浅议高层建筑特殊单立管排水系统

(广西建筑综合设计研究院)　 蓝燕 吴宁霞 钟桂芳 黄自勤
地址：广西南宁市华东路39号 邮编：530011
电话：0771-2438087 传真：0771-2435011

　　提要：本文介绍了国内外常用的几种特殊单立管排水系统，提出吸气阀单立管排水系统值得在工程设计中推广应用。
　　关键词：吸气阀 特殊单立管排水系统 苏维脱 旋流式 螺旋管

　　改革开放给城市建设带来勃勃生机，高层建筑大量兴建，促使了排水系统不断改进。传统的排水系统即由排水管与通气管组成的双管制（或三管制）排水系统。尽管得到长期实践的认可.但终因耗用大量的管材，占用较大的面积，使它的发展受到一定的限制。因此，从60年代起.就有了取消通气立管的单立管排水系统。本文就单立管排水系统在高层建筑的应用谈点自己的经验和看法。

1 单立管排水系统的优越性

　　单立管排水系统即一根立管具有排水与通气的双重功能，因此相对双立管系统它具有节省管材、减少占用面积、减轻荷载、维护方便、缩短工期、造价低等诸多优点，广受建设者的青睐。设有特殊配件的单立管排水系统由于扩容、分流等作用更有利于改善立管的水力工况，减少管内压力波动和避免水封破坏。因此国内外的专家学者都非常重视特殊单立管排水系统的研究，并取得了一定的成果和经验。

2 采用较多的几种特殊单立管排水系统

2.1苏维脱单立管排水系统
　　该系统是瑞士弗理茨·苏玛于 1959年研制开发的；是采用一种使气水混合或分离的特殊配件替代一般管件的单立管排水系统。它由两部分组成，一个是设在立管与每层按支管间连接处的混流器，其作用是限制立管内的液体与气流的速度，并使从支管流来的污水有效地同立管中的空气混合.另一个是设在立管底部的跑气器，它的作用是把气体从污水中分离出来，用一根跑气管引到排出管的下游，从而防止了立管底部产生过大的正压力，保证污水畅通地流出排出管。
2.2旋流式单上管排水系统
旋流式单立管系统是法国建筑科学技术中心在进行了多次试验的基础上提出的单立管系统.它是由各个楼层的排水横支管与立管上的旋流配件及装设于立管底部的“特殊排水弯头”（也叫旋流排水弯头）组成。该系统的水流呈水平旋转，沿立管管壁向下流动，在立管的内壁形成水膜流，在管道中心形成管心气流，并且通过伸顶透气管与外界空气相通，还通过立管底部的特殊排水弯头与排出管的气流连通，因而保证了系统中压力的稳定，具有良好的排水与通气能力，而且由于管内污水旋流运动的特点排水时管道噪音很小。
2.3旋管单立管排水系统
　　螺旋管单立管排水系统由螺旋管与偏心进水组成，螺旋管内壁有6条间距5mm的三角形螺旋线，污水沿螺旋线旋转下落，在管中心形成一个通畅的空气柱，提高了排水能力。偏心进水三通与排水立管的连接不对中，能把根支管流来的污水从周围切线方向导入立管，起到削弱支管进水水舌的作用，避免水塞形成；稳定气压波动.降低噪音.备受用户欢迎。
　　以上几种特殊单立管排水系统均先后在国内外推广应用，笔者在此介绍一种尚未在国内广泛使用的吸气阀单立管排水系统。

3 吸气阀单立管排水系统

　　高层建筑排水系统功能的完善与否，在很大程度上取决于立管的排水与通气能力的大小.由于高层建筑排水立管较长，承接的卫生洁具多，当排水量很大时易形成水塞，引起立管内气体压力的激烈波动。造成立管的有压冲击流，如果立管上部补气不足，底部排气不畅，则求塞前方将形成正压，后方形成负压，造成根支管上所连接的卫生洁具的存水骛回压与抽吸现象，严重时会破坏鳖个排水系统的正常工作.如果在立管顶部安装吸气阀，并在每隔8～12层立管上安装一只吸气阀将大大改善高层建筑排水土管的水流工况，目前日本东京 Echigo—Yuzowo Niigoto Prefe cture写字楼（32层超高层建筑）安装了吸气阀，经与生产厂家联合测试证明既高效又安全。
3.1 吸气管单上排水管排水系统的组成
　　吸气阀单立管排水系统是在立管顶部和每隔8～12层的立管上备装一只吸气阀（如根支管连有 6个及 6个以上大使器也应装一只φ32～φ50吸气阀，可以增大立管负载能力）的单立管排水系统，它的主要配件仅吸气阀一种，系统非常简单。
　　该吸气阀由瑞典生产，具有20多年历史，已风靡欧洲、日本和美国，我国深圳、广东、广西、湖北、湖南等地已有不少建筑正在推广使用。
　　最近，我院在一栋 25层楼的建筑内采用了吸气阀单立管排水系统，如图 1。并有立管 12报，每根长约 95m，如采用双立管系统，需增加 12根 De75通气管，加上阻火圈、H管等配件需材料费约4.1万元，而单立管仅需1，1万元，若算上人工费，双立管造价将更高，且占空间，检修不便。
3.2吸气阀的工作原理及性能
　　吸气阀利用重力差压式工作原理，在微负压状态下工作（远小于13mm水柱）确保只吸气不排气。当排水管内压力降低时，阀瓣沿中心导轨浮起，吸进空气，防止负压抽吸水封（如图2）。当管内压力升高时，阀瓣因自重沿中心导轨落下，严密关闭阀口，阻止排水系统的臭气进入室内（如图3）。
　　当排水管下游堵塞时，上游的空气被封闭在管内。阻止上游排水，所以一旦发现卫生器具排水水位下降缓慢便可提前请通，防患于未然。
3.3吸气阀设计、安装注意事项
　　（1）为使排水系统吸进的空气顺利的排至室外，设计时注意底层排出管管径务必比立管放大1～2级。
　　（2）因吸气阀只有吸气功能，故美国、英国规范要求，应用吸气阀的高层建筑或住宅小区，均要适量安装伸顶通气帽，其目的是排除市政下水道内的有害气体。
　　（3）必须垂直安装，通常装于可以接近的地方。
　　（4）须安装在空气自由流通的地方，如通风的阁楼空间：带格栅盖的墙体挖孔内；便池或洗涤池下方P形存水弯支管上；地下室、车库和洗衣房等空气流通的地方。

结语：
　　吸气阀用于高层建筑，因具有大容量吸气能力和排水当量负载能力，可简化排水系统，降低建筑成本，忧化屋面结构。
　　吸气阀用于多层建筑因只吸气不排气，可以在室内安装，不必伸出屋顶影响建筑美观，同时也免除了屋面漏水处理难及塑料管难固定等问题，从而降低了综合成本。
　　由于吸气阀在微负压下工作，其性能可靠，无论用在高层或多层均能优化设计，筒化安装，降低成本。因此笔者认为吸气阀可以在工程中推广采用。