住宅装修中冷热水路终端连接器设计研究

朱少川

（泉州华光职业学院， 福建 泉州 362121）

1 绪论

1.1 研究动机

水电工程是装修施工中隐蔽工程部分，由于市场不规范、质量监控不足，以及市场恶性竞争，故为节省工程成本与进度，在施工中施工方式与材料选择简便与单项便宜为主。较少思考材料的循环利用与后期之隐患，因此在水路终端连接呈现多样性。本研究分析目前住宅装修中水路敷设施工冷热水路终端连接常用连接方式，最后针对不锈钢软管与PP-R 型材活扣连接器两种方式比对研究。

1.2 研究目的与方法

本研究通过装修实例的调研分析与对既往学者的研究，并针对冷热水路终端利用不锈钢软管与PP-R 管连接的测试与分析。本研究旨在设计一款适用于水电施工中安全与可再利用的连接器，以此达到冷热水路终端施工标准化与安全环保之目的。

1.3 研究范围与限制

本研究通过与泉州新城环艺装饰合作，结合其工程师的丰富实践经验，并针对施工中水路终端使用不同材料的连接测试与分析，总结归纳PP-R 型材连接器的优缺点及使用经济价值。由于住宅装修现场多变性与施工周期较长，因此测试数据受其限制与影响。

2 住宅装修冷热水路终端处理与现状

2.1 住宅装修水路施工

住宅装修中水路终端连接旨在让水管处在自来水常压状态下，根据《建筑给排水设计规范》城市供水水压为0.2-0.35mpa，但各个社区设有储水系统与要求有所区别，在社区在二次供水时进行加压，使水压在入户时达到0.5mpa，在装修中压力测试将到达0.8-1.2mpa，以最大压力测试管道之间的连接粘合密度。但市面上水管品牌与施工单位众多，水管质量与施工现场管理规范均参差不齐，由于在装修施工时所使用的水管质量有所不同，且因施工现场对水管保护不到位，导致水管损伤或损坏现象频频出现，据某新楼盘物业统计：装修时工地对水管按规范保护达不到50%，装修过程水管受到不同程度的损伤也达到70%以上。以目前装修市场装修周期基本在5-8 个月，然而瓦工部分占总工程部分的一半时间，在此阶段水管暴露于外由此造成损坏率最高。由于水管水压不够不能及时发现水管的破损而在铺砖时将其覆盖。

2.2 冷热水路终端连接现状

本研究针对装修市场水路敷设调研，经统计得出目前装修市场中水路终端均以塑料堵头堵住其终端，在冷热水终端连接时均有不锈钢软管或混编软管作为冷热水管连接，在装修案例中冷热水管终端以堵头方式堵住，冷水管属于水压在正常标准中，而热水管内处于水压静止或无水的状态。在针对装修施工现场与水管漏水返工调查中，受建筑自来水水压的影响以及施工不规范对水管碾压等现象，由于不锈钢软钢软管或混编软管可承受压力较低，因此软管首先损坏或漏水现象，而受损之水管未直接表露，故此为后续使用埋下安全隐患，

图1 常见冷热水管终端处理方式图

3 冷热水路终端连接比对与分析

3.1 不锈钢软管连接分析

在目前装修项目中不锈钢软管由于其管身内壁为软性胶管，外使用不锈钢丝或混合编制材料，两端为螺母设计，长短规格众多，且可塑性强。因此这类软管在装修中广泛用于水龙头、洗衣机等设备水路连接。但因管道的内部使用的是软性胶管，所以水管的实际承压能力相对其他水管有一定的不足。按照国家《卫生设备用软管标准》（GB/JC886-2001）文件中相关标准要求，使用不锈钢软管时其相应的螺纹须达到连接螺纹规格为G1/2″，且螺牙无破损、缺牙与乱牙现象，在检验测试中，如旋转力矩为在弯曲情况下通水，螺纹接头与不锈钢软管相对旋转力矩应小于0.2Nm。软管两端螺母最小壁厚度应不小于2.5+0.3mm，在20N.M 力矩下软管不断、不裂、无损坏现象；不锈钢软管在承受15S、334N 垂直拉力时，下管箍与管塞应保持正常性能，无出现滑脱、断裂现象；软管在≤30C°静压（0.3 ± 0.02）MPa[（43.5±2.9）Psi 或(3±0.25 )kg/c ]水温状况下可以保持无渗漏；以及对不锈钢软管的弯曲耐久性、吊重能力均有明确要求。

本研究经对多个施工项目与施工周期状况调查，以及对不锈钢软管品牌与型号分析比对。据统计目前装修项目中水路终端均以软管连接，使用性质均为一次性，在软管采购中均为普通材质或仿造品牌，质量参差不齐；在项 目施工中由多个施工班组与程序，水路为前端施工敷设，最后工序方可拆除连接软管安装龙头五金。在各工序施工中工人以方便便捷为首要目的，对其他工种协作与工地保护意识不强，因此水电路线受损程度最高，由于PP-R管与不锈钢软管受压程度不一致，故在不锈钢软管部分最容易现象，而PP-R管损伤不易被察觉，最后给后期水路留下不少的安全隐患。

