銅是人類(lèi)**早使用的金屬材料。商周春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,青銅器甚至代表著我們?nèi)A夏文明。銅在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。進(jìn)入21世紀(jì),世界各國(guó)銅的消費(fèi)量更是逐年增加。銅,作為人類(lèi)現(xiàn)代文明的重要基礎(chǔ)材料之一,已經(jīng)深深地滲透到人們物質(zhì)文化生活的各個(gè)方面。
1、銅在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用回顧
銅作為建筑材料并兼具戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備功能的典型事例莫過(guò)于公元前497年前董安于建造晉陽(yáng)城(今太原)。歷史記載,半個(gè)世紀(jì)之后,智、魏、韓三家聯(lián)軍兵臨晉 陽(yáng)城下圍攻趙家。當(dāng)時(shí)城中“戈戟鈍蔽,箭不過(guò)數(shù)百”,難以固守。危急關(guān)頭,張孟談告訴趙襄子,當(dāng)年董安于修建晉陽(yáng)城時(shí),城內(nèi)宮殿的堂室建筑全部用銅做柱,以荻蒿 主竿做墻骨,銅柱可以用來(lái)鑄造刀槍劍戟和箭頭,荻蒿可以用來(lái)制作箭桿。深謀遠(yuǎn)慮的董安于由于儲(chǔ)備銅而確保了晉陽(yáng)堅(jiān)守一年,并獲得**終勝利。
國(guó)內(nèi)外許多**建筑使用銅板來(lái)裝飾,美國(guó)自由女神像的外殼建造用銅80余噸,紐約一塔樓用金燦燦的黃銅來(lái)裝飾。國(guó)內(nèi)普陀山、無(wú)錫、三亞南山建造了銅合金大佛。北京的首都博物館外裝飾采用的是總高度42米、總面積4750平方米的青銅幕墻,系國(guó)內(nèi)**由仿青銅器紋理的青銅板組合成的藝術(shù)性金屬裝飾幕墻,在世界上也屬罕見(jiàn)。
銅管應(yīng)用于建筑給水工程也歷史悠久??脊艑W(xué)家曾經(jīng)在埃及金字塔內(nèi)發(fā)現(xiàn)了距今4500年的銅水管,而且仍可使用。
進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì),銅水管因衛(wèi)生殺菌、經(jīng)久耐用、美觀可靠、易于安裝、性價(jià)比好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),而被發(fā)達(dá)**在建筑中廣泛用于上下水管、熱水管、燃?xì)夤?、地?nbsp;管、空調(diào)管等。英國(guó)用銅管作供水管材,已有上百年的歷史。在我國(guó),上海老街及北 京協(xié)和醫(yī)院上個(gè)世紀(jì)20一30年代安裝的銅水管已安全使用80多年,至今性能依然良好;上海**飯店、瑞金賓館等解放前安裝的銅管,至今仍然正常使用。銅管的長(zhǎng)壽命、耐腐蝕性、高可靠性已為實(shí)踐檢驗(yàn)。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)**和地區(qū),銅管更是建筑給水管的**材料。美國(guó)、加拿大、澳大利亞等**,85%建筑給水管是銅管,英國(guó)甚至達(dá)到95%。東南亞、新加坡、**等地區(qū),銅管作為建筑用上水管使用率也高達(dá)75%,有資料表明目前在**建筑用水管市場(chǎng)上,銅管的比例也已經(jīng)達(dá)到95%左右。紐約的曼哈頓大廈,其中僅供水系統(tǒng)一項(xiàng),就用去銅管18300米。
國(guó)內(nèi)銅管引起人們的注意和較大規(guī)模使用僅6年的時(shí)間。雖然近年來(lái),我國(guó)的建筑用銅管及空調(diào)管生產(chǎn)技術(shù)、裝備水平大為提高,但銅水管的應(yīng)用與國(guó)外相比尚有相當(dāng)大的差距。中國(guó)科技咨詢中心調(diào)查結(jié)果顯示,2000年我國(guó)銅水管在建筑給水系統(tǒng)中僅占4.4%。目前上海使用比例*,大約為38%,深圳約20%,全國(guó)僅約10%。
2、我國(guó)有關(guān)建筑用銅的政策
按照***辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)建設(shè)部、**經(jīng)貿(mào)委、技術(shù)監(jiān)督局、建材局《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見(jiàn)的通知》(國(guó)辦發(fā)[1999]72號(hào)文),自2000年6月1日起,在城鎮(zhèn)新建住宅中,禁止使用冷鍍鋅鋼管用于室內(nèi)給水管道,并根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況逐步限時(shí)禁止使用熱鍍鋅鋼管,推廣應(yīng)用鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)聚乙烯管(PE— x)、三型無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管(PP—R)等新型管材,有條件的地方也可推廣應(yīng)用銅管。為了貫徹落實(shí),建設(shè)部等四部委于1999年12月13日聯(lián)合頒布了《關(guān)于住宅建設(shè)中淘汰落后產(chǎn)品的通知》(建住房[1999]295號(hào)),進(jìn)一步明確指出:在有條件的地方也可推廣使用銅管。
