地板采暖是我国近年来从欧洲引进的一种新兴的采暖方式，它以节能、节约空间和更高的舒适度等明显的优点赢得了许多客户的欢迎，塑料管材在地板采暖的推广应用中起了推动作用。目前我国地板采暖管材以PE-X（交联聚乙烯）为主， XPAP（铝塑复合）、PP-R(无规共聚聚丙烯)、PP-B(嵌段共聚聚丙烯)和PB(聚丁烯-1)等管材在地暖市场中有部分应用，PE-RT（耐热聚乙烯）是近两年刚刚出现的一种管材，也在参与市场的竞争。

地板采暖的使用条件和对管材独特的使用方式要求所应用的管材具有的一定的特点： 1. 长期耐温耐压性能：我国的地板采暖设计一般采用40-60℃的热水，设计压力一般为0.4-0.6MPa。由于在不同的季节管材所承受的温度和压力不同，很难计算管材在这种条件下的许用应力。为了方便设计人员对管材的壁厚进行选择，国际标准对地板采暖的使用条件进行了计算和简化，形成了ISO10508：1995《用于冷热水系统的热塑性塑料管材和管件》中规定的使用条件级别4，即在设计温度20℃下使用2.5年，40℃下使用20年，60℃下使用25年，在最高温度70℃下使用2.5年，在故障温度100℃下使用100小时，总的使用寿命为50年，这种使用条件要求管材具有一定的长期耐温耐压性能。

2. 高可靠性：由于地板采暖属于隐蔽工程，将管道打在砼内，管材的使用寿命要求基本要同房屋同步，一旦出现问题，对于出现问题的点不容易判断，而且造成的损失要远远高于管材本身的价值，所以要求管材具有高可靠性。这一方面要求管材本身的质量要可靠，另一方面要求管材的抗划痕和抗冲击等施工性能要好，因为施工过程管材难免受到一些摩擦和冲击。

3. 高柔韧性：为了确保管道系统的可靠性，地板采暖管材埋在地下部分不应有接头，这样就要求使用整根的管材，要求管材足够柔软，容易施工。

4．抗渗氧性：地暖系统管路中的氧气容易对系统中的金属管件等装置产生腐蚀；管道的透氧率高意味着管道会呼吸，促使微生物大量繁殖，死去的微生物大量堆积就形成了生物粘泥，造成管道流通性能大大降低。为了确保地暖系统的可靠运行，所选管材必须具有抗渗氧性能，并符合标准DIN4726规定的氧渗透量：在 40℃下小于0.1mg/L.d的要求。

聚丁烯（PB）树脂是基于聚（1-丁烯）的半结晶性聚烯烃热塑性塑料，包括均聚物和一系列聚（1-丁烯/乙烯）共聚物。
聚丁烯（PB）管耐热蠕变性能和高温下性能的保持性优异，可以达到82.2℃，也就是说在此温度下可以长期使用，短时间使用温度可以高达95℃。PB管道质轻、柔韧、抗冲击性好。目前，国内生产的PB管道以荷兰巴塞尔（BASELL）公司和美国的壳牌（SHELL）公司生产出品的聚丁烯（PB）为原料，原料生产厂家数量极少，价格昂贵，因此造成PB管道的造价也是一直居高不下，在众多管材中价格最高。

PB管道重量轻，柔软性好；施工简单，最小弯曲半径为6D；耐久性能好，无毒无害；抗冻耐热性好：在零下20℃的温度条件下，具有较好的低温抗冲击性能，管材不会冻裂，解冻后，管材能恢复原样；可实现热熔连接。

PB管道本身具备较多优越特性，但应用于暖通空调领域，PB管道有两项不足：

（1）PB管道的导热性能差，导热系数仅为0.17-0.23 W/m k，在众多塑料管中是性能最差的，因此在相同供暖负荷情况下，需要减小布管间距或增大管径规格，以此来弥补其导热性能较差的不足。

（2）聚丁烯管道的透氧率稍高，热水管路中的氧气容易对系统中的金属管件等装置产生腐蚀，对于联接金属暖气片的高温采暖系统就更为不利。另外，虽然管道内壁光滑，保证不结垢，但实践证明：在使用3～5年后，管材的内壁附着一层很薄的生物粘泥，在这层粘泥完全覆盖管壁后，管壁会加快缩径，水阻大，水流量锐减，天长日久，还会堵塞管道。此外，管道的清洗很困难，只能用机械法清洗，其他方法如化学法等无法清洗。这是因为水中富含的氧气导致微生物的繁殖，而管道的透氧率高意味着管道会呼吸，促使微生物大量繁殖。死去的微生物大量堆积就形成了生物粘泥。因此，PB管道应用于地暖系统中必须具备阻氧技术，抑制微生物的繁殖，从而有效保证系统的使用安全。

