宅修缮工程使用雨落水管材和排水管件时将室内排水管材改到室外使用的情况，明确室内外管材的使用规定，并在工程实施过程中加强监督和管理。

（3）对于建筑高度较低的老式住宅，由于低层住宅的排水需求和排水压力都远低于高层住宅，建议放宽对必须使用50mm管道的要求，避免材料浪费。

（4）应结合近5～8年的住宅修缮工程中雨、排水管的实际老化情况，对雨、排水管的耐候性指标予以修正和核实，并及时补充进上海市现行管理规定之中，提升住宅修缮工程中雨、排水管的实际使用寿命予以更进一步的明确。

（5）目前根据规范要求，供水管都要求做液压试验，但排水管不用。由于短期液压试验时间短，要求的压力大，所以如果产品的原材料和配方不好，一施加压力就破。该项指标是考核高聚物强度的重要参数之一，应在上海市住宅修缮工程的材料检测项目中予以补充。

Study on Applicability of Rainwater Pipe & Drainage Pipe in Repair Works

【Keywords】residential repair works， rainwater pipe， drainage pipe， applicability， economy effi ciency

纪振鹏，上海市房地产科学研究院工程师。

（收稿日期：2015-12-29）