特殊單立管立管排水系統的設計應用及探討

鄧　妮

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司 　福建廈門　361004)

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特殊單立管立管排水系統的設計應用及探討

鄧妮

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司 福建廈門361004)

介紹特殊單立管排水系統的由來、組成、特點及構造，并對特殊單立管排水系統與專用通氣立管排水系統進行比較，得出特殊配件單立管排水系統無需專用通氣立管而能改善系統中的氣壓波動與水流工況，又增大排水能力，同時具有節約管材、降低造價、增加建筑使用面積、縮短工期及減少排水噪音等優點，為此系統的推廣及應用提供借鑒。

專用通氣立管;排水能力;特殊單立管;旋流器;偏置

0　引言

2009年版《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)[1]第4.6.2條規定：“下列情況應設通氣立管或特殊配件單立管排水系統：(1)生活排水立管所承擔的衛生器具排水設計流量，當超過本規范表4.4.11中僅設伸頂通氣管的排水立管最大設計排水能力時；(2)建筑標準要求較高的多層住宅、公共建筑、10層及10層以上高層建筑衛生間的生活污水立管應設置通氣立管。”從規范角度明確排水能力不足、標準要求較高、10層及以上高層建筑應設通氣立管或特殊配件單立管排水系統。目前，高層建筑越來越多，標準要求也越來越高，這就要求設計通氣立管或特殊配件單立管排水系統越來越普遍。

1　特殊配件單立管排水系統概述

1.1系統的由來

排水立管分別采用特殊管件、特殊管材或同時采用特殊管件、特殊管材的單根立管的排水系統，稱之為特殊配件單立管排水系統。特殊單立管系統技術起源于歐洲，歐美及日本應用已有四十多年，早在1969年由瑞士的SOUBENTO技術發展起來，在多年的實際使用中不斷進行技術改進，系統越來越完善；在日本，特殊單立管排水系統被廣泛應用于高層住宅樓、賓館、醫院等各種場所，使用情況良好，得到廣泛好評。后來引進國內后又對系統技術進行了很大的改進；具體為加大了接頭內徑、調整了葉片角度等，使立管通水能力達到最大時不會破壞器具水封，并控制水封損失值在25mm以下，管內空氣正負壓在±40mmAq以內，以至于排水立管的排水能力完全達到超高層建筑的排水要求。國內的規范于2009年才確立了特殊單立管系統的應用范圍，故國內的單立管系統近幾年才大量開始鋪向市場。特殊單立管系統因節省材料、排水流量大等各項優勢，彌補了普通單立管和普通雙立管各自的缺點。

目前常見的特殊單立管排水系統有：漩流降噪單立管排水系統、GY型單立管排水系統、旋流加強(CHT)型單立管排水系統、CJW型單立管排水系統、WAB型單立管排水系統、AD型單立管排水系統、TTC型單立管排水系統、DT型單立管排水系統等等[2]。

1.2系統的特點

單管排水又排氣，在沒有設專用通氣立管的情況下增大排水能力，達到所要求的排水量；由于省去了專用通氣立管，所以節省管材的成本，同時也節省了一根通氣立管的空間位置；安裝和維修更方便簡捷，至少可以少安裝一根立管就可以基本達到同等排水效果；管材和管件質量更有保證，由于產品生產比普通排水管要求高，相應的企業要求也比較高，故產品質量要求也相應提高。

導流葉片型旋流器可采用并列設置或上下設置。管件和管材可采用相同材質，也可采用不同材質，當采用不同材質時，應保證管材和管件接口的密封性，同時也應保證內壁銜接光滑。特殊單立管排水系統的立管底部可采用下部特殊管件或設置泄壓管；下部特殊管件可采用變徑彎頭、大曲率半徑彎頭或變斷面彎頭；當采用泄壓管時，排水立管底部和泄壓管底部均可采用普通彎頭(含2個45°彎頭)。特殊單立管排水系統的立管采用特殊管材時應采用螺旋管，有普通型和加強型兩種。立管傾斜安裝時不得采用螺旋管。特殊單立管排水系統的立管，其管件和管材可自由組合，特殊管件可配置普通排水管材；特殊管材可配置普通排水管件；特殊管件也可配置特殊管材。特殊管件導流葉片的螺旋肋、螺旋管的螺旋肋均應為逆時針方向(北半球)。

