卡箍式铸铁排水管在建筑中的应用dzmu

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1、卡箍式铸铸铁排水水管在建建筑中的的应用摘要： 根据收收集到的的大量资资料，对对新型排排水管材材-卡卡箍式铸铸铁排水水管的基基本情况况作了介介绍，并并对设计计采用这这种管材材的过程程中遇到到的一些些问题提提出了自自己的看看法。0引言言卡箍箍式铸铁铁排水管管是一种种新型的的建筑用用排水管管材，660年代代开始进进入国际际市场，经经过几十十年的推推广和应应用，这这种管材材已得到到国际上上的普遍遍认可。根根据美国国铸铁排排水管协协会(CCISPPI)的的统计资资料，在在过去的的几十年年中，仅仅北美地地区就有有近7.5亿个个不锈钢钢卡箍被被用于排排水系统统中。亚亚洲的一一些国家家如日本本、新加加坡、马马

2、来西亚亚及香港港地区的的许多工工程也都都采用了了这类管管材，其其中新加加坡还颁颁布了这这方面的的产品标标准。据据了解，世世界上目目前最高高的建筑筑物马来来西亚吉吉隆坡城城市发展展中心双双塔楼(4511.9mm)，香港港的中环环广场(3744m)，上海海金茂大大厦(888层)等标志志性建筑筑均采用用了这种种产品。我我国的一一些企业业是从119899年开始始根据国国际市场场的要求求，研制制和生产产这种管管材的，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，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广，直到1994年上海

3、、广州等地的一些建筑才开始陆续采用这种管材。随着国内整体经济实力的提高，尤其是国家建筑给水排水设计规范(GBJ15-88)1997年局部修订条文中增加了第3.3.20A条内容后，这种管材才开始受到人们的重视。遗憾的是，至今我国还未对这种管材制定出统一的产品标准，国内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，加上国内缺乏采用这种管材方面的经验，这就为设计及施工人员设计及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)、广州信德文化广场幅楼(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

4、些问题提出个人的看法以供大家参考。1组成成卡箍箍式离心心铸铁排排水管由由无承口口离心铸铸铁管、无无承口管管道配件件、卡箍箍及橡胶胶密封圈圈4大部件件组成。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，外壁美观，重量较传统的承插式铸铁管轻，无渗漏。管道的内外壁，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内衬保护。管道的管径壁厚根据不同的标准而不同，表1及表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1ISSO 665944标准公制尺寸寸DN/mm管外径

5、DDE/mmm外径公差差DE/mm50582，170782，175832，1100110212513521501602200210255250274255300326255表2美美国CIISPII 3001-990标准准管径管内径管外径管壁厚标准最小1122150000919000060166013322000006235500901660133330000063355009016601334400000643880090199015554944009530000901990155659440096300009019901558794401383880130233017710100000013

6、10556000902880222与国国际标准准不同，美美国标准准采用英英制(表2中单位位为英寸寸)，且管管道又分分为端头头带突缘缘的管和和不带突突缘的管管两种，而而国际标标准只有有不带突突缘的管管的规格格。1.2无无承口管管道配件件采采用无箱箱射压造造型铸造造生产线线制造，管管径尺寸寸统一，管管壁厚度度均匀，外外表美观观，能与与离心无无承口铸铸铁管配配套。其其防腐保保护同管管道一样样，但其其壁厚较较管道略略厚。11.3卡箍卡箍箍有很多多种构造造形式，大大多采用用螺栓收收紧。较较为流行行的卡箍箍有按美美国CIISPII 3110-990标准准生产的的不锈钢钢卡箍及及瑞典生生产的SSum型型卡箍

7、。按按美国标标准生产产的卡箍箍主要由由不锈钢钢波纹罩罩、不锈锈钢紧箍箍带及橡橡胶密封封圈组成成，1124的卡卡箍采用用2条紧箍箍带，55100的卡卡箍采用用4条紧箍箍带。每每个不锈锈钢带配配一个不不锈钢拧拧紧装置置，Suum型卡卡箍由一一个不锈锈钢紧箍箍片加上上收紧螺螺拴及橡橡胶密封封圈组成成。这种种卡箍又又分为通通用型及及加强型型(IGGH)两两种，加加强型适适用2000mmm3000mm的的管道及及瞬间水水压达到到4MPPa10MMPa的的管道。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(

8、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与其其它排水水管材的的比较2.1与传统统的承插插式铸铁铁管比较较2.11.1重重量较轻轻卡卡箍式铸铸铁排水水管均采采用离心心铸造，壁壁厚均匀匀，重量量较轻；而传统统的承插插铸铁排排水管国国内大多多采用连连续铸造造及砂模模铸造生生产，壁壁厚往往往不够均均匀，重重量较重重。以DDN1000口径径为例，两两种管材材壁厚及及重量的的比较如如表3。表3两两种管材材壁厚及及重量比比较ISO665944标准国标GBB8711688国标RZ