3.2 PP-R 型材管应用测试与分析

PP-R 管以无规共聚聚丙烯为原材料。由于其质量轻、强度大与安全性能高，且材料耐腐蚀性好，管内壁不易残留污渍，管材的使用寿命较长长，管道连接通过热熔的方式进行，其粘合度较高，在室内水路敷设和后期维修都都相对简单，因此在目前住宅装修中受广大业主选用。通过对于PP-R 型材管连接测试与调查统计发现，PP-R 管冷水状态下管抗压能力在1.25-1.6mpa，热水状态下管抗压能力为2.0-2.5mpa 之间，在测试中发现试验温度20℃时，静液压力为16.0MPa，随着时间增长与温度不断上升水压力不断下降，最终发现管身无破裂，接头无渗漏现象。

透过以上测试数据可知PP-R 型材水管静液状态其压力随着温度增高、通水时常增加引起压力值下降。在住宅中热水常使用电烧热水器、太能能或煤气制热，热水管为全屋循环，但家庭中热水使用非常开使用状态，故热水管中热水受热情况随着热水使用量与时长而发生由“冷-温-热-温-冷”曲线变化，在出水阀门关闭后管道中热水处于静止状态，并逐渐降温。

3.3 不锈钢软管与PP-R 型材连接测试结果对比分析

总结分析上述的调查与材料单项测试数据，分析结果可知，PP-R 型材管在抗压能力性能与节能环保上优于不锈钢软管。但从现场施工调查中可知不锈钢软管单项工地成本较低，安装方便，PP-R 型材连接器藉由PP-R 外螺纹接头、PP-R 管90°弯头、PP-R 管活接与PP-R 管四种配件组成，并由热熔衔接，连接器组装比较麻烦，单项工地成本较高等因素。在对施工现场两种型材连接检测与测试，使用PP-R 型材连接器水管水压受压均衡，施工中如出现对水管有损伤或碾压想象，水管受损部位容易现象出来，以及连接器有固定尺寸，以此冷热水管终端衔接跟趋于标准化与规范化，为后期混合阀安装做好铺垫。然而使用不锈钢软管在施工中如有水压不均衡或因碾压水管导致受力不均衡，经测试统计破损或漏水部位均在软管衔接部位。使用软管单项施工项目是得到方便，但从住宅装修施工周期、水路终端标准化与规避水路后期维修的可能性，PP-R 型材连接器性能优于使用不锈钢软管连接。

4 PP-R 冷热水路终端器设计研究

本研究通过案例调研与材料实验测试结果可知PP-R 型材管耐腐蚀性、耐热性、保温性、水流阻力小、卫生无毒与使用寿命长特征，连接器除少数氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀，不会生锈，不会腐蚀，不会滋生细菌，无电化学腐蚀，在施工过程中可以使水路终端与其他管段保持在统一水压，对水管保护更全面，且pp-r 型材受温度与施工环境影响较小，连接器重复使用概率较高。

4.1 PP-R 冷热水路终端连接器设计

PP-R 管因其材料特点，在住宅装修中大量使用，本研究冷、热水管终端器采用PP-R 型材，在水路终端其定型性好，避免混合阀安装过程中需要矫正而产生二次矫正；终端器采用PP-R 外螺纹接头、PP-R 管90°弯头、活接与PP-R 管配件组成，利用热熔技术连接，连接器与冷热水管形成统一水压，安全性较高，且便于安装与重复利用特点，在装修中节能环保。

图2 冷热水管终端PP-R 连接器设计图

图3 冷热水管终端PP-R 连接器测试图

4.2 PP-R 冷热水路终端连接器经济效益

根据智研咨询发布的数据显示：我国目前建筑装饰行业发展迅速，产业人员队伍数量、相关企业经营规模与经济效益均得到快速发展。2019年全国建筑装饰行业市场规模为4.49 万亿元，同比增长6.7%，其中家装市场占2.2万亿元，每年并以6.5%的速度增长。建筑垃圾处理与建筑材料再利用也将是装修考虑之大问题。

据材料市场调查统计，目前市面不锈钢软管与混编软管市场价格在4-12元不等，常规装修中40 公分长软管每条采购均价为8-10 元；PP-R 型材组件每组均价为17-32 元，批量化生产价格将降低至15-25 元不等。根据材料的特性，软管的重复利用率低，无法二次再利用，PP-R 普通型材组件均可重复8-10 次，精品组件重复利用率更高，以110 平方家装施工项目为例，装修中冷热水管终端临时连接将有5-7 处，以PP-R 普通型材组件以8 次重复再利用为例，相比不锈钢软管连接单项成本可降低73.4%，不锈钢软管也将减少浪费40 条以上。以2019年年泉州市国民经济和社会发展统计公报统计，住宅施工面积5059.4 平方，新开工住宅面积989.6 平方，住宅竣工面积276.75 万平方，同比下降37.5%，每套面积以110 平方计算，住宅竣工将达到2.52 万套，住宅装修开工率（含往年）80%计算，也将达到2 万套以上装修项目，以此类推采用PP-R 型材组件连接器将可以节省70 万以上，以及建筑废弃材料污染也相应降低。

5 总结

本研究以住宅装修中水路敷设施工冷热水路终端处理为研究对象，针对目前住宅装修项目统计调查得知施工现场中PP-R 型材管为常用水路敷设材料；不锈钢软管为水路终端连接材料。本研究利用PP-R 型材管设计冷热水路终端活扣作为冷热水路终端连接器。藉由两种材料性能测试、施工现场检测与测试，分析与比对使用两种材料对住宅装修中水路之优劣，通过测试数据、实例分析与装修市场数据分析归纳出使用PP-R 型材连接器之优势，积极在今后住宅装修中水路终端连接中推广使用，以此避免水路漏水隐患与减少资源浪费，使住宅装修中水路敷设与连接更安全与环保。