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        淺談高層建筑排水系統(tǒng)及實(shí)例分析

        2015-07-01 23:44:56段楊慧
        建材技術(shù)與應(yīng)用 2015年5期
        關(guān)鍵詞:橫管通氣管氣水

        □□ 段楊慧

        (山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030006)

        建筑設(shè)計(jì)

        淺談高層建筑排水系統(tǒng)及實(shí)例分析

        □□ 段楊慧

        (山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030006)

        介紹了在高層建筑排水系統(tǒng)中,新型單立管排水系統(tǒng)的4種設(shè)計(jì)形式,闡述了其工作原理等相關(guān)內(nèi)容,給出了一個(gè)工程案例。根據(jù)該工程的實(shí)際需要,最終選擇了通氣管和螺旋排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

        高層建筑;排水系統(tǒng);新型單立管

        引言

        隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城市建筑中高層建筑所占比例越來(lái)越大,幾乎每一棟新建工程均是高層建筑。高層建筑施工是一個(gè)極其復(fù)雜而精密的過(guò)程,往往一些細(xì)小的因素就可能決定整棟建筑的質(zhì)量,高層建筑排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工就是其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一[1]。

        高層建筑排水設(shè)施服務(wù)的人數(shù)多、使用頻率高、負(fù)荷大、流速高,這就要求排水設(shè)施必須安全、可靠,并盡可能節(jié)省空間。高層建筑中的排水管接納的排水設(shè)備眾多,而且這些設(shè)備同時(shí)排水的概率較大,因此立管中的水流量大,容易形成水塞流,使立管的下部形成負(fù)壓,從而破壞衛(wèi)生潔具等設(shè)備的水封。一般是通過(guò)設(shè)排水通氣系統(tǒng)來(lái)解決通氣問(wèn)題,即雙立管排水系統(tǒng),由通氣管和排水管連成一個(gè)系統(tǒng),通氣管內(nèi)部無(wú)水流,具有加強(qiáng)排水管內(nèi)部氣流循環(huán)流動(dòng)、控制壓力變化的作用。該系統(tǒng)排水性能好、運(yùn)行可靠,但系統(tǒng)復(fù)雜、投資大、占地多、施工難度大。自瑞士教師蘇瑪于1959年提出高層建筑新型單立管排水系統(tǒng)以來(lái),經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的發(fā)展,已形成了完整的理論體系[2]。

        1 高層建筑新型單立管排水系統(tǒng)

        高層建筑新型單立管排水系統(tǒng)通過(guò)采用特殊的配件減少立管內(nèi)的壓力變化,保持管內(nèi)的氣流暢通,提高了管道系統(tǒng)的排水能力,同時(shí)也減低了工程費(fèi)用。新型單立管排水系統(tǒng)系統(tǒng)包括以下4種設(shè)計(jì)形式。

        1.1 蘇維脫排水系統(tǒng)

        1959年,瑞士蘇瑪提出了一種采用氣、水混合或分離的配件來(lái)代替一般零件的新型單立管排水系統(tǒng),它是將排水管和通氣管的功能合二為一,包括氣水混合器和氣水分離器兩個(gè)基本配件,具有自身通氣的作用,因而可節(jié)約大量管材,降低造價(jià),有利于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,加快施工進(jìn)度以及工業(yè)化施工。

        1.1.1 氣水混合器

        氣水混合器是一種特殊的管件(見(jiàn)圖1),安裝在立管與每層橫管的連接處。氣水混合器內(nèi)部有3處特殊的構(gòu)造:隔板、乙字彎以及隔板上部約1 cm高的間隙。其工作原理是:自立管下降的污水經(jīng)乙字彎管時(shí),水流撞擊分散并與周?chē)諝饣旌铣伤瓲顨馑旌衔?,由于污水比重變輕,下降速度減緩,減少抽吸力。橫支管排出的水受隔板阻擋,不能形成水舌,能保持立管中氣流通暢,氣壓穩(wěn)定。