9、ZK管壁厚/mm单位重量量/kggm壁厚/mmm单位重量量/kggm壁厚/mm单位重量量/kggm标准最小TA级TB级TA级TB级35308451188855511999131132.1.2抗震震性能好好国国家建建筑给水水排水设设计规范范(GGBJ115-888)119977年局部部修订条条文中增增加的第第3.3.20AA条，对对高层及及超高层层建筑中中铸铁排排水管材材提出了了抗震方方面的要要求。规规范这样样规定是是合理的的，根据据日本的的一些资资料介绍绍，传统统承插式式铸铁排排水管为为钢性联联接，在在建筑的的层间位位移达到到10mmm左右右时就会会出现漏漏水现象象；在高高层及超超高层建建筑中

10、由由于地震震或风压压所引起起的层间间位移往往往可达达20mmm40mmm。卡卡箍式铸铸铁排水水管为柔柔性接口口，两管管间的轴轴向偏心心角可达达5，完完全能够够满足抗抗震的要要求。22.1.3安安装、更更换管道道方便卡箍箍式铸铁铁排水管管由于重重量较轻轻，且采采用卡箍箍接头为为“活接接头”，管管与管之之间、管管与配件件之间无无套叠，无无论安装装及拆卸卸、更换换管道都都要比传传统承插插铸铁排排水管道道方便。人人工费自自然也就就低。22.1.4噪噪音低由于于采用柔柔性橡胶胶连接，可可以有效效地防止止卫生器器具等产产生的噪噪音通过过管道进进行传递递。2.1.55美观观由由以上比比较可见见卡箍式式铸铁排

11、排水管是是传统铸铸铁排水水管的换换代产品品，各方方面的性性能都比比传统承承插铸铁铁排水管管要好，应应该给予予推广。唯唯一的缺缺点就是是这种管管的材料料价格较较高，目目前阶段段只适于于在超高高层建筑筑、比较较重要的的公用建建筑、及及对抗震震有较高高要求的的建筑物物中推广广使用。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

12、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范(CJJ29-97)第4.1.15条对高层建筑中UPVC管立管及横支管明装时，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

13、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U

14、PVC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及法兰式两大类。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

15、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，无论是在管井内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。而卡箍式铸铁排水管的安装尺寸就小的多，广州信德文化广场大楼一个800mm600mm管井就安装了5根DN150mm管及两根DN100mm管。另外这种管道采用的是平口

16、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产品品标准目前前笔者所所了解到到的国际际上有关关卡箍式式铸铁排排水管的的标准有有以下几几个：(11)ISSO 665944标准(国际标标准)CISSPI 3011-900标准(美国铸铸铁污水水协会标标准)ASTTM AA8888-900标准(美国试试验和材材料学会会标准)以以上标准准涉及到到无承口口离心铸铸铁管及及管件。(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

17、准涉及到橡胶密封圈，不锈钢卡箍，及管道的试压及安装。(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 AgrementCertificate N89/2349(英国)Singapore MoE/SISIP、I 130 291 ML(新加坡)。由于我国目前还未有制定有关卡箍式铸铁排水管的产品标准，这就为设计人员设计选用这种管材带来了一些麻烦，不知选何种标准的产品为好，笔者认为无论是选用进口产品还是选用国内产品都应首先考虑选用按国际标准ISO 6594标准生产的管道及配件，这

18、样做一来有利于与国际市场接轨，二来由于国内生产的镀锌钢管，排水铸铁管及UPVC管的管径大多都采用国际标准，采用同一标准的管径有利于管道间的联接，否则往往由于采用标准不同的管材而会导致在卡箍接头处引起密封不好而产生漏水的现象。另外将来制定的国产产品标准的规格也会是按照国际标准进行制定。目前国内厂家能生产多种标准的产品，选用时应当慎重。4设计计方面的的问题4.1横管的的坡度ISSO 665944标准中中三通，四四通及弯弯头所构构成的水水流转角角方向均均为888.5，不论论管径大大小都一一致，由由此而得得到横管管的标准准坡度为为tg11500266，此坡坡度与UUPVCC排水管管材管件件是相同同的，

19、亦亦是国际际上通用用的。设设计时应应尽量采采用此坡坡度。如如要加大大坡度或或要减少少坡度可可通过管管段末端端的接口口的偏转转来达到到。4.2水水力计算算卡卡箍式铸铸铁排水水管横管管的水力力计算公公式仍可可采用国国际上通通行的曼曼宁公式式QAA.VAAnRR233.I122。与普普通铸铁铁排水管管不同的的是由于于卡箍式式铸铁排排水管是是采用离离心浇铸铸而成，内内壁光滑滑，故其其粗糙系系数要比比普通铸铸铁排水水管小，国国外规范范推荐使使用n00012。对对于管内内加了环环氧树脂脂漆等涂涂层保护护的管道道，n值值还要小小些，但但计算时时也可按按n000112计。5安装装由于于卡箍式式铸铁排排水管的的

