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1、 . 卡箍式铸铁排水管在建筑中的应用- -日期： / 卡箍式铸铁排水管在建筑中的应用摘要： 根据收集到的大量资料，对新型排水管材-卡箍式铸铁排水管的基本情况作了介绍，并对设计采用这种管材的过程中遇到的一些问题提出了自己的看法。0引言卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。根据美国铸铁排水管协会(CISPI)的统计资料，在过去的几十年中，仅北美地区就有近7.5亿个不锈钢卡箍被用于排水系统中。亚洲的一些国家如日本、新加坡、马来西亚与地区的许多工程也都采用了这类管材，其中新加坡还颁布了这方面的产品标准。据了解，世界
2、上目前最高的建筑物马来西亚吉隆坡城市发展中心双塔楼(451.9m)，的中环广场(374m)，金茂大厦(88层)等标志性建筑均采用了这种产品。我国的一些企业是从1989年开始根据国际市场的要求，研制和生产这种管材的，1992年开始出口供国际市场。虽然，这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材与配件价格相对较贵，所以在国一直未能得到普与推广，直到1994年、等地的一些建筑才开始陆续采用这种管材。随着国整体经济实力的提高，尤其是国家建筑给水排水设计规(GBJ15-88)1997年局部修订条文中增加了第3.3.20A条容后，这种管材才开始受到人们的重视。遗憾
3、的是，至今我国还未对这种管材制定出统一的产品标准，国生产企业的产品标准也不一样，大多按照国外标准和订货商的要求生产，加上国缺乏采用这种管材方面的经验，这就为设计与施工人员设计与安装这种管道带来了一定困难。我院最近在设计一些超高层建筑如健力宝大厦(38层)、信德文化广场幅楼(36层)，就遇到了类似的问题。以下本人就设计选用这种管材的过程中，了解到的一些情况向读者介绍，并就遇到的一些问题提出个人的看法以供大家参考。1组成卡箍式离心铸铁排水管由无承口离心铸铁管、无承口管道配件、卡箍与橡胶密封圈4大部件组成。1.1无承口离心铸铁管通常采用水平旋转离心式铸造工艺制造。为灰铸铁，管壁厚度均匀，管材材质密实
4、，外壁美观，重量较传统的承插式铸铁管轻，无渗漏。管道的外壁，普通管一般采用沥青漆保护，高档的采用环氧树脂漆保护，当对耐酸碱要求较高时也可采用搪瓷衬保护。管道的管径壁厚根据不同的标准而不同，表1与表2分别为ISO 6594标准和美国CISPI 301-90标准中对箍式铸铁排水管径、壁厚的规定。表1ISO 6594标准公制尺寸DN/mm管外径DE/mm外径公差DE/mm50582，170782，175832，1100110212513521501602200210252502742530032625表2美国CISPI 301-90标准管径管径管外径管壁厚标准最小112150009190006016
5、0132200006235009016013330000633500901601344000064380090190155494009530009019015659400963000901901587940138380130230171010000131056009028022与国际标准不同，美国标准采用英制(表2中单位为英寸)，且管道又分为端头带突缘的管和不带突缘的管两种，而国际标准只有不带突缘的管的规格。1.2无承口管道配件采用无箱射压造型铸造生产线制造，管径尺寸统一，管壁厚度均匀，外表美观，能与离心无承口铸铁管配套。其防腐保护同管道一样，但其壁厚较管道略厚。1.3卡箍卡箍有很多种构造形式
6、，大多采用螺栓收紧。较为流行的卡箍有按美国CISPI 310-90标准生产的不锈钢卡箍与瑞典生产的Sum型卡箍。按美国标准生产的卡箍主要由不锈钢波纹罩、不锈钢紧箍带与橡胶密封圈组成，1124的卡箍采用2条紧箍带，510的卡箍采用4条紧箍带。每个不锈钢带配一个不锈钢拧紧装置，Sum型卡箍由一个不锈钢紧箍片加上收紧螺拴与橡胶密封圈组成。这种卡箍又分为通用型与加强型(IGH)两种，加强型适用200mm300mm的管道与瞬间水压达到4MPa10MPa的管道。1.4橡胶密封圈美国标准的密封圈采用聚氯丁橡胶制造而成，这种橡胶耐磨，耐油脂，耐化学物品，耐日晒，耐臭氧，耐热，耐冷，且抗老化。据资料介绍由杜邦(
7、DUPONT)研究所研制出的聚氯丁橡胶产品已成功地使用了几十年。我国一些厂家生产的橡胶圈有的采用聚氯丁橡胶，也有的按国家标准GB9876-88生产，或采用其它品种的橡胶。2与其它排水管材的比较2.1与传统的承插式铸铁管比较2.1.1重量较轻卡箍式铸铁排水管均采用离心铸造，壁厚均匀，重量较轻；而传统的承插铸铁排水管国大多采用连续铸造与砂模铸造生产，壁厚往往不够均匀，重量较重。以DN100口径为例，两种管材壁厚与重量的比较如表3。表3两种管材壁厚与重量比较ISO6594标准国标GB871688国标RZK管壁厚/mm单位重量/kgm壁厚/mm单位重量/kgm壁厚/mm单位重量/kgm标准最小TA级T