PB管是所有这些管材中最娇气的，抗划痕能力极差，但搬运和安装又很难避免不被划伤，一旦被划伤这就会为工程留下隐患。据相关资料报导，于70年代PB管广泛使用的美国，近十年管道出现了一系列快速开裂的爆破事故，美国上世纪末曾发生过轰动一时的PB管泄漏事件，17万人上诉，索赔额7.5亿美元，但结案时赔偿额高达9.5亿美元，美政府为了平息这一事件花费高达近20亿美元，目前PB管在美国市场上已绝迹。这种事故是管材本身原因还是聚甲醛制造的管件质量问题尚无结论，据称美国已禁止推广使用此类管材，这应引起我们的注意。

普通PE管材耐热较差，一般用于常温冷水的输送。根据美国塑料管材协会PPI(Plastic Pipe Institute)的规定，其最高使用温度仅为140°F即60℃。PPI规定如果要将聚乙烯使用温度列为60℃以上时，需要作为“特例”，经过PPI董事会表决决定。为了提高PE的耐热性能而开发的PE-X——交联聚乙烯管材，把线形大分子链之间通过某些交联剂联结起来，这的确使管材获得了很好的化学、物理性能。

 

 

 

 

根据交联方式的不同可分为PE-Xa、PE-Xb、PE-Xc管材。PE-Xa是通过添加过氧化物材料实现交联的加工方式；PE-Xb是通过添加硅烷材料实现交联的加工方式；PE-Xc是通过电子束辐射实现交联的加工方式，生产原理见下图：

PE-Xc不使用任何化学制剂，进行交联使用的是能量丰富的电子。这些电子能够将氢原子从聚乙烯分子中分裂出来并因此在碳原子处制造出有反应能力的点。若有两个这样制造出来的有反应能力的点相互靠得很近，则碳原子就相互结合起来，这样就产生了所谓的交联桥。

在交联的过程中，管子多次穿过电子射线并同时进行稍许旋转。通过这种方式，产生出一只在整个圆周方向上均匀交联的管子，这种管子得到的名称就是PE-Xc，其中PE为聚乙烯，X为crosslinking，即交联，C表示的是辐射交联的加工方法。

-----为使PE-Xc交联聚乙烯管用在供暖系统中不透氧，管材具有乙烯-乙醇-乙烯分子共聚物阻氧层，有效防止了氧的渗入，达到德国标准DIN4726要求。

-----冷成形性：PE-Xc交联聚乙烯管往原料中加入了特殊的稳定剂（抗氧化剂），经过数十年之久的检验后,PE-Xc交联聚乙烯管至今未发现表面材料脆化现象。

-----PE-Xc交联聚乙烯管的延伸性相对较高，降低了发生冻害的机率。

-----PE-Xc交联聚乙烯管具有较高的导热性能，导热系数0.40-0.41 W/m.k。

-----化学抵抗能力：对防冻剂、防腐剂、整平层添加料等物质很强的抵抗能力。

-----机械抵抗能力：由于PE-Xc交联聚乙烯管具有良好的抗磨强度和冲击韧性，同时还具有极高的柔韧性，适宜在条件较差的工地环境安装施工。

-----良好的流通能力：电子辐射交联技术使得管壁更加光滑，大大降低了管道的摩擦阻力，节省了运行成本。

-----PE-X管材不能实现热熔连接，必须采用专用接头机械连接。

PE的柔韧性和性价比非常适于管材使用，为了研制可以在高温下使用的聚乙烯管材料，研究人员进行了大量的研究和实验。2002年3月，美国陶氏化学的DOWLEX 2344E率先通过了世界著名的塑料管材检测机构Bodycotepolymer的测试，正式宣告聚乙烯管材只能做冷水管历史结束，同时也宣告了一个新的聚乙烯管材原料等级的诞生。这是热水用聚乙烯管材原料研究的重大突破，这种新材料就是——PE-RT。韩国SK的DX800也在最近通过了Bodycotepolymer的长期测试，成为第二种合格的PE-RT管材原料。

基于美国陶氏和韩国SK等公司相关新材料的出现，近两年出现了一些PE-RT管材的生产厂家，从材料出现到管材生产再到项目应用，这种材料正处于新生阶段，还有待更长时间的应用实例的检验。

PE-RT即耐热聚乙烯，是Polyethylene of raised temperature resistance的英文缩写，是一种可以用于热水管的非交联的聚乙烯，也有人突出了其非交联的特性，叫它“耐高温非交联聚乙烯”。它是一种采用特殊的分子设计和合成工艺生产的一种中密度聚乙烯，它采用乙烯和辛烯共聚的方法，通过控制侧链的数量和分布得到独特的分子结构，来提高PE的耐热性。由于辛烯短支链的存在使PE的大分子不能结晶在一个片状晶体中，而是贯穿在几个晶体中，形成了晶体之间的联结，它保留了PE的良好的柔韧性，同时使之耐压性更好，这种改性方法和目前市场上常见的PPR类似。PE-RT材料继承了聚乙烯家族优异的抗蠕变性能以及耐低温脆裂性能，同时摒弃了普通PE不能承受高温的缺点，是聚乙烯材料家族在冷热水应用领域的刚刚出现的新型材料。

PB管是由德国人发明的，在欧洲自1971年量产近30年的历史；1979年欧洲将纯塑料的管子（PP-R管、PE-X管、PB管）大量用于地板辐射采暖；PE-RT管材原材料出现于2002年，管道生产及应用开始于2003年左右。