1.3系統的組成及構造

特殊配件具有改善排水系統水力工況和氣壓波動的功能，特殊配件分上部特殊管件和下部特殊管件。上部特殊管件用于連接排水橫支管與排水立管，不僅用于正常排水外，更能消除水舌現象、減緩立管中水流速度或使水流形成旋流等功能要求，按構造分蘇維托和旋流器；下部特殊管件用于連接排水立管與橫干管或排出管，除正常排水外，更能滿足氣水分離、消能等功能要求和緩解壅水現象等，按構造分為變徑彎頭、大曲率半徑彎頭和變斷面彎頭,如圖1所示。

圖1　特殊單立管排水系統

1.4簡單介紹漩流降噪單立管排水系統

特殊單立管排水系統很多種形式，目前旋流降噪單立管排水系統應用比較廣，下面就先介紹一下這種形式。

漩流降噪單立管排水系統分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型為特殊管件和普通管材組成的單立管排水系統，其排水立管為塑料排水光壁管，上部特殊管件為漩流降噪管件，下部特殊管件為導流接頭和大曲率底部異徑彎頭。Ⅱ型為特殊管件和特殊管材組成的單立管排水系統，其排水立管采用內螺旋管，上部特殊管件為漩流降噪管件，下部特殊管件為大曲率底部異徑彎頭[3]。上部特殊管件及下部特殊管件的構造功能等如前所述。Ⅰ型漩流降噪單立管排水系統適用于排水層數≤18層的建筑，Ⅱ型漩流降噪單立管排水系統適用于排水層數>18層的建筑。同時，此系統在設計過程中的注意事項詳見本文第3點。

在“國貿潤園”及“龍巖國貿天琴灣”的設計中，衛生間排水系統采用了漩流降噪單立管排水系統，因工程的建筑層數均為33層，故選用了Ⅱ型漩流降噪單立管排水系統。衛生間排水管采用PVC-U加強型內螺旋排水管，上部特殊管件采用GH102A漩流三通管件,膠粘連接，下部特殊管件采用DB102A大曲率底部異徑彎頭，膠粘連接。在設計前期，業主曾質疑過此系統是否更好，更利于用戶使用，后對占用空間、造價及噪音進行分析后，業主也接受了此系統的設計實施。工程施工過程中，施工單位在廠家的指導下安裝，未出現較難施工或無法施工的現象，施工現場反應良好。國貿潤園項目一部分已通過驗收，驗收時的通球試驗也較順利，國貿潤園項目在交付使用的一年多時間里，未出現排水不暢、排水噪音大等問題，用戶反應良好。

