淺析排水系統中通氣立管的設置

路茜茜

中外建工程設計與顧問有限公司濟南分公司（250000）

1 排水系統常出現的問題

隨著現代生活質量的提高，人們對房屋使用上的要求也越來越嚴格，尤其是隨著高層，甚至是超高層的建筑越來越多，也給從事建筑及設備設計的設計人員帶來很多困難，排水系統中的問題逐漸增多。如新聞上經常出現哪個樓盤上的一樓被水淹了，哪一層排水排不下去，甚至有的衛生間一直返臭味。這些本應在給排水系統設計的過程中解決的問題，因為排水管、通氣管的設置不合理，造成了嚴重的后果，不僅影響了用戶的使用體驗，甚至直接造成了經濟損失。所以如何更加安全合理地設計排水管，一直是一個不容忽視的難題。

如何避免在使用的過程中出現地漏反味、馬桶溢水、管道堵塞的問題，但又不能過分地加大管徑，盲目設置排水設施，既要保證整個系統的正常運行，又要考慮到節省投資。如何設計出經濟合理、使用方便、符合要求的排水系統，尤其考驗設計師的設計水平。

2 關于通氣管

通氣管是使排水管道能夠流動暢通且維持排水系統壓力穩定不可或缺的組成部分。是否設置通氣管，設置什么形式的通氣管，直接影響排水立管的排水能力，不管是在《建筑給水排水設計標準》（GB 50015-2019）中（以下簡稱“建水標準”），還是在行業技術措施中，都明確了排水系統在設置伸頂通氣、專用通氣、自循環通氣、特殊單立管通氣時，不同管徑下的最大設計排水能力，其中因為通氣管的形式不同，排水能力最多能差3.6倍，由此可見，通氣立管對排水能力影響之大。

由于排水立管是氣液兩相流，而且是非滿流設計，要想把污廢水順利地排出室外，不造成堵塞，必須設置通氣管。通氣管可以將排水管道中的氣體排至室外，同時補給空氣，減少管內壓力變化。

然而，在規范更新換代的過程中，對于通氣管的設置要求也發生過不小的變化，最明顯的就是在2009版“建水標準”中，增加了特殊單立管這一說法，肯定了加強型旋流器單立管排水較大的通水能力。在2019版“建水標準”中也對通氣立管的設置要求進行了更加詳細的說明。規范的內容也在與時俱進地更新，大膽納入新材料和新方法。

3 幾種常用形式的通氣管

3.1 伸頂通氣管

將原有排水立管向室外延伸，位于排水立管頂端的這一處管道便是伸頂通氣管。需要注意的是，通氣管管材與排水立管管材應相同。“建水標準”中規定，通氣管高出屋面不得小于0.3 m，而在經常上人的屋面，應高出屋面不小于2 m。這樣設置的目的，不僅是為了把管內氣體順利排出室外，而且還要保證人員安全[1]。

伸頂通氣管是如今在排水系統設計中最常用的一種形式，因為其不僅具有占地空間小、節省管材、節省一次性投資等優點，還能很好地滿足排水立管的通氣要求。因此，當設計人員根據建筑形式，衛生器具計算出來排水流量后，在滿足規范要求的前提下，伸頂通氣管無疑是一項很好的選擇。

3.2 環形通氣管

環形通氣管布置在衛生器具的排水橫支管上，從始端衛生器具接至立管上的一段管道。“建水標準”中明確規定，連接4個及4個以上衛生器具且橫支管的長度大于12 m的排水橫支管，連接6個及6個以上大便器的污水橫支管，設有器具通氣管，特殊單立管偏置，這幾種情況下需設置環形通氣管，并且明確禁止用吸氣閥替代環形通氣管。