        圖1 氣水混合器

        1.1.2 氣水分離器

        氣水分離器通常安裝在立管底部,是由具有凸塊結(jié)構(gòu)的管件及跑氣管組成的一種特殊配件(見(jiàn)圖2)。其工作原理是:沿立管流下的氣水混合物遇到凸塊后濺散,從而把70%的氣體從污水中分離出來(lái),由此減少了污水的體積,降低了流速,并使立管與橫干管的泄流能力平衡,氣流不至于在轉(zhuǎn)彎處被阻塞。另外,將釋放出的氣體用一根跑氣管引到干管的下游,從而達(dá)到防止立管底部產(chǎn)生過(guò)大反壓力的目的。

        圖2 氣水分離器

        1.2 旋流排水系統(tǒng)

        1967年,法國(guó)提出一種新型單立管排水系統(tǒng)(見(jiàn)圖3),廣泛應(yīng)用于10層以上的高層建筑,具有壓力波動(dòng)小、性能良好等特點(diǎn)。該系統(tǒng)主要有兩種特殊管件:一是安裝于橫管與立管相接處的旋流接頭,旋流接頭由主室和側(cè)室組成,主側(cè)室之間有一側(cè)壁,用以消除立管流水下落時(shí)對(duì)橫支管的負(fù)壓吸引。立管下端裝有滿流葉片,能將水流整理成沿立管縱軸旋流狀態(tài)向下流動(dòng),這有利于保持立管內(nèi)的空氣芯,維持立管中的氣壓穩(wěn)定,有效控制排水噪聲。二是立管底部與排出管相接處的大曲率導(dǎo)向彎頭,它是在彎頭凸岸設(shè)有一導(dǎo)向葉片,葉片迫使水流貼向凹岸一邊流動(dòng),減緩了水流對(duì)彎頭的撞擊,能消除部分水流能量,避免立管底部氣壓的過(guò)大變化,理順?biāo)鳌?/p>

        圖3 旋流排水系統(tǒng)

        1.3 芯形排水系統(tǒng)

        20世紀(jì)70年代初,日本提出一種新型單立管排水系統(tǒng),它是在前人研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加強(qiáng)了立管和橫管的排水能力。該系統(tǒng)主要有以下兩個(gè)特殊管件:

        1.3.1 高奇馬接頭

        在各層排水橫管與立管連接處設(shè)置的高奇馬接頭,外觀呈倒錐形(見(jiàn)圖4),在上入流口與橫支管入流口交匯處設(shè)有內(nèi)管,從橫支管排入的污水沿內(nèi)管外側(cè)向下流入立管,避免了因橫支管排水產(chǎn)生的水舌阻塞立管。從立管流下的污水經(jīng)過(guò)內(nèi)管后發(fā)生擴(kuò)撒下落,形成氣水混合物,減緩了下落流速,保證了立管內(nèi)空氣暢通。高奇馬接頭配件的橫支管接入形式有兩種:正對(duì)橫支管垂直接入和沿切線方向接入。

        圖4 高奇馬接頭

        1.3.2 角笛彎頭

        角笛彎頭裝在排水立管的底部(見(jiàn)圖5),由于其上入流口端斷面較大,從排水立管流下的水流,因過(guò)水?dāng)嗝嫱蝗辉龃蠖沟昧魉僮兙彛滦沟乃魉鶌A帶的氣體被釋放。一方面水流沿彎頭的緩彎滑道面導(dǎo)入排出管,消除了水躍和水塞現(xiàn)象;另一方面,由于角笛彎頭內(nèi)部有較大空間,可使立管內(nèi)的空氣與橫管上部的空間充分連通,保證了氣流的暢通,減少了壓力波動(dòng)。

