由于低溫地板輻射采暖工程屬于隱蔽工程,加之系統(tǒng)中通過的是60攝氏度的熱水,這就意味著當(dāng)加熱管由于質(zhì)量問題出現(xiàn)爆管時(shí),建筑物的地面也就隨之被破壞,損失巨大。因此,用于低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的加熱管比普通建筑用的塑料管有著更高的要求:系統(tǒng)對(duì)加熱管的種類、品質(zhì)、制造工藝、質(zhì)量都要進(jìn)行更嚴(yán)格的選擇。只有這樣低溫地板輻射采暖系統(tǒng)50年的壽命才能得以實(shí)現(xiàn)。
目前,市場(chǎng)上可用于低溫地板輻射采暖的管材主要有PE-X管(交聯(lián)聚乙烯管)、PP-R管(三型無規(guī)共聚聚丙烯管)、PERT管(耐高溫聚乙烯管)、PB管(聚丁烯管),鋁塑管等,這幾種管材在低溫地板輻射采暖系統(tǒng)中都有應(yīng)用,并且各有特點(diǎn)。其他的塑料管材如CPVC、PPH、ABS、PE等由于性能無法滿足低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的要求而不能應(yīng)用。盡管鋁塑復(fù)合管在《低溫?zé)崴匕遢椛涔┡瘧?yīng)用技術(shù)規(guī)程》中也被列入可用管材,但由于鋁塑復(fù)合管中的復(fù)合劑-熱熔膠的抗老化性能是一個(gè)未知數(shù),無法確定其使用壽命,因此,好不用。
加熱管材的性能指標(biāo)是一個(gè)完整的指標(biāo)體系,不能就其某一個(gè)指標(biāo)來判定能否在低溫地板輻射采暖工程中使用,能否保證其有50年的壽命。有些企業(yè)只對(duì)產(chǎn)品做一些短期的物理檢測(cè),就聲稱可以使用50年,這是不科學(xué)的。有些企業(yè)在不說明保證多長(zhǎng)壽命的情況下稱其產(chǎn)品能耐多高的溫度也是沒有意義的。應(yīng)該對(duì)管材的壓力指標(biāo)、溫度指標(biāo)、使用時(shí)間等指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)才是科學(xué)的、有意義的。實(shí)際上塑料管材在相同的壓力下,工作溫度不同,其壽命不同;在相同的溫度下,壓力不同,壽命不同。但是,50年的壽命是不可能通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)方法來驗(yàn)證的。因此,在國(guó)際ISO9080標(biāo)準(zhǔn)中提出了“時(shí)溫等效變換法”的驗(yàn)證方法來證明這一點(diǎn),其方法是:通過提高實(shí)驗(yàn)溫度和實(shí)驗(yàn)壓力求得壽命來推算低溫使用條件下管材的實(shí)際壽命。由測(cè)試溫度與實(shí)際使用溫度之間的溫差⊿T確定外推因子Ke,實(shí)驗(yàn)得到的大試驗(yàn)時(shí)間Tmax和Ke的乘積就是容許外推計(jì)算所能達(dá)到的長(zhǎng)壽命。
根據(jù)塑料管材的性能評(píng)價(jià)原理,我國(guó)化學(xué)建材檢測(cè)中心以及國(guó)內(nèi)的一些大型塑料管材廠家從2001年開始對(duì)塑料管材進(jìn)行8760試驗(yàn)。這項(xiàng)試驗(yàn)是對(duì)塑料管材使用壽命綜合評(píng)價(jià)的重要方法,作為低溫地板輻射采暖系統(tǒng)用加熱管,首當(dāng)其沖應(yīng)通過這項(xiàng)試驗(yàn)的考核。
這項(xiàng)試驗(yàn)需要將實(shí)驗(yàn)溫度選為110攝氏度,根據(jù)時(shí)溫等效變換法,將實(shí)驗(yàn)時(shí)間設(shè)為8760小時(shí),因?yàn)?760小時(shí)為一年,當(dāng)使用溫度為70攝氏度時(shí),溫差為40攝氏度,外推因子為50,從而可推算出在70攝氏度條件下的使用壽命為:50×8760=438000(小時(shí)),正好為50年。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,PE-X管具有好的耐熱強(qiáng)度。從這個(gè)意義上講,在低溫地板采暖系統(tǒng)中選擇PE-X管作為加熱管是科學(xué)的。同時(shí),在上述幾種管材中PE-X管也是較便宜的,因此,在低溫地板采暖系統(tǒng)中選擇PE-X管作為加熱管也是經(jīng)濟(jì)的。
有關(guān)這一點(diǎn)我們還可以從幾種管材的蠕變特性曲線中看出。蠕變特性曲線是管材長(zhǎng)期抗應(yīng)力和耐高溫性能的綜合體現(xiàn),實(shí)際地反映了管材的使用壽命。從四種管材的蠕變特性曲線中可以得出:PE-X管從高溫到低溫、從1年到100年的范圍內(nèi),都沒有出現(xiàn)拐點(diǎn)(即環(huán)應(yīng)力的急劇下降)。隨著時(shí)間的增加,同一溫度下的PE-X管的環(huán)應(yīng)力下降得很小(與其它幾種管材相比);不同溫度下,環(huán)應(yīng)力下降程度也較其它幾種管材小得多。從中可以得出結(jié)論:PE-X管能很好地適應(yīng)高溫度、高壓力下的長(zhǎng)期使用。其它幾種管材在高于60攝氏度時(shí),均在不同的時(shí)間段(長(zhǎng)的僅為十幾年,短的不到一年)出現(xiàn)環(huán)應(yīng)力急劇下降的拐點(diǎn),隨著溫度的提高,出現(xiàn)拐點(diǎn)的時(shí)間大大提前。PERT在高溫情況下,14年左右就出現(xiàn)了拐點(diǎn);PB雖應(yīng)力水平較高,但其從高溫到低溫都出現(xiàn)了拐點(diǎn),如在90攝氏度下2000小時(shí)(不到三個(gè)月)左右就出現(xiàn)了拐點(diǎn);PPR管在70攝氏度以上時(shí)也較早出現(xiàn)了拐點(diǎn)。拐點(diǎn)的出現(xiàn)與否和早晚是管材的抗蠕變性能高低的一個(gè)重要反映,也是管材壽命的重要反映。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?我們知道,高分子塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。從理論上講,熱塑性塑料是一種熔體,它沒有固定的熔點(diǎn),成型后還可熔化,它的蠕變期較短。而熱固性塑料屬晶體,成型后不會(huì)熔化,它的蠕變期非常長(zhǎng),在100年中性能幾乎不變。在目前常用的塑料管材中,PP-R、PERT、PB屬于熱塑性塑料,而PE-X(交聯(lián)聚乙烯)屬于熱固性塑料。
PE-X(交聯(lián)聚乙烯)是由高密度聚乙烯(PE)加入交聯(lián)劑或在射線輻照下,在一定的條件下大分子鏈形成游離基相互連接形成平面或立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而形成的。其方法有三種,一是硅烷交聯(lián)法;二是過氧化物交聯(lián)法;三是輻射交聯(lián)法。