日本排水技術(shù)和特殊單立管排水系統(tǒng)

[提要]日本國的AD細(xì)長接頭和AD底部接頭已在我國工程應(yīng)用，配件亦己在我國生產(chǎn)，由于它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在可以預(yù)見的將來，由AD細(xì)長接頭， AD底部接頭和螺旋管組成的特殊單立管排水系統(tǒng)在我國將會(huì)有更進(jìn)一步的應(yīng)用。本文按照排水、排水設(shè)備和性能要求、行水彎水封破壞原因、排水立管內(nèi)工況、應(yīng)對(duì)措施和特殊單立管排水系統(tǒng)順序，按日本的認(rèn)知作一介紹。

[關(guān)鍵詞]排水 存水彎 水封 水封破壞 特殊單立管排水系統(tǒng) AD細(xì)長接頭 AD底部接頭

一、什么是排水

在日本，排水的定義是“排除在建筑物及其用地內(nèi)產(chǎn)生的污水、雜排水、雨水、特殊排水等所有所廢棄的水”。污水是指來自大便器和小便器等的排水，除污水、雨水及特殊排水以外的其他排水統(tǒng)稱為雜排水。

二、排水設(shè)備和性能要求

用于排水的設(shè)備為排水設(shè)備。排水設(shè)備的基本性能要求為:不堵塞，不散發(fā)臭氣，使用后的水可順利排出。

從衛(wèi)生器具排水口至排水管系的排水管道也是排水管系內(nèi)臭氣向衛(wèi)生器具排水口外逸的管道。這種臭氣由硫化氫、吲哚等組成，會(huì)嚴(yán)重污染室內(nèi)空氣。為此，需要一個(gè)既能排水又能阻斷空氣的雙重功能的裝置，這就是水封式存水彎。存水彎的種類和各部分的名稱見圖1和圖2。

水封式存水彎阻斷空氣的功能原理是水封水。衛(wèi)生器具排水時(shí)，一部分水停留在存水彎，待下次排水時(shí)再被置換，因此存水彎一直保持有水封水。但由于種種原因水封水會(huì)有損失，當(dāng)水封水的水面低于彎管內(nèi)頂部時(shí)，空氣可自由流通，這就是水封破壞。

三、存水彎水封破壞的原因

日本認(rèn)為存水彎水封破壞的原因有五個(gè):

1.抽吸作用

2.濺出作用

這是由于排水管內(nèi)的壓力變動(dòng)而產(chǎn)生的現(xiàn)象，抽吸作用和濺出作用與排水系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)比其他破壞水封的現(xiàn)象更應(yīng)引起重視。

3.自虹吸作用

采用S形存水彎或p形存水彎的洗臉盆等衛(wèi)生器具，在滿水時(shí)放水，由于存水彎的排水管在滿流情況下，所以會(huì)引起自虹吸現(xiàn)象，導(dǎo)致存水彎內(nèi)水封破壞。

4.蒸發(fā)作用

水封在流入側(cè)和流出側(cè)有兩個(gè)和大氣接觸的水面，有水面就有蒸發(fā)。和排水管連接的流出側(cè)較為潮濕，其蒸發(fā)量小于流入側(cè)。流入側(cè)的蒸發(fā)量和氣溫、濕度、氣流等空氣條件以及排水管長度等有關(guān)，據(jù)實(shí)驗(yàn)，流入側(cè)的蒸發(fā)損失在空調(diào)房間約為O.7mm/d;在無空調(diào)房間約為O.2mm~O.6mm/d。

5.毛細(xì)管現(xiàn)象

在存水彎溢水口位置跨掛線頭時(shí)，會(huì)因毛細(xì)管現(xiàn)象而造成水封破壞。水封損失情況和存水彎形狀、管徑、水封形式、線頭的種類、根數(shù)和附著狀態(tài)有關(guān)。據(jù)日本有關(guān)實(shí)驗(yàn)，管徑為25mm的存水彎附有丙烯晴線頭時(shí)，1個(gè)線頭約14小時(shí)，3個(gè)線頭約6小時(shí)后，存水彎的水封就會(huì)破壞。水封破壞原因示例見圖3--圖6。

存水彎破壞的5種原因中，抽吸作用和濺出作用是主要的，需要充分展開敘。

四、排水立管內(nèi)工況

通常排水立管的上部和，空氣壓力為負(fù)壓，底部為正壓。

在排水立管的總高度內(nèi)，有幾個(gè)管段需要引起注意:

1.排水橫支管接入排水立管的區(qū)段。來自排水橫支管的水進(jìn)入排水立管時(shí)會(huì)遮斷立管斷面，形成水舌。阻斷上升氣流通道，并使立管水流在一定區(qū)段內(nèi)呈紊流狀態(tài)。

2.排水橫支管接入排水立管的下方區(qū)段。排水橫支管水流進(jìn)入排水立管并流經(jīng)一定長度后，排水立管內(nèi)的水流可以看成是固定不變的，這相仿于我于我國終限長度和終限流速的概念。

3.排水立管底部。排水立管的水流在底部流入橫干管，出于水流方向的改變，水流速度的減小，水流在彎頭處形成水躍和整水現(xiàn)象，管道內(nèi)里正壓趨勢。

五、應(yīng)對(duì)措

塑料凸片排水板如何鋪設(shè)：1.防水層及其保護(hù)層施工完成后，開始鋪裝排水板。要求基層排水坡度滿足2‰~5‰。2.將排水板杯狀口朝上鋪裝，齒孔相扣；3.排水板上面覆蓋土工布，土工布相互搭接10~20cm, 防止泥水穿過土工布，淤堵蓄排水系統(tǒng)，造成排水不暢，蓄水量減少；4.在土工布上面鋪10~20mm中粗砂，形成滲透過濾層，可阻止種植土流失；5.覆蓋適當(dāng)厚度種植土。6.要做好排水板成品保護(hù)。排水板鋪裝后，應(yīng)不容許在排水板上直接推運(yùn)手推車等，運(yùn)輸材料時(shí)要鋪設(shè)木板、馬道。做到隨鋪隨填土。

在日本，防止水封破壞的對(duì)策，主要有兩種方法:

1.采用對(duì)管內(nèi)壓力變化有良好性能的存水彎；

2.減少排水管系內(nèi)的壓力變化。

第一種方法的具體措施是增大水封深度或增大斷面面積比值(流出面斷面面積:流入面斷面面積)。水封深度日本規(guī)定不得小于50mm.不得大于lOOmm。斷面面積比值應(yīng)大于1，該值對(duì)加強(qiáng)水封效果有較大影響，但目前在日本還缺乏更具體的規(guī)定。當(dāng)斷面面積比值小于l時(shí)，存水彎有必要加大水封深度。

第二種方法減少排水管系內(nèi)的壓力變化有三種措施:

1.采用完善的通氣系統(tǒng)；

2.加大排水管管徑；

3.采用特殊管件。

采用完善的通氣系統(tǒng)指在排水管道的主要部位連接通氣管，使管內(nèi)空氣流通，以減少管內(nèi)壓力的偏壓現(xiàn)象。

代表性的通氣方式有:

伸頂通氣方式。排水立管頂端伸出屋頂設(shè)置伸頂通氣管的通氣方式，這種方式對(duì)防止自虹吸無作用，在緩和管內(nèi)壓力萬面效果也不甚理想。

環(huán)形通氣方式。從排水橫管接出環(huán)形通氣管的通氣萬式，排水橫支管較長，連接衛(wèi)生器具數(shù)量較多時(shí)采用。

器具通氣方式。從衛(wèi)生器具排水管接出器具通氣管的通氣方式，可防止自虹吸作用引起的水封破壞。環(huán)形通氣和器具通氣這兩種通氣方式對(duì)解決抽吸作用的水封破壞，很具效果。

增大排水管管徑。增大管內(nèi)空氣流通的斷面積，是防止管內(nèi)壓力過大的方法之一，但這種方法不利于節(jié)省空間。

采用特殊接頭。即采用特殊形狀，具有特殊功能的專用排水接頭。接頭可控制排水和空氣的流向，以防止管內(nèi)壓力過大，這就是特殊單立管排水系統(tǒng)。

六、特殊單立管排水系統(tǒng)

特殊單立管排水系統(tǒng)是只保留伸頂通氣管，而省略了其他通氣管，但系統(tǒng)仍擁有與雙立管排水系統(tǒng)相同功能的排水系統(tǒng)。

由于省略了通氣立管，所以排水立管兼有排水功能和通氣功能，因此確保排水立管的通氣斷面非常重要，而可能阻塞排水立管通氣斷面的主要部位在排水橫支管的合流部位和排水立管底部。