20、接口为为柔性联联接，而而吊架的的设置应应考虑到到防止管管道下凹凹。另外外卡箍式式接口的的抗拨出出性能略略差，接接口两端端固定和和不固定定对整个个管道系系统的耐耐压能力力有很大大影响，应应当在横横管直管管段适当当位置加加设固定定支架，以以防管子子水平方方向的位位移，在在弯头、三三通、四四通等配配件处要要加固定定支架或或支墩以以防管道道拔脱。立立管应在在穿楼板板处采用用专用的的承重短短管或采采用磨擦擦夹紧式式的固定定支架以以均分管管道的重重量，防防止接口口处滑脱脱。国内产产品生产产的管道道与卡箍箍都不是是同一个个厂家，应应选择同同一标准准规格的的产品，否否则容易易因为管管道与配配件的尺尺寸对不不上

21、而引引起接口口收不死死而漏水水的情况况。管道道的安装装可以参参照广东东省建筑筑设计院院何冠钦钦主编的的卡箍箍式铸铁铁排水管管设计、施施工指南南。6试压压ISO 65994及CISSPI 3011-900标准并并未提出出试压的的问题，只只有CIISPII 300182曾要要求管道道应能承承受500Psii(注：lPssi=00.0006 8894MMPa)的水压压，而美美国CIISPII3100-900标准则则对管道道及卡箍箍有如下下要求：(11)水压压试验(单口、一一端固定定、一端端自由)直直管与管管件接口口应能承承受以下下的水压压(保持5mmin)1.55520PPsi0014MMPa661

22、8PPsi0013MMPa8810PPsi0007MMPa1106PPsi0004MMPa达到到或超过过以上压压力又未未出现渗渗漏及拔拔出的均均被认为为合格。(2)水压曲挠试验管道水平放置单边固定单边自由，一个接口，管道偏心为每英尺12，压力达到4.3Psi保持5min不渗漏为合格。需要指出的是以上两项试验均是在单端自由的条件下进行的，当两端固定时实际承压能力要提高几倍。6.1污水排水系统室内污水排水系统一般均为非满流，所以系统验收时，排出管只要进行灌水试验，立管及横支管只要进行通水试验即可。对于高层及超高层建筑，有的情况是最低的一个卫生器具或地漏至排出管的高差较高，如发生管道堵塞，至最低一个

23、器具或地漏发生污水溢流时管道内可能会产生较高的水压，以至可能会破坏卡箍式铸铁排水管，为安全起见，这部分管段设计时也可以考虑采用耐压较高的加强型卡箍或柔性接口的排水球墨铸铁管。6.2雨水排水系统室内雨水管道一般也是按无压流设计，但是由于雨水流量较大较集中，在一些情况下也会出现压力流，比如当屋顶的雨水沟坡度设置不好或由于其它雨水斗因塑料袋等杂物而阻塞，雨水未能分流至几个雨水斗而集中至某个雨水斗时，该雨水斗以下的排水立管就会出现压力流的情况。还比如当立管底部出现阻塞时，也会出现压力流或管内承受很高压力的情况，鉴于万一雨水管道破裂会造成较大的经济损失的情况，笔者建议高层及超高层建筑的雨水管道，塔楼屋顶

24、直到底部的雨水管应改为采用承压能力较高的柔性接口排水球墨铸铁管(不用内衬水泥)或钢管，而裙楼部分下面的雨水管仍可采用卡箍式铸铁排水管。7结束束语传统统的承插插式铸铁铁排水管管正受到到UPVVC等新新型排水水管材的的严峻挑挑战，卡卡箍式铸铸铁排水水管的出出现为铸铸铁排水水管的生生存带来来了一线线生机。这这种管材材不但具具有重量量轻，美美观，安安装方便便等优点点，与UUPVCC排水管管相比还还有寿命命长，耐耐火性能能好，抗抗震性能能好，噪噪音低等等优点，是是一种更更新换代代的新型型排水管管材，但但是这种种管材目目前还存存在造价价较高，国国内目前前还未制制定这种种产品的的标准，及及设计安安装方面面的

25、规范范等问题题，这就就为推广广应用这这种管材材带来了了一些困困难。各各设计使使用部门门目前在在设计选选用过程程中应注注意多收收集资料料，不断断总结经经验，生生产厂家家应尽量量降低产产品造价价，有关关部门也也应尽快快制定这这方面的的产品标标准，及及设计施施工规范范，以使使这种新新型管材材能够早早日得到到普及推推广。作者单位位：赵力力军55106620广广州市设设计院广州天天河体育育东路休休育东横横街3号电电话：(0200)87751883888-13310杨丹丹东55100075广广州市水水荫路22号华华信大厦厦(东座)116088室电电话：(0200)87762114666朱朱研11008859海海淀区复复兴路111号中央电电视台动动力处