特殊单立管立管排水系统的设计应用及探讨

邓　妮

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司 　福建厦门　361004)



特殊单立管立管排水系统的设计应用及探讨

邓妮

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司 福建厦门361004)

介绍特殊单立管排水系统的由来、组成、特点及构造，并对特殊单立管排水系统与专用通气立管排水系统进行比较，得出特殊配件单立管排水系统无需专用通气立管而能改善系统中的气压波动与水流工况，又增大排水能力，同时具有节约管材、降低造价、增加建筑使用面积、缩短工期及减少排水噪音等优点，为此系统的推广及应用提供借鉴。

专用通气立管;排水能力;特殊单立管;旋流器;偏置

0　引言

2009年版《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)[1]第4.6.2条规定：“下列情况应设通气立管或特殊配件单立管排水系统：(1)生活排水立管所承担的卫生器具排水设计流量，当超过本规范表4.4.11中仅设伸顶通气管的排水立管最大设计排水能力时；(2)建筑标准要求较高的多层住宅、公共建筑、10层及10层以上高层建筑卫生间的生活污水立管应设置通气立管。”从规范角度明确排水能力不足、标准要求较高、10层及以上高层建筑应设通气立管或特殊配件单立管排水系统。目前，高层建筑越来越多，标准要求也越来越高，这就要求设计通气立管或特殊配件单立管排水系统越来越普遍。

1　特殊配件单立管排水系统概述

1.1系统的由来

排水立管分别采用特殊管件、特殊管材或同时采用特殊管件、特殊管材的单根立管的排水系统，称之为特殊配件单立管排水系统。特殊单立管系统技术起源于欧洲，欧美及日本应用已有四十多年，早在1969年由瑞士的SOUBENTO技术发展起来，在多年的实际使用中不断进行技术改进，系统越来越完善；在日本，特殊单立管排水系统被广泛应用于高层住宅楼、宾馆、医院等各种场所，使用情况良好，得到广泛好评。后来引进国内后又对系统技术进行了很大的改进；具体为加大了接头内径、调整了叶片角度等，使立管通水能力达到最大时不会破坏器具水封，并控制水封损失值在25mm以下，管内空气正负压在±40mmAq以内，以至于排水立管的排水能力完全达到超高层建筑的排水要求。国内的规范于2009年才确立了特殊单立管系统的应用范围，故国内的单立管系统近几年才大量开始铺向市场。特殊单立管系统因节省材料、排水流量大等各项优势，弥补了普通单立管和普通双立管各自的缺点。

目前常见的特殊单立管排水系统有：漩流降噪单立管排水系统、GY型单立管排水系统、旋流加强(CHT)型单立管排水系统、CJW型单立管排水系统、WAB型单立管排水系统、AD型单立管排水系统、TTC型单立管排水系统、DT型单立管排水系统等等[2]。

1.2系统的特点

单管排水又排气，在没有设专用通气立管的情况下增大排水能力，达到所要求的排水量；由于省去了专用通气立管，所以节省管材的成本，同时也节省了一根通气立管的空间位置；安装和维修更方便简捷，至少可以少安装一根立管就可以基本达到同等排水效果；管材和管件质量更有保证，由于产品生产比普通排水管要求高，相应的企业要求也比较高，故产品质量要求也相应提高。

导流叶片型旋流器可采用并列设置或上下设置。管件和管材可采用相同材质，也可采用不同材质，当采用不同材质时，应保证管材和管件接口的密封性，同时也应保证内壁衔接光滑。特殊单立管排水系统的立管底部可采用下部特殊管件或设置泄压管；下部特殊管件可采用变径弯头、大曲率半径弯头或变断面弯头；当采用泄压管时，排水立管底部和泄压管底部均可采用普通弯头(含2个45°弯头)。特殊单立管排水系统的立管采用特殊管材时应采用螺旋管，有普通型和加强型两种。立管倾斜安装时不得采用螺旋管。特殊单立管排水系统的立管，其管件和管材可自由组合，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。特殊管件导流叶片的螺旋肋、螺旋管的螺旋肋均应为逆时针方向(北半球)。

1.3系统的组成及构造

特殊配件具有改善排水系统水力工况和气压波动的功能，特殊配件分上部特殊管件和下部特殊管件。上部特殊管件用于连接排水横支管与排水立管，不仅用于正常排水外，更能消除水舌现象、减缓立管中水流速度或使水流形成旋流等功能要求，按构造分苏维托和旋流器；下部特殊管件用于连接排水立管与横干管或排出管，除正常排水外，更能满足气水分离、消能等功能要求和缓解壅水现象等，按构造分为变径弯头、大曲率半径弯头和变断面弯头,如图1所示。