2000年8月,建設(shè)部科技司與**有色金屬工業(yè)局規(guī)劃發(fā)展司在北京聯(lián)合召開(kāi)了銅管推廣應(yīng)用研討會(huì)。之后建設(shè)部提出逐步推廣在建筑給水工程中應(yīng)用銅管。首先,是在賓館類(lèi)建筑的熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用,并不斷拓寬應(yīng)用領(lǐng)域;同時(shí)建議在上海、北京、重慶、廣東、四川、湖北、福建、江蘇、浙江、河南等省市建點(diǎn),逐步示范推廣。2003年,為加強(qiáng)建筑用鋼、銅、鋁生產(chǎn)與應(yīng)用的協(xié)調(diào)發(fā)展,建設(shè)部、**經(jīng)貿(mào)委建立了相應(yīng)的工作制度,目的是協(xié)調(diào)有關(guān)部門(mén)及相關(guān)單位,共同推動(dòng)建筑用金屬的生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用,加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,協(xié)調(diào)制訂技術(shù)政策和發(fā)展規(guī)劃,促進(jìn)行業(yè)協(xié)調(diào)健康發(fā)展。并發(fā)布《關(guān)于建立“全國(guó)建筑用金屬技術(shù)與應(yīng)用協(xié)調(diào)聯(lián)席會(huì)議”制度的通知》(建辦科[2003]3號(hào)),明確了聯(lián)席會(huì)議組織形式,制訂了工作計(jì)劃。其中就包括努力推進(jìn)銅水管在中**建筑中的應(yīng)用。
目前我國(guó)及國(guó)外與建筑銅管相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和工程標(biāo)準(zhǔn)主要有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):
(1)《無(wú)縫銅水管和銅氣管》GB/T18033—2000
(2)《銅管接頭》GB/TI 1618—1999
(3)《建筑用銅管管件(承插式)CJ/T117—2000
(4)《塑覆銅管》Ys/T45l一2002
(5)《銅及銅合金管材》JISH3300:1997
(6)《無(wú)縫銅水管》ASTMB88M:1996
(7)《銅及銅合金——用于衛(wèi)生和供熱裝置的無(wú)縫圓形銅水管和銅氣管》ENl057:1996
(8)ASl432、AS3688、BS/ENl057、IS0274等工程標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn):
①《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范}GB50015—2003
②《建筑給水排水及采暖工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50242—2002
③《建筑給水銅管管道工程技術(shù)規(guī)程》CECS(計(jì)劃出版社,2004年9月)
④《建筑給水金屬管道安裝——銅管》03S407—1
⑤《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T17219—1998 歐洲建筑業(yè)用銅的生產(chǎn)按照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 2870和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 17650控制,都必須采用脫磷無(wú)氧銅,其具有良好的可焊性和抗氧化性能,英標(biāo)BS 2870規(guī)定銅的含量不低于99.85%,德標(biāo)DIN 17650要求銅的純度必須達(dá)到99.90%。
3、銅水管的推廣應(yīng)用前景分析
銅水管是代表水管行業(yè)發(fā)展方向的產(chǎn)品。之前大量使用的鍍鋅鋼管極易銹蝕, 引起自來(lái)水發(fā)黃、水流變小等問(wèn)題,而后來(lái)推廣的PVC管在高溫下的強(qiáng)度會(huì)降低, 用于熱水管時(shí)會(huì)產(chǎn)生不安全隱患。相比之下,銅管集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身,逐漸成為許多重大建筑**管材。突出的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為:
(1) 安全可靠性高,經(jīng)久耐用。銅管具備耐熱、耐寒、耐壓、耐腐蝕和耐火的特點(diǎn),具有一般金屬管的高強(qiáng)度,同時(shí)又比一般金屬管易彎曲、易扭轉(zhuǎn)、不易破裂,并具一定的抗沖擊能力??沙惺軓囊?96。(2到205。C極冷和極熱的溫度,能適應(yīng)溫度的劇烈變化,不會(huì)老化。銅管的線性膨脹系數(shù)小,僅為塑料管的1110,熱脹冷縮小。銅管材與管件接口嚴(yán)密,連接牢固;使用壽命長(zhǎng)達(dá)百年以上,可以與重大建筑物同壽命。
(2) 能抑制細(xì)菌生長(zhǎng),保持飲用水清潔衛(wèi)生。銅水管內(nèi)壁不存在產(chǎn)生銅綠的環(huán)境,不會(huì)對(duì)水造成二次污染。英國(guó)和德國(guó)對(duì)供水系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)研究表明,銅對(duì)抑制肝炎等病菌的生長(zhǎng)有很好的效果。生物學(xué)的研究結(jié)果證實(shí),供水中的大腸桿菌在銅管道內(nèi)不能繼續(xù)繁殖,99%以上的水中細(xì)菌在進(jìn)入銅管道幾個(gè)小時(shí)后會(huì)自動(dòng)消失,銅獨(dú)特的殺菌功能,是現(xiàn)有的其它水管材料無(wú)法比擬的。
(3) 從銅管輸送的飲用水中攝人適量銅有益健康。銅作為人體內(nèi)的微量元素, 對(duì)于人體生長(zhǎng),骨骼強(qiáng)化,紅白細(xì)胞的發(fā)育,鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收,膽固醇和葡萄糖的代謝,大腦的發(fā)育,心臟肌肉的正常運(yùn)動(dòng)等等,都不可缺少。銅是機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)和酶的重要成分,對(duì)機(jī)體的代謝過(guò)程至關(guān)重要,許多關(guān)鍵的酶,都需要銅的參與活化。
(4) 銅水管通常采用埋墻式施工,安裝簡(jiǎn)便,方便居室裝飾;且價(jià)格適中,性價(jià)比好,維護(hù)費(fèi)用低。我國(guó)50.60年代蓋起的一批樓群安裝的鋼水管使用30年左右就因銹蝕嚴(yán)重堵塞,經(jīng)常維修,甚至需更新,不但影響了居民正常生活,且需大量費(fèi)用。而銅水管強(qiáng)度高、耐壓性強(qiáng),即使在高壓條件下使用也不易變形,不破裂;同時(shí)因其性能穩(wěn)定、耐腐蝕性強(qiáng),使管內(nèi)流動(dòng)阻力較小,既保證水流暢通又減輕水流對(duì)管壁的壓力,這就保證了上水系統(tǒng)可以長(zhǎng)期安全使用而無(wú)后顧之憂。
(5) 近年來(lái),在上海、北京、廣州、深圳等城市,國(guó)內(nèi)一些重要工程中大量采用了建筑給水銅管。具有代表性的是**大劇院水暖工程采用銅水管;深圳華僑村世紀(jì)城11.4萬(wàn)平方米的建筑面積,選用銅管作為給水管材。有人甚至大膽預(yù)計(jì),10年后我國(guó)內(nèi)地大中城市的銅水管比例將達(dá)到80%以上。
4、有關(guān)政策措施建議
(1) 制訂建筑用金屬技術(shù)政策和發(fā)展規(guī)劃,推廣應(yīng)用建筑用銅材,拓展以銅給水管為代表的建筑銅材的應(yīng)用領(lǐng)域建議**相關(guān)部門(mén)制定政策,鼓勵(lì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)或**住宅及公共建筑中使用銅管。鼓勵(lì)設(shè)計(jì)部門(mén)根據(jù)銅管材的特性,因材設(shè)計(jì),揚(yáng)長(zhǎng)避短,使銅水管可以在普通民用住宅和公共給水工程中獲得廣泛應(yīng)用。
(2) 加強(qiáng)銅水管生產(chǎn)應(yīng)用新型技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā),做好推廣應(yīng)用,逐步提高銅水管的生產(chǎn)應(yīng)用水平,限制或禁止使用落后技術(shù)與產(chǎn)品。
加強(qiáng)建筑用銅材研究與推廣,開(kāi)發(fā)新型建筑用水汽管路、建筑五金、建筑房面板等高技術(shù)含量產(chǎn)品,解決熱水管耐蝕和屋面板化學(xué)著色等關(guān)鍵技術(shù)。
鼓勵(lì)行業(yè)協(xié)會(huì)組織生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工單位共同研究開(kāi)發(fā),推進(jìn)銅水管在建筑中的 應(yīng)用;推進(jìn)新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用試點(diǎn)、示范工作。
(3) 制修訂建筑用金屬產(chǎn)品與配件標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范、工程定額,編制標(biāo)準(zhǔn)圖集,建立完善建筑用金屬生產(chǎn)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系;盡快建立銅水管質(zhì)量認(rèn)證制度,推動(dòng)質(zhì)量管理。