        圖5 角笛彎頭

        1.4 UPVC螺旋排水系統(tǒng)

        韓國(guó)于20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的有螺旋導(dǎo)流線的UPVC單立管排水系統(tǒng),是一種簡(jiǎn)易的新型單立管排水系統(tǒng)(見(jiàn)圖6)。該系統(tǒng)由UPVC管和偏心三通組成,UPVC管是由硬聚氯乙烯材料制成的管件,管件內(nèi)壁有與管壁一起加工成型的6條突出的三角形螺旋,其作用是用于水流的導(dǎo)流作用,三角形螺旋突起高約6 mm,管內(nèi)水流沿管內(nèi)壁呈螺旋式下降,從而形成穩(wěn)定且密實(shí)的水膜旋流。管件中心是一個(gè)通暢的空氣柱,在水流下降過(guò)程中,流速也有所減少,明顯降低了立管內(nèi)的壓力波動(dòng),極大地提高了排水能力。偏心三通安裝在立管與橫管的連接處,由橫支管流入的水流經(jīng)偏心三通從圓周切線方向進(jìn)入立管,旋流下降,可以起到削弱支管進(jìn)水水舌的作用以及避免水塞的形成。同時(shí)由于減少了水流的碰撞,起到了減少噪聲的良好效果[3]。

        圖6 UPVC管材和偏心三通

        2 工程實(shí)例分析

        某高層住宅項(xiàng)目位于山西省太原市杏花嶺區(qū)小新街10號(hào),為框架剪力墻結(jié)構(gòu),地上28層,地下2層,地上高度96.5 m,建筑總面積25 513 m2。地下一層為地下室和自行車(chē)庫(kù),地下二層為設(shè)備用房,合同總工期535 d。該項(xiàng)目排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用污、廢水合流制,由于高層住宅住戶多,用水量大,排水頻率高,故該項(xiàng)目在排水設(shè)計(jì)中同時(shí)采用通氣管和UPVC單立管排水系統(tǒng)。

        通氣管的設(shè)置是為了防止排水管內(nèi)形成水塞,水塞流使立管上部特別是在排水管以下2層造成較大的壓力,會(huì)使附近的設(shè)備水封遭到破壞。為避免臭氣四溢污染周環(huán)境,需設(shè)通氣管,使排水管內(nèi)的氣體與大氣相通,及時(shí)補(bǔ)氣和排氣。在通氣管系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,考慮到排水管與專(zhuān)用通氣管的間隔不能過(guò)大,否則不能充分發(fā)揮通氣管的通氣作用,故采用通氣管每層都與排水管相連接。采用UPVC單立管排水系統(tǒng),主要是考慮該系統(tǒng)的造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)易,最重要的一點(diǎn)是UPVC管道噪聲控制良好,克服了普通塑料管噪聲大的缺點(diǎn),提高了生活質(zhì)量。但需要注意的是,UPVC管的耐熱性較差,瞬間排放溫度不能超過(guò)80 ℃,故在設(shè)計(jì)時(shí)均遠(yuǎn)離熱源,以保證管材的正常使用。

        3 結(jié)語(yǔ)

        高層建筑排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工,是整個(gè)建筑給排水設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,其質(zhì)量直接影響到將來(lái)人們的工作和生活質(zhì)量,因此從一開(kāi)始就需要精心考慮和研究,相關(guān)的技術(shù)和施工人員對(duì)此應(yīng)給予高度重視。本文總結(jié)了4種常見(jiàn)的單立管排水系統(tǒng),并給出了一個(gè)工程案例,以期為高層建筑單立管排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

        [1] 鄒斯偉.淺談高層建筑排水系統(tǒng)的若干技術(shù)措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(23):151.

        [2] 馮霞.談高層建筑給排水中常見(jiàn)問(wèn)題[J].山西建筑,2014,40(18):133-134.

        [3] 華健.探討高層建筑排水施工過(guò)程中要注意的問(wèn)題及對(duì)策[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014(7):73.

        (編輯 盛晉生)

        Drainage System of High-Rise Buildings and Case Analysis

        DUAN Yang-hui

        (Shanxi Polytechnic College,Taiyuan,Shanxi,030006,China)

        This paper introduces four designs of the new-type single stack drainage system of high-rise buildings,illustrates the working principle and introduces a project.According to the actual needs of the project,ventilation pipes and the spiral drainage system are adopted.

        high-rise building;drainage system;new-type single stack

        1009-9441(2015)05-0009-03

        TU 823.1

        A

        段楊慧(1983- ),女,山西聞喜人,助教,碩士研究生,2009年7月畢業(yè)于太原理工大學(xué)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè),現(xiàn)從事教學(xué)工作。

        2015-08-07

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