欧洲是地暖的发源地和先行者，也是众多塑料管材的诞生地，他们对地暖和塑料管材所积累的经验和教训，对我们的国家有着十分重要的参考意义，据有关统计数字显示，2005年欧洲地暖市场上PE-X管市场占有率约为53%名列第一，铝塑复合管、PE-RT管用量相近，约各占16%，PB管仅为3.9%左右名列第四，还少量使用铜管，而PP-R管仅在瑞士少量使用，占欧洲地暖市场的1.7%左右，已接近退出市场。亚洲的日本、韩国仅使用PE-X管。

（1）

长期耐温耐压能力

各种材料的设计应力的对比：PB＞PE-X＞PE-RT＞PPR，仅从设计应力上讲，可以认为PB管的壁厚在同样的温度和环应力条件下可以比其他管材薄，在地板采暖的条件下甚至可以采用1.3mm的壁厚。根据国家标准《地面辐射采暖技术规程》：“地暖管材的壁厚均不宜＜1.8mm”。

这显然并不是出于耐压能力的考虑，而是考虑到热熔连接的可靠性和可能的划痕等因素对管材的影响。特别是对划痕比较敏感的PB管，更不能做的太薄。综上所述，对于可靠性要求很高的地板采暖的管材，最小的壁厚不应小于2.0mm，所以PB和PE-X管的耐压优势在管材口径小而且温度和压力条件又不苛刻的地板采暖得不到充分的体现。虽然各种管材的耐温耐压性有一定差别，但是在低温地板采暖的使用中，各种管材的壁厚是一样的，最常用的是2.0mm，在这个壁厚下各种管材都完全可以满足低温地板采暖的需要，但是PB管在耐压性能上的优势不能抵消其在价格上的劣势。

PE-RT、PB、和PE-X的耐低温冲击性都比较好，而PP-R和PP-B的耐低温冲击性比较差。耐低温冲击性好的管材冬季施工时管材不易受到冲击而破裂，增加了施工安排的灵活性。

（2）

从弯曲模量的数据来比较管材的柔软性

PE-X≥650 MPa； PE-RT：≥550MPa；PB：350 MPa；PP-R一般为800MPa以上，而PP-B一般为1500MPa左右。可见最柔软的是PB管，而PE-RT比交联管略柔软，PP-R比较难弯曲，PP-B是最难弯曲施工的。PB、PE-X和PE-RT施工时特别是在冬季施工，不需要特殊的工具或者加热即可弯曲，施工成本低，而且弯曲部位产生的内应力要比较低，对管材的使用寿命影响小。

（3）导热性能

从各种管材热传导系数来看：PE-X管为0.41W/m k、PE-RT管为0.40W/m k，PPR管为0.22W/m k，PB管为0.17 W/m k，PE-X和PE-RT管的导热性相近，比PP-R及PB管高出大约一倍。和热水输送用的管材需要材料好的保温性不同，用于地板采暖的管材需要好的导热性，这样加热速度更快，相应的采暖运行费用比较低。从导热性来看，在各种管材中PE-X和PE-RT是比较适合地板采暖的使用的。

（4）生产工艺

PB管和PE-X管的生产工艺相对复杂，对厂家生产工艺精度要求很高，因此国内目前很少有厂家投产PE-X管道特别是PE-Xc管，所以这两种管材的价格都不同程度的高于PE-RT，而同时因为原材料价格的原因造成PB管的价格高得令人瞠目。因PE-Xc管管材的生产工艺相对复杂、制造要求很高，所以应选择具有较大规模、较长的生产经验、较多应用实例项目等一定实力的生产厂家。

PE-RT管道的生产工艺相对简单，但原材料和生产设备单一、可选择性不强。在装备与技术方面，进一、两年国内企业80%以上引进德国巴顿菲尔德、尤尼克等公司的挤出、混炼、控制技术与设备；原料则依赖进口美国陶氏化学和韩国SK公司的高强度、耐高温PE料。因此，作为新兴材料的生产历史很短、应用项目不多且经考验的时间不长，在选择时需要慎重考虑。

（5）连接方式

PE-RT和PB管道都可以进行热熔连接，而PE-Xc管不能热熔连接，需要通过专用连接件进行机械连接。相应规范要求，地暖系统埋在地下部分的管道要求是整体一根完成，不应有接头，因此关于管材连接方式就地暖系统而言没有必要刻意追求是何种连接方式。

因原料的使用、生产设备的投入、生产工艺复杂及简易程度等因素的不同造成了各种管材价格的差异化。据初步市场调查：PB管道价格要高于PE-Xc近60%~90%；PE-Xc管道价格高于PE-RT约35%。

上述几种管道材料在发展历史、项目应用、材料性能及投资造价等方面都有着较大的差异。地暖管材埋设于混凝土下，不具备可替代性、可更换性，要求与建筑有着同期的使用寿命。因此在选择时应首先考虑可靠性、适用性进而再考虑价格等因素，总之因地暖管材使用的特殊性，在材料选择时应综合考虑、慎重选择。