2　專用通氣立管排水系統與特殊配件單立管排水的比較

2.1排水能力分析

表1　生活排水立管最大設計排水能力

注：當排水層數在15層以上時，宜乘0.9系數。

表2　生活排水立管達最大設計排水能力時所對應的排水層數

2.2經濟分析

假定特殊單立管排水系統的排水管及專用通氣管排水系統的排水管均采用同一管材，專用通氣立管排水系統的通氣管采用普通UPVC排水管。對于一棟18層的住宅，層高3m，則通氣管管徑采用DN100，長度為52m。采用特殊單立管排水系統(WAB型)與設專用通氣立管的排水系統的造價如表3所示(此表僅表示兩種系統不同的管材配件及其施工費用等)。由表3 可知，特殊單立管排水系統多了WAB型加強型旋流器、WJ型不銹鋼管箍橡膠密封圈、鑄鐵WAB底部異徑彎頭等配件的材料及施工費用，其費用之和3 635元，而專用通氣立管排水系統多了UPVC通氣管DN100、通氣管穿樓板阻火圈、通氣管穿樓板套管的費用，此費用之和為4 344元。此二者費用之差為709元。特殊單立管排水系統與由于特殊單立管系統少了專用通氣管及其施工，同樣少了通氣管、通氣管的阻火圈、通氣管穿樓板的套管等，節省了安裝人工費用和材料成本費用。對于一棟18層建筑的一根衛生間排水管道系統，特殊單立管排水系統的造價比專用通氣管排水系統少近700元，這樣一棟樓乃至一個小區累積起來就可觀了。表3所示的特殊單立管系統中的旋流器、底部異徑彎頭等均采用金屬材料，若采用塑料材質，則此系統會節省更多費用。

表3　造價

2.3占用空間分析

對于特殊配件單立管排水系統,只占一個排水管空間，而專用通氣管排水系統占據了2根排水管的空間，如圖2所示，排水管以DN100排水塑料管為例(塑料管外徑為110mm)，特殊配件單立管旋流器以WAB型導流三通為例(特殊配件外徑為164mm)。專用通氣管排水系統的立管占據了衛生間空間為420mm*210mm，特殊配件單立管排水系統的立管僅占據衛生間264mm*284mm的空間。特殊配件單立管排水系統提高了衛生間的使用面積，而且更方便業主日后的裝修使用。

圖2　占用空間

2.4噪音分析

在普通的排水系統中，在排水立管中由于排水橫管與排水立管交接處的水流形成了水舌，在水舌的阻礙作用下，水流在下落的過程中會形成漩渦水膜或氣塞流，這兩種狀態的急劇變化使立管中的空氣體壓縮、膨脹，水流在與排水管壁發生撞擊的時候同時也與氣流碰撞，這兩種聲音混雜在一起就會引發很大的噪音。而特殊配件單立管排水系統通過上部特殊配件的導流套、中部整體擴容段設置的橫支管切線進水導流槽(旋流直通無橫支管接口)及下部漏斗狀導流套內設置的加強型導流螺旋肋，能使立管中的水流和橫支管匯入水流快速形成附壁螺旋流，保證管內中間空氣通暢，消除水舌現象，減緩立管水流速度，降低立管水流噪音。根據某檢測部門提供的檢測報告如表4所示，特殊配件單立管排水系統的排水噪音比PVC-U及鑄鐵排水管道的噪音低。而專用通氣立管排水系統并沒有特殊單立管的消除水舌現象及減緩立管水流速度的功能，大部分處于水膜流狀態，噪音往往比特殊配件單立管系統較高一些。

故特殊配件單立管排水系統還是有一定的優勢，可以推廣使用。

表4　管道噪音

3　特殊配件單立管排水系統在設計過程中的注意事項

特殊配件單立管排水系統具有很多優點，但也有一些特殊要求，在設計使用過程中也要注意該系統的特殊性，應滿足該系統的技術要求，以下問題應引起注意[2，4]:

(1)采用特殊配件單立管排水系統的建筑，無排水橫支管接入的樓層應設置直通(無分支)加強型旋流器，層高大于6m的樓層也應在該樓層立管中部增加設置直通(無分支)加強型旋流器，以補償水流下落過程中因管段過長而使旋轉力度減弱。

(2)特殊配件單立管排水系統的管材和管件應根據各種產品特性選擇。內螺旋系統和AD系統的立管應采用有關內螺旋管材；其他大部分系統立管的管材和管件可自由組合，但應注意內壁光滑吻合，系統的橫管(包括橫支管和橫干管)均應采用普通排水管材和普通排水管件，立管傾斜安裝時也不得采用內螺旋管。