3.3 專用通氣管

專用通氣管就是專門設置一根管道用來通氣，僅與排水立管相連接。這種通氣管雖然通氣效果最好，但具有占地空間大、一次性投資高等問題。

除此之外，通氣管的接連部位和連接形式都有具體的要求，對設計和施工都有不小的挑戰。

4 特殊單立管

為了適應時代發展，新型管道材料應運而生，甚至專門有新的技術規程來說明，足以見得隨著規范規定得越來越嚴格，整個建筑行業也在尋求新的方法解決這一難題。

為了能夠有效解決排水立管排氣的問題，市場上推出了新型特殊單立管管材，這種管道既能滿足立管的排水要求，又能滿足排氣要求，也就是常說的特殊單立管。在滿足規范的前提下，特殊單立管省去一根專用通氣管，有效節省成本和占用空間，出臺的相應技術規程也表明行業和市場是接受并允許的。文章以內螺旋UPVC排水管和旋流加強型CHT特殊單立管舉例進行說明。

4.1 內螺旋UPVC排水管

內螺旋UPVC排水管，已經被廣泛使用在建筑排水系統中，常被用作排水立管。它的工作原理是排水管內壁與管壁形成的三角形螺旋可起導流作用，水流沿內壁呈螺旋狀下落時，可以在排水管道的中間形成通暢的空氣柱，能夠降低排水立管內的壓力波動，防止破壞衛生器具水封，能夠增加管道的排水能力。《建筑排水內螺旋管道工程技術規程》（T/CECS 94-2019）中明確規定，建筑內螺旋排水管道的生活排水設計秒流量計算可按“建水標準”的規定進行計算，得到的數值宜乘以1.1～1.6流量修正系數作為生活排水管道設計秒流量的結果。可見，內螺旋管道能有效地增大排水流量[2]。

但要注意選用管材時，應符合相應的現行行業標準，選取符合標準的管材及配套構件。另外，由于排水橫管水流是沿切線方向流入排水立管,避免進水水流與立管水流碰撞,保證立管水流螺旋狀下落,形成較為密實的旋轉水流,同時極大地降低管道系統噪聲。

4.2 旋流加強型CHT特殊單立管

這種管材主要是通過立管上部特制配件和立管下部特制配件，使立管水流和橫支管匯入水流快速形成旋流，且能滿足氣水分離，能夠使水流沿管壁螺旋向下流動，而管道中間聚集的氣體能夠迅速地排出室外，能夠有效降低管道內的正壓波動，改善橫管水力工況。由于特制配件是關鍵所在，因此在采購配件時，需滿足相應規范和標準要求，才能保證排水流量。

可見，通過合理使用管材也可以設計出更加經濟有效的排水系統。

5 具體建筑具體分析

每種通氣管都有其優勢和弊端，在設計排水系統時，要具體問題具體分析，面對不同類型的建筑形式、衛生間形式，甚至是衛生器具的數量，選擇最合適的排水系統。對于一般建筑，用伸頂通氣立管可以滿足要求，如規范中給出DN100管徑的排水立管排水能力是4 L/s，DN150管徑的排水立管的排水能力是6.4 L/s。可見，通過增大排水立管管徑增大排水能力也不失為一種方法。下面以高層病房樓和高層辦公樓為例進行說明。

5.1 高層酒店、病房樓

酒店客房和醫院病房有許多相似之處，衛生間的布置也是大同小異。通常情況下，衛生間里面的衛生器具包括洗臉盆、大便器、淋浴器等。布置排水系統時，排水立管和通氣立管的布置就成了整個系統的關鍵。

下面以某醫院16層病房樓為例。病房樓首層單排，因此計算病房層數總共是15層，因為像這樣的建筑物通常都是每個病房單獨設置排水立管，所以以一間病房為單元進行計算。

首先，計算排水設計秒流量。旅館、酒店式公寓、醫院等建筑的計算公式是相同的。取洗臉盆排水流量0.25 L/s，排水當量0.75；大便器排水流量1.2 L/s，排水當量3.6；淋浴器排水流量0.15 L/s，排水當量0.45。根據“建水標準”，按公式4.5.2進行計算，也就是一根排水立管上需要負擔15個洗臉盆、15個大便器和15個淋浴器的排水。經計算得到計算管段排水設計秒流量為2.73 L/s。

得到這個數據后，與給排水標準上的表4.5.7進行對比，表中DN100排水立管設置伸頂通氣后的最大設計排水能力為4.0 L/s＞2.73 L/s。可見，此種類型就能滿足計算管段的排水流量。