(4) 降低成本,提高技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量;促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和裝備向生產(chǎn)連續(xù)化、 自動(dòng)化、**率、低能耗、短流程、重視環(huán)保方向發(fā)展。
盡管銅水管的價(jià)格不是應(yīng)用的**主要制約因素,而且銅管具有很好的性價(jià)比, 但盡量降低成本仍是推廣銅水管的重要工作。需要從以下方面開(kāi)展工作。
①提高全行業(yè)技術(shù)裝備水平。鼓勵(lì)我國(guó)銅加工業(yè)的傳統(tǒng)骨干企業(yè)改制、改組、改造,培育**企業(yè)。優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增加品種、規(guī)格,提高產(chǎn)品質(zhì)量。支持企業(yè)以 綜合實(shí)力、品牌效應(yīng)、全新管理開(kāi)發(fā)市場(chǎng)急需的高附加值產(chǎn)品,增強(qiáng)創(chuàng)新能力,開(kāi)發(fā) 經(jīng)濟(jì)實(shí)用型新技術(shù)。鼓勵(lì)企業(yè)以質(zhì)取勝,以低成本高質(zhì)量的**產(chǎn)品進(jìn)行國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
②降低銅水管加工的金屬消耗。近年來(lái)我國(guó)銅加工業(yè)金屬消耗一直處于1050千克左右水平,比國(guó)外金屬消耗高20千克,也未達(dá)到1040千克考核指標(biāo)。這表明 我國(guó)每生產(chǎn)1噸銅加工材比考核指標(biāo)多消耗lO千克銅。以2004年全國(guó)實(shí)際銅加工材產(chǎn)量439萬(wàn)噸計(jì)算,按考核指標(biāo)計(jì)算多消耗了4.4萬(wàn)噸銅。顯然降低金屬消耗潛 力巨大。應(yīng)主要通過(guò)在熔煉時(shí)減少燒損,在壓力加工過(guò)程中減少酸洗、氧化損失,做 好金屬氧化物回收再生利用來(lái)實(shí)現(xiàn)。
③進(jìn)一步節(jié)能降耗。我國(guó)銅加工業(yè)綜合能耗已降低到1000噸標(biāo)煤/噸,電耗到1300度/噸,但是與國(guó)外**企業(yè)相比仍有很大差距,要進(jìn)一步加強(qiáng)管理,依靠技術(shù) 進(jìn)步,推廣節(jié)能設(shè)備,淘汰低效高能耗設(shè)施。
④提高銅加工材的綜合成品率。成品率是銅加工工業(yè)中**重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo),是降低成本的**有效措施。目前,我國(guó)銅加工材綜合成品率約53%(熔鑄86%、加工62%),雖有提高,但與國(guó)外尚有10個(gè)百分點(diǎn)的差距,須通過(guò)盡量縮短工藝流 程、優(yōu)化工藝路線、采用**技術(shù)和裝備來(lái)進(jìn)一步提高。
(5) 加強(qiáng)宣傳和輿論引導(dǎo),推進(jìn)**戰(zhàn)略;加強(qiáng)信息交流,推動(dòng)生產(chǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域上下游企業(yè)之間、管理部門(mén)之間的協(xié)作。
5、小結(jié)
百年建筑給水銅管應(yīng)用史,使銅水管的抗腐蝕強(qiáng)、水力性能好、力學(xué)強(qiáng)度高、耐高溫高壓、安裝方便、衛(wèi)生健康、經(jīng)久耐用、安全可靠、可完全再生、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)表現(xiàn)的****。雖然目前銅管應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)規(guī)程等還不夠完善,但隨著以中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水銅管管道工程技術(shù)規(guī)程》為代表的一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸國(guó)標(biāo)化,建筑銅水管的應(yīng)用將更為規(guī)范。相信在**產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和人民生活水平的迅速提高,銅管在建筑給水工程中的應(yīng)用范圍,將從飯店、辦公樓、**住宅等**建筑及公用冷、熱水系統(tǒng)向普通民用住宅工程擴(kuò)展。特別是隨著人們對(duì)銅給水管道一系列優(yōu)良性能和長(zhǎng)期可靠性 等其它管材所無(wú)法比擬性能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),建筑給水銅管管材和管件應(yīng)用前景必將會(huì)越來(lái)越廣闊。
銅步管業(yè)是中國(guó)新型環(huán)保紫銅水管研發(fā)生產(chǎn)與推廣應(yīng)用的先行者,中國(guó)給水管道科技創(chuàng)新升級(jí)的重要推動(dòng)者,是浙江省級(jí)科技型企業(yè)。