图1　特殊单立管排水系统

1.4简单介绍漩流降噪单立管排水系统

特殊单立管排水系统很多种形式，目前旋流降噪单立管排水系统应用比较广，下面就先介绍一下这种形式。

漩流降噪单立管排水系统分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型为特殊管件和普通管材组成的单立管排水系统，其排水立管为塑料排水光壁管，上部特殊管件为漩流降噪管件，下部特殊管件为导流接头和大曲率底部异径弯头。Ⅱ型为特殊管件和特殊管材组成的单立管排水系统，其排水立管采用内螺旋管，上部特殊管件为漩流降噪管件，下部特殊管件为大曲率底部异径弯头[3]。上部特殊管件及下部特殊管件的构造功能等如前所述。Ⅰ型漩流降噪单立管排水系统适用于排水层数≤18层的建筑，Ⅱ型漩流降噪单立管排水系统适用于排水层数>18层的建筑。同时，此系统在设计过程中的注意事项详见本文第3点。

在“国贸润园”及“龙岩国贸天琴湾”的设计中，卫生间排水系统采用了漩流降噪单立管排水系统，因工程的建筑层数均为33层，故选用了Ⅱ型漩流降噪单立管排水系统。卫生间排水管采用PVC-U加强型内螺旋排水管，上部特殊管件采用GH102A漩流三通管件,胶粘连接，下部特殊管件采用DB102A大曲率底部异径弯头，胶粘连接。在设计前期，业主曾质疑过此系统是否更好，更利于用户使用，后对占用空间、造价及噪音进行分析后，业主也接受了此系统的设计实施。工程施工过程中，施工单位在厂家的指导下安装，未出现较难施工或无法施工的现象，施工现场反应良好。国贸润园项目一部分已通过验收，验收时的通球试验也较顺利，国贸润园项目在交付使用的一年多时间里，未出现排水不畅、排水噪音大等问题，用户反应良好。

2　专用通气立管排水系统与特殊配件单立管排水的比较

2.1排水能力分析

表1　生活排水立管最大设计排水能力

注：当排水层数在15层以上时，宜乘0.9系数。

表2　生活排水立管达最大设计排水能力时所对应的排水层数

2.2经济分析

假定特殊单立管排水系统的排水管及专用通气管排水系统的排水管均采用同一管材，专用通气立管排水系统的通气管采用普通UPVC排水管。对于一栋18层的住宅，层高3m，则通气管管径采用DN100，长度为52m。采用特殊单立管排水系统(WAB型)与设专用通气立管的排水系统的造价如表3所示(此表仅表示两种系统不同的管材配件及其施工费用等)。由表3 可知，特殊单立管排水系统多了WAB型加强型旋流器、WJ型不锈钢管箍橡胶密封圈、铸铁WAB底部异径弯头等配件的材料及施工费用，其费用之和3 635元，而专用通气立管排水系统多了UPVC通气管DN100、通气管穿楼板阻火圈、通气管穿楼板套管的费用，此费用之和为4 344元。此二者费用之差为709元。特殊单立管排水系统与由于特殊单立管系统少了专用通气管及其施工，同样少了通气管、通气管的阻火圈、通气管穿楼板的套管等，节省了安装人工费用和材料成本费用。对于一栋18层建筑的一根卫生间排水管道系统，特殊单立管排水系统的造价比专用通气管排水系统少近700元，这样一栋楼乃至一个小区累积起来就可观了。表3所示的特殊单立管系统中的旋流器、底部异径弯头等均采用金属材料，若采用塑料材质，则此系统会节省更多费用。

表3　造价

2.3占用空间分析

对于特殊配件单立管排水系统,只占一个排水管空间，而专用通气管排水系统占据了2根排水管的空间，如图2所示，排水管以DN100排水塑料管为例(塑料管外径为110mm)，特殊配件单立管旋流器以WAB型导流三通为例(特殊配件外径为164mm)。专用通气管排水系统的立管占据了卫生间空间为420mm*210mm，特殊配件单立管排水系统的立管仅占据卫生间264mm*284mm的空间。特殊配件单立管排水系统提高了卫生间的使用面积，而且更方便业主日后的装修使用。

图2　占用空间

2.4噪音分析

在普通的排水系统中，在排水立管中由于排水横管与排水立管交接处的水流形成了水舌，在水舌的阻碍作用下，水流在下落的过程中会形成漩涡水膜或气塞流，这两种状态的急剧变化使立管中的空气体压缩、膨胀，水流在与排水管壁发生撞击的时候同时也与气流碰撞，这两种声音混杂在一起就会引发很大的噪音。而特殊配件单立管排水系统通过上部特殊配件的导流套、中部整体扩容段设置的横支管切线进水导流槽(旋流直通无横支管接口)及下部漏斗状导流套内设置的加强型导流螺旋肋，能使立管中的水流和横支管汇入水流快速形成附壁螺旋流，保证管内中间空气通畅，消除水舌现象，减缓立管水流速度，降低立管水流噪音。根据某检测部门提供的检测报告如表4所示，特殊配件单立管排水系统的排水噪音比PVC-U及铸铁排水管道的噪音低。而专用通气立管排水系统并没有特殊单立管的消除水舌现象及减缓立管水流速度的功能，大部分处于水膜流状态，噪音往往比特殊配件单立管系统较高一些。