8、B级TA级TB级35308451188555119913132.1.2抗震性能好国家建筑给水排水设计规(GBJ15-88)1997年局部修订条文中增加的第3.3.20A条，对高层与超高层建筑中铸铁排水管材提出了抗震方面的要求。规这样规定是合理的，根据日本的一些资料介绍，传统承插式铸铁排水管为钢性联接，在建筑的层间位移达到10mm左右时就会出现漏水现象；在高层与超高层建筑中由于地震或风压所引起的层间位移往往可达20mm40mm。卡箍式铸铁排水管为柔性接口，两管间的轴向偏心角可达5，完全能够满足抗震的要求。2.1.3安装、更换管道方便卡箍式铸铁排水管由于重量较轻，且采用卡箍接头为“活接头”，管与管
9、之间、管与配件之间无套叠，无论安装与拆卸、更换管道都要比传统承插铸铁排水管道方便。人工费自然也就低。2.1.4噪音低由于采用柔性橡胶连接，可以有效地防止卫生器具等产生的噪音通过管道进行传递。2.1.5美观由以上比较可见卡箍式铸铁排水管是传统铸铁排水管的换代产品，各方面的性能都比传统承插铸铁排水管要好，应该给予推广。唯一的缺点就是这种管的材料价格较高，目前阶段只适于在超高层建筑、比较重要的公用建筑、与对抗震有较高要求的建筑物中推广使用。2.2与UPVC排水管道比较2.2.1噪音低铸铁排水管质量较大，它比质量轻的其它管道如UPVC管，ABS管，铜管，镀锌钢管更难引起振动，因而对直接通过管壁传递的噪
10、音有良好的隔音作用。另外，由于采用氯丁橡胶接口，使振动的传递也受到削弱。据美国一些实验室的试验表明，卡箍式(或柔性接口承插式)铸铁排水管系统，与传统承插铸铁排水管系统、UPVC排水管系统、ABS排水管系统等相比是最安静的排水系统。2.2.2防火性能好UPVC管虽然为难燃自熄型管材，但在明火的作用下，如超过一定温度，仍会引起管道弯曲、变形以至破坏不能使用，甚至火势还会沿排水立管、地漏、清扫口与卫生器具的接管而向上蔓延。虽然建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规(CJJ29-97)第4.1.15条对高层建筑中UPVC管立管与横支管明装时，如何采取防止火灾贯穿的措施提出了几点要求，但卫生间处的接管如何防止
11、火势向上蔓延则未有交待。所以至今一些地方的消防部门仍不赞同在高层建筑尤其是超高层建筑中采用UPVC管。2.2.3寿命长UPVC管的理论寿命约为3040年，而实际上是很难达到的，目前许多生产厂家为了争取市场，降低生产成本，而采用再生塑料或增加添加剂含量的做法，使得UPVC排水管的寿命大打折扣。而卡箍式铸铁排水管的寿命则超过建筑物的预期寿命，虽然氯丁橡胶圈的寿命没有铸铁管寿命长，但更换橡胶圈比更换整个管道系统还是经济的。在国外比较重要的建筑物仍多采用铸铁排水管，而普通住宅才采用UPVC排水管。2.2.4膨胀、收缩系数小UPVC排水管的缺点之一就是线胀系数较大，约为铸铁管的68倍，所以UPVC排水管
12、安装时一定要安装伸缩节。伸缩节安装在立管上没有什么问题，但在横管上安装就容易出现漏水现象，使得管道转换层的悬吊横管往往要改为采用造价高得多的柔性接口承插式给水UPVC塑料管。2.2.5耐磨性、耐高温性好UPVC排水塑料管虽然拥有重量轻，耐腐蚀，美观，安装方便，造价低等优点，但与铸铁排水管尤其是卡箍式铸铁排水管相比还是有许多本身难以克服的缺点，笔者认为在高层建筑中还是应当尽量采用铸铁排水管，而在超高层建筑则应优先采用防火性能好，寿命长，噪音低，抗震性能好且膨胀收缩小的柔性接口铸铁排水管。一些地方的政府部门以法规的形式强制要求一律采用UPVC排水管是不适当的。2.3与其它有承口柔性接口铸铁排水管的
13、比较带承口的柔性接口铸铁排水管有十多种接口形式、较具代表性的有承插式与法兰式两大类。与这类管道相比卡箍式铸铁排水管具有以下优点：2.3.1重量轻虽然有些带承口柔性接口铸铁排水管也是采用离心铸造工艺制造，管壁厚度均匀，但由于为了保证承口处的强度，不得不将管子的厚度定得比较厚。两种管材的壁厚、单位重量比较可参见表3。由于单位长度的重量较重，带承口的柔性接口排水铸铁管的造价就较高。2.3.2安装尺寸小、更换方便带承口柔性接口铸铁排水管的接口尺寸较大，尤其是法兰压盖式，无论是在管井安装还是靠墙安装都不方便，当卫生器具较多时，短管采用较多，管材浪费较大。另外当维修更换管道时要先锯断管子再能退出管子。而卡
14、箍式铸铁排水管的安装尺寸就小的多，信德文化广场大楼一个800mm600mm管井就安装了5根DN150mm管与两根DN100mm管。另外这种管道采用的是平口联接，安装更换都很方便。带承口柔性接口铸铁排水管唯一优点就是有些接口型式尤其是法兰压盖式的接口处的抗拔出性能较好，因而承压能力一般较卡箍式铸铁排水管要高一些。3产品标准目前笔者所了解到的国际上有关卡箍式铸铁排水管的标准有以下几个：(1)ISO 6594标准(国际标准)CISPI 301-90标准(美国铸铁污水协会标准)ASTM A888-90标准(美国试验和材料学会标准)以上标准涉与到无承口离心铸铁管与管件。(2)CISPI 310-90标准(美国铸铁污水协会标准)ASTM A564-88标准(美国试验和材料学会标准)以上标准涉与到橡胶密封圈，不锈钢卡箍，与管道的试压与安装。(3)其它国家的标准还有WFA48-720(法国)DIN19522(德国)2584/81 From statens PlanwerK(瑞典)British Board of Ag
