聚丁稀（PB）与无规共聚聚丙烯（PP-R）管道都能应用于建筑热水领域，现对两种材料在散热片采暖系统领域应用进行对比分析：

一、原料来源上看，目前只有日本三井化学与BASELL公司能够生产聚丁烯（PB）原料，并且日本三井化学与BASELL公司与国内兴纪龙，乔治等几家大型塑料管材公司成立了PB的行业协会，因此从材料来源上保证了PB管的高品质。而国内的PP-R市场混乱，常常以次充好，甚至有的厂家以PP-B原料代替PP-R原料。

二、从材料性能上看，聚丁稀（PB）具有塑料中的黄金之称，其各方面性能都优越于PP-R管，是一种高品质的塑料管。

1.耐热耐压性能： 聚丁稀（PB）管与无规共聚聚丙烯（PP-R）管都能应用与高温热水领域。聚丁稀（PB）管的耐热耐压性能远远高与PP-R管。在相同使用温度下聚丁稀（PB）管的能够承受的压力远高于（PP-R）管，见下图为在70℃的使用温度条件下，四种耐热管道的静液压行为对比。其中曲线1为PB管，曲线2为PP-R管。由图可见，在70℃的使用温度条件下PB管最优，远高于PP-R管，并且随着使用时间的增加，PB管性能无明显下降，而PP-R管性能下降明显。

聚丁稀（PB）管由于其突出的耐热性能，能够在80～90℃的高温下长期使用。而PP-R管则只能够短时间在80～90℃的高温下使用，因此在一些使用温度较高的散热片采暖领域，不建议使用PP-R管。




图1. 70℃的使用温度条件下四种耐热管道的静液压行为对比


2．低温抗冲击性能：

PP-R管低温抗冲击性能差，管材往往因在运输、施工过程的物理碰撞造成PP-R管微裂，在用户使用时，已产生微裂纹的PP-R产生破裂，造成大面积漏水。而PB管材质柔软，甚至能在-20℃的低温环境下使用。

3.弯曲性能：PB管材质柔软，其最小弯曲半径为5D。因此PB管可以盘管供货，施工时也便于弯曲。而PP-R管材质钢硬，不能弯曲，否则管材会断裂。因此只能以直管形式供货。

4．热导系数：PB管的热导系数为0.17W/mK，而PP-R管的热导系数为0.22W/mK。PB管较低的热导系数，可以减少水温在传输过程中的散失，减少能耗，提高采暖效率。

5.热膨胀：PB管的热膨胀系数与水泥的热膨胀系数接近，同时PB管材质柔软其弹性模量很低，膨胀力小，因此在暗埋时，能够很容易固定管材。而PP-R管热膨胀力大，暗埋时，如果水泥层厚度不达标，PP-R管往往能拱破水泥。


三、在散热片采暖中的比较

在一个长期使用温度为80℃，使用压力为0.8MPa的散热片采暖系统中，我们分别选择PB管和PP-R设计的情况如下：

如果我们以PB管为采暖管，则根据GB/T 19473-2004《冷热水用聚丁烯（PB）管道系统》中管系列选择的相关内容，我们选择S5的管系列就能满足使用要求。

此时PB管承受的环应力根据公式为：

σv= P*C*S=0.8 MPa*1.5*5=6MPa

其中σv为管道所受的环应力，MPa；

P为工作压力，MPa；

S为管系列

C为安全系数，对于PB管材取C=1.5



图2. PB管长期儒变曲线图


此时PB管材承受的环应力为6MPa，根据上图“PB管长期儒变曲线图”，我们可以查的，在80℃使用条件，管材承受环应力为6MPa，管材对应的使用年限为50年。


如果我们选择PP-R管作为采暖管，则根据GB/T18742.2-200《冷热水用聚丙烯管道系统》中管系列选择的相关内容选择.

级别5 为散热片采暖应用，由上表可见，当压力为0.8MPa时，PP-R需要选择S2管系列壁厚更厚的管材才能胜任。

如果我们此时选用S2.5的管系列，则此时管材管材承受的环应力为：

σv= P*C*S=0.8MPa*1.5*2.5=3MPa

根据PP-R预测强度参照曲线（见附页），此时管材的使用年限仅为10年。


四、费用的比较

1．系统运行费用比较：

假设在上述采暖体系中，我们选用PB 20*2.0 S5的管系列，则PB管的内径为：20-2.0-2.0＝16.0mm；我们选用PB 25*2.3 S5的管系列，则PB管的内径为：25-2.3-2.3＝20.4mm。PP-R管我们选用20*3.4 S2.5的管系列，则PP-R管的内径为：20-3.4-3.4＝13.2mm；PP-R管我们选用25*4.2 S2.5的管系列，则PP-R管的内径为：25-4.2-4.2＝16.6 mm。

根据流量的公式 Q=V*A （V：为水的流速， A：为管材截面积）

我们可以发现在水流速相同的情况下，流量与管材截面积成正比，而管材截面积与管材内径的平方成正比。

QPB : QPP-R＝D2PB内径：D2PP-R内径

同样选用20规格管材时，当流速相同时我们可以计算出其流量比为：

QPB（16 *16）:QPP-R（13.2*13.2）＝1.46:1

同样选用25规格管材时，当流速相同时我们可以计算出其流量比为：

QPB（20.4*20.4）: QPP-R（16.6*16.6）＝1.51:1

2. 管材价格的比较

因此为了满足相同的流量设计，当PB管选择20*2.0规格的管材时，PP-R要选择25*4.2的管；当PB管选择25*2.3的管材时，PP-R要选择32*5.4的管，。因此在管材价格的比较时应该根据应用条件，确定相应规格后再比较其价格。
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