因此，像這種16層病房樓，每個病房單獨設置排水立管的情況，流量如上述計算，且排水橫管長度不大于12 m的情況下，采用DN100伸頂通氣的排水立管足以滿足排水要求。

5.2 高層辦公樓

同樣以16層為例，建筑功能為辦公樓，也是設計中常見的建筑形式。這種建筑一般情況下不會分散獨立設計衛生間，通常是在每層相同位置設置公共衛生間。這類衛生間，衛生器具通常比較多，計算和設計起來要比一般建筑復雜不少。

本建筑設定為:男、女衛生間，相鄰設置，每個衛生間分別設置兩個洗臉盆和拖布池，女衛生間設置5個大便器，男衛生間設置3個大便器和3個小便器。取洗臉盆排水流量0.25/s，排水當量0.75；大便器排水流量1.2 L/s，排水當量3.6；拖布池排水流量0.33 L/s，排水當量1；小便器排水流量0.1 L/s,排水當量0.3。根據“建水標準”公式4.5.2進行計算[3]。

像這樣的衛生間可以有兩種布置形式，第一種可以設置一根立管進行排水，第二種男、女衛生間分別設置立管進行排水。

先說第一種形式，如果設置一根立管，這種布置形式有極大的可能會造成排水橫支管上連接4個及4個以上的衛生器具，或者連接6個及6個以上的大便器，也就是滿足“建水標準”中規定的設置環形通氣管的條件。利用“建水標準”公式4.5.2計算。此時一根排水立管上需要負擔60個洗臉盆、120個大便器、30個拖布池和45個小便器的排水，經計算得到計算管段排水設計秒流量為5.20 L/s。對照“建水標準”表4.5.7，如果已經設置環形通氣管，DN100的排水管最大設計排水能力為5.9 L/s，可以滿足要求。

對于第二種形式，男、女衛生間分別設置立管，男衛排水立管需要負擔30個洗臉盆、45個大便器、15個拖布池和45個小便器的排水，經計算得到計算管段排水設計秒流量為3.71 L/s＜4 L/s。因為這種情況可以通過設計避免排水橫支管設置環形通氣管的條件，因此不考慮設置環形通氣管。女衛生間排水立管需要負擔30個洗臉盆、75個大便器、15個拖布池的排水，經計算得到計算管段排水設計秒流量為4.31 L/s＜6.4 L/s。對照“建水標準”表4.5.7，男衛生間可設置DN100設伸頂通氣的排水立管，女衛生間可設置DN150設伸頂通氣的排水立管，也可以設置專用通氣立管的排水立管形式，同樣可以滿足要求。

5.3 首層單排

無論是進行高層還是多層設計，總是不可避免地碰到首層單排的問題。究其原因，污水立管的水流速度大，而在立管轉水平管時，流速突然變小，就使得立管底部產生正壓。這一現象會使靠近立管底部的衛生器具的水封遭受破壞，進而導致衛生器具發生冒泡、滿溢的現象。在一般建筑中，首層的排水很容易出現上述狀況，如果出現，會嚴重影響使用，因此，“建水標準”中明確規定，排水立管的最低橫支管應與排水立管保持一定的距離，用來避免此類現象的發生。具體規定見“建水標準”表4.4.11，表中明確規定，根據排水立管連接的衛生器具數，決定是否要設置底層單獨排出。

相關規范明確規定，最低橫支管單獨排出是解決立管底部造成正壓影響最低層衛生器具使用的最有效辦法。由此可見，對于不同建筑物和建筑功能，應靈活布置排水立管及通氣管。為了使用方便和經濟節省，設計人員可以靈活布置立管，改變排水系統的布置形式，來達到既滿足規范要求，又能節省投資的目的。但也要注意，在規范中明確要求必須設置通氣管的部位，一定要無條件滿足規范。

6 結語

通氣管的布置不是一成不變的，是根據建筑物的形式、衛生間的布置以及設計人員的思路靈活變化的，因此，只有理論聯系實際，利用合理的設計和精確的計算才能設計出一套經濟合理的排水系統。