故特殊配件单立管排水系统还是有一定的优势，可以推广使用。

表4　管道噪音

3　特殊配件单立管排水系统在设计过程中的注意事项

特殊配件单立管排水系统具有很多优点，但也有一些特殊要求，在设计使用过程中也要注意该系统的特殊性，应满足该系统的技术要求，以下问题应引起注意[2，4]:

(1)采用特殊配件单立管排水系统的建筑，无排水横支管接入的楼层应设置直通(无分支)加强型旋流器，层高大于6m的楼层也应在该楼层立管中部增加设置直通(无分支)加强型旋流器，以补偿水流下落过程中因管段过长而使旋转力度减弱。

(2)特殊配件单立管排水系统的管材和管件应根据各种产品特性选择。内螺旋系统和AD系统的立管应采用有关内螺旋管材；其他大部分系统立管的管材和管件可自由组合，但应注意内壁光滑吻合，系统的横管(包括横支管和横干管)均应采用普通排水管材和普通排水管件，立管倾斜安装时也不得采用内螺旋管。

(3)当每层要求预留的横支管接口数量为小于或等于2个时，可采用普通型旋流器系统；每层要求预留的横支管接口数量为小于或等于4个时，宜采用加强型旋流器系统；每层要求预留的横支管接口数量为小于或等于6个时，宜采用苏维托系统；同时，也应复核排水立管排水能力来选择合适的系统。

(4)目前，所有特殊单立管排水系统排水能力测试方法中的每层最大流量为2.5L/S，而多厕位公共卫生间的设计排水秒流量一般大于2.5L/S，同时特殊单立管排水系统中的排水立管管径为DN100，不允许大于DN100管径的支管接入，故多厕位公共卫生间不宜采用特殊单立管排水系统(随着技术的发展，现在特殊双立管排水系统也发展成熟，这样可以加大特殊管件排水系统的应用，这里不作引申)。住宅、酒店、公寓、学校、医院、宿舍等建筑中单厕位卫生间或排水流量不大于2.5L/S的盥洗室等排水系统可采用特殊单立管排水系统，住宅建筑在本套内每层接入特殊单立管排水系统排水立管的大便器数量不应超过2个；除住宅外，其余建筑每层接入每根特殊单立管排水系统排水立管的大便器数量不应超过1个。

(5)特殊单立管排水系统排水立管不宜偏置，当实际工程运用中往往难以避免，在设计过程中，当立管偏置时往往忽略需按要求采取措施才能保证系统正常运行，从而导致此系统达不到排水要求。故，立管偏置时需采取下列相应技术措施，如图3所示。

图3　立管偏置的技术措施

4　特殊配件单立管排水系统在实际工程中存在的问题分析

随着特殊单立管排水系统的出现，市场上不断出现各种产品迎合设计的要求，但很多产品无法出具权威测试数据，都是根据某些合格产品仿制出来，无法达到实际的排水能力要求；在一些工程的施工过程中，也常见到管道在偏置安装时未按设计要求施工，达不到排水能力要求；同时有些施工单位对施工工艺掌握不成熟，造成管道漏水等问题。所以，施工现场应严把产品质量关，应核查产品的各种资料，同时在施工过程中要做好预埋，按产品的施工工艺要求安装；最后按验收标准做灌水及通水试验等，保证系统的安全正常运行。

5　结语

特殊配件单立管排水系统无需专用通气立管而能改善系统中的气压波动与水流工况，又增大排水能力，同时具有节约管材降低造价、增加建筑使用面积、缩短工期及减少排水噪音等优点，所以，在工程设计及实施过程中应积极推广应用。

[1]GB50015-2003 建筑给水排水设计规范(2009年版)[S].北京：中国计划出版社，2010.

[2]CECS 79：2011特殊单立管排水系统技术规程[S].北京：中国计划出版社，2011.

[3]CECS287：2011漩流降噪单立管排水系统[S].北京：中国计划出版社，2011.

[4]CECS307：2012 加强型旋流器特殊单立管排水系统技术规程[S].北京：中国计划出版社，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

邓妮(1982.10-),女,工程师。

E-mail:26607111@qq.com

2016-06-23

TU992.03

A

1004-6135(2016)08-0110-05