(3)當每層要求預留的橫支管接口數量為小于或等于2個時，可采用普通型旋流器系統；每層要求預留的橫支管接口數量為小于或等于4個時，宜采用加強型旋流器系統；每層要求預留的橫支管接口數量為小于或等于6個時，宜采用蘇維托系統；同時，也應復核排水立管排水能力來選擇合適的系統。

(4)目前，所有特殊單立管排水系統排水能力測試方法中的每層最大流量為2.5L/S，而多廁位公共衛生間的設計排水秒流量一般大于2.5L/S，同時特殊單立管排水系統中的排水立管管徑為DN100，不允許大于DN100管徑的支管接入，故多廁位公共衛生間不宜采用特殊單立管排水系統(隨著技術的發展，現在特殊雙立管排水系統也發展成熟，這樣可以加大特殊管件排水系統的應用，這里不作引申)。住宅、酒店、公寓、學校、醫院、宿舍等建筑中單廁位衛生間或排水流量不大于2.5L/S的盥洗室等排水系統可采用特殊單立管排水系統，住宅建筑在本套內每層接入特殊單立管排水系統排水立管的大便器數量不應超過2個；除住宅外，其余建筑每層接入每根特殊單立管排水系統排水立管的大便器數量不應超過1個。

(5)特殊單立管排水系統排水立管不宜偏置，當實際工程運用中往往難以避免，在設計過程中，當立管偏置時往往忽略需按要求采取措施才能保證系統正常運行，從而導致此系統達不到排水要求。故，立管偏置時需采取下列相應技術措施，如圖3所示。

圖3　立管偏置的技術措施

4　特殊配件單立管排水系統在實際工程中存在的問題分析

隨著特殊單立管排水系統的出現，市場上不斷出現各種產品迎合設計的要求，但很多產品無法出具權威測試數據，都是根據某些合格產品仿制出來，無法達到實際的排水能力要求；在一些工程的施工過程中，也常見到管道在偏置安裝時未按設計要求施工，達不到排水能力要求；同時有些施工單位對施工工藝掌握不成熟，造成管道漏水等問題。所以，施工現場應嚴把產品質量關，應核查產品的各種資料，同時在施工過程中要做好預埋，按產品的施工工藝要求安裝；最后按驗收標準做灌水及通水試驗等，保證系統的安全正常運行。

5　結語

特殊配件單立管排水系統無需專用通氣立管而能改善系統中的氣壓波動與水流工況，又增大排水能力，同時具有節約管材降低造價、增加建筑使用面積、縮短工期及減少排水噪音等優點，所以，在工程設計及實施過程中應積極推廣應用。

[1]GB50015-2003 建筑給水排水設計規范(2009年版)[S].北京：中國計劃出版社，2010.

[2]CECS 79：2011特殊單立管排水系統技術規程[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[3]CECS287：2011漩流降噪單立管排水系統[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[4]CECS307：2012 加強型旋流器特殊單立管排水系統技術規程[S].北京：中國計劃出版社，2012.

Special design and application of single stack drainage system and discussion

DENG Ni

(Xiamen Hordor Architecture & Engineering Design Group Corp.,LTD.,Xiamen 361004)

Introduce the origin、composition、characteristics and structure of the special single stack drainage system；expound the matters needing attention in the design of the special single stack drainage system equally; At the same time, compare special single stack drainage system and special ventilation tube drainage system in space usage、pipe noise and project cost ，it is concluded that special single stack drainage system can improve the system of pressure wave and flow conditions without Special ventilation riser，and increase the drainage ability, at the same time，special single stack drainage system can save pipe、reduce cost、Increased building usable floor area、shorten construction period、and reduce drainage noise etc。The system should be actively popularized in the process of engineering design and implementation process.

Specific vent stack;Drainage capacity;The special single riser;Cyclone;Bias

鄧妮(1982.10-),女,工程師。

E-mail:26607111@qq.com

2016-06-23

TU992.03

A

1004-6135(2016)08-0110-05