為解決排水立管與排水橫支管的連接處通氣斷面的保證，日本采用AD細(xì)長接頭。為解決排水立管與排水橫干管連接處通氣斷面的保證，日本采用AD底部接頭。

AD細(xì)長接頭有足夠的空間，有多向連接橫支管的接頭，接頭內(nèi)壁呈漏斗狀，接頭下部有回轉(zhuǎn)葉片，因此來自橫支管排水可以順暢地流入，并在接頭漏斗狀的內(nèi)壁導(dǎo)引下，立管水流和橫支管水流順利合流，接著依仗接頭的理轉(zhuǎn)葉片的回旋力，水流進(jìn)入下游立管段。

AD底部接頭彎曲部份斷面為蛋形，蛋形斷面豎向高度尺寸大于橫向尺寸，當(dāng)排水時(shí)，蛋形斷面使排水能順利通過，同時(shí)能夠形成足夠的空氣層，有效防止水躍現(xiàn)象和窒水現(xiàn)象。

排水立管AD細(xì)長接頭間和AD細(xì)長接頭與AD底部接頭間的管道為螺旋管，排水依靠管內(nèi)壁的螺旋，產(chǎn)生回旋力，邊旋轉(zhuǎn)邊流動(dòng)至下層的接頭。

AD細(xì)長接頭有80、100、和125三種規(guī)格，100mm口徑的細(xì)長接頭排水量?可達(dá)7.51/5，為普通單立管排水系統(tǒng)排水立管通水能力的1.67倍。

這種特殊單立管排水系統(tǒng)不同于我國特制配件單立管排水系統(tǒng)，也不同于螺旋管單立管排水系統(tǒng)。特制配件單立管排水系統(tǒng)管件特殊而管材是普通的，螺旋管單立管排水系統(tǒng)管材特殊，而管件會(huì)使螺旋水流中斷，而日本國的特殊單立管排水系統(tǒng)管材和管件都特殊，而且配套，螺旋水流一旋到底，排水工況是合理的。

七、管道連接

為使排水系統(tǒng)排水暢通，除了在管材和管件上采取措施外，管道連接也十分重要。對(duì)于橫干管，向本規(guī)定直徑比排水立管大一級(jí)，含大便器和洗衣機(jī)排水的排水橫管管徑應(yīng)在125mm及以上，排水樓層在10層以上時(shí)，管徑需放大至150mm及以上。

對(duì)于橫干管偏置管，要采取設(shè)置旁通通氣管，或加大橫干管管徑，或在偏置管橫管段設(shè)連通大氣的伸頂通氣管等措施。

八、實(shí)驗(yàn)塔

日本的排水技術(shù)與我國的排水技術(shù)有一個(gè)很大的不同點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)，在日本有四個(gè)建筑高度為50m及以上的實(shí)驗(yàn)塔，塔的每層設(shè)置有大便器、浴盆、洗臉盆等衛(wèi)生器具，立管從上至下敷設(shè)，管材有鑄鐵、塑料、有機(jī)玻璃等多種材質(zhì)，管道接口采用卡箍連接，便于管道為不同測試內(nèi)容的更換，測試儀表先進(jìn)，流量和壓力用傳感器直接反映在底層的觀測室。排水立管道水能力、管系內(nèi)壓力工況變化、水封保護(hù)高度要求、新型管件性能、衛(wèi)生器具排水性能、洗滌劑排水實(shí)驗(yàn)等無一不經(jīng)過測試得到驗(yàn)證，不似我們有的數(shù)據(jù)來自圍外規(guī)范，有的只有定性概念而缺乏定量數(shù)值，不同規(guī)范之間出現(xiàn)的種種矛盾，究其根源在于缺少必要的實(shí)驗(yàn)，

我國現(xiàn)行規(guī)范的“排水”章，其內(nèi)容落后于“給水”和“熱水供應(yīng)”，其原因也在于此，因此對(duì)照、日本國的排水技術(shù)，我們有必要再次呼吁，我國的排水技術(shù)要從基礎(chǔ)課題的實(shí)驗(yàn)著手，扎扎實(shí)實(shí)地打好基礎(chǔ)，才能根本改觀建筑排水的現(xiàn)狀。