虹吸雨水排水施工及振动噪声气密性控制技术

2012-03-23谭小友

城市建设理论研究 2012年4期

关键词：气密性噪声振动

谭小友

摘要：本文结合广州科学城综合研发孵化区B组团B2-B3工程中使用虹吸排水系统，重点

介绍了在安装过程中如何控制虹吸排水系统振动大、噪音高、气密性差的技术处理，并介绍

了在控制虹吸排水系统振动、噪音、气密性的特点以及其实用性、创造性、先进性。

关键词：虹吸雨水排水；振动、噪声、气密性；问题；保证措施

Abstract: combining with guangzhou science city integrated r&d FuHuaOu B group B2-B3 engineering of the siphon drainage system use, this paper introduces the process of how to control the installation siphon drainage system vibration noise, air tightness, high poor technology processing, and introduces the siphon drainage system in control of vibration and noise, air tightness of characteristic and its practicability, creative, advanced.

Keywords: siphon rainwater drainage; Vibration and noise, air tightness; Problem; Guarantee measures

中图分类号： TU992 文献标识码：A文章编号：

前言

随着国内经济的持续快速发展，会展中心、体育场馆、图书馆、火车站、航站楼、大跨度厂房，各种新型、异型、结构复杂等建筑在全国各地如雨后春笋般拔地而起。由于传统的重力雨水排水系统的技术性限制已经不能解决这些大跨度的雨水排放问题，如何利用新型的排水技术解决这类大跨度屋面的雨水排放问题已迫在眉睫。目前国内绝大部分屋面仍采用重力流技术排水，但重力流系统排水管道之多和排水坡降之大将严重影响建筑室内有效净空高度，影响使用功能，并且造成室外雨水井数量过多。在屋面面积大、造型独特的情况下，选择压力流排水系统具有更大的灵活性和优越性，不但可迅速排除屋面雨水，而且解决了雨水管与建筑装修的矛盾。传统重力流排水优点是设计施工方便，造价低，但随着建筑技术的不断发展，这种技术越来越难以满足对于复杂结构或大面积屋面对排水的要求。在这种背景下，压力流技术应运而生。压力流虹吸式屋面雨水排放系统是一种新型的雨水排放方案，与传统的重力式雨水排放系统比较有各种优越性。但虹吸雨水排水系统在应用中普遍存在振动大、噪音高、气密性差等问题有待更好的解决。现本人结合在广州科学城综合研发孵化区B组团B2-B3工程如何解决此类问题做一些介绍。

工程概况

广州科学城综合研发孵化区B组团B2-B3工程是一座建筑造型新颖、结构独特的综合性公共建筑，是广州市科学城标志性建筑工程之一。本工程地下一层，地上主楼十四层、附属六层，主体为框剪、钢-混凝土组合结构，总建筑面积为84130.4㎡，建筑高度62.00m；附楼报告厅及展览厅共设三套虹吸雨水排水系统，是新型排水系统。

在本工程的施工过程中针对虹吸雨水排水系统在应用中普遍存在振动大、噪音高、气密性差等问题，以广州科学城综合研发孵化区B2B3项目为实施载体，对虹吸式屋面雨水排放系统的安装质量控制进行了深入研究与系统总结，总结出一套成熟的虹吸式屋面雨水排放系统的安装施工工艺、紧固系统、顺水压力排水配件等方面的一些经验。

应用领域和技术原理

虹吸排水系统是一种多斗压力流雨水排水系统，其系统排水管道均按满流有压状态设计，因此虹吸排水系统中雨水悬吊管可做到无坡度敷设。虹吸排水系统克服了重力流系统排水管道多和排水坡降大，严重影响建筑室内有效净空高度，影响使用功能，并且造成室外雨水井数量过多的等缺点。因此，虹吸雨排水系统适应用于会展中心、体育场馆、图书馆、火车站、航站楼、大跨度厂房，各种新型、异型、结构复杂的等现代建筑上。虹吸雨排水系统的应用必将进一步推动現代建筑技术的发展。

由虹吸式雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、管件、固定件组成的虹吸式屋面雨水排水系统控制振动大、噪音高、气密性差的主要安装技术原理为：（1）HPDE管道系统全部采用电熔连接；电熔焊接表面要清除掉塑料表面的氧化皮、油污和泥土等脏物，标出插入深度，刮除其表皮；校直被焊接的两根管道，保证其在同一轴线上，管件与管道间的间隙均匀并电熔焊焊缝，间隙小于管道外径的1.5％；根据不同的材质、管件和环境温度，控制加热时间和加热电压；加热断电后保持电熔接头和管道的相对位置，直到它们完全冷却，然后才能拆除机架。（2）虹吸式雨水排水系统水平虹吸雨水管采用30x30镀锌方钢做二次悬吊，如果悬吊螺杆长度超过50CM，则每隔10M做防晃支架；水平管采用先安装悬吊锚固管卡，确保锚固管卡锚固管道后再安装悬吊滑动管卡，悬吊滑动管卡最大安装间距为10米，锚固管卡安装在管道的端部和未端，以及Y型支管的每个方向上，最大安装间距为5米。（3）专门针对消除排水系统中水流噪声而设计的吉博力消声排水弯头。该弯头有卓越的降噪效果，并具备HDPE高密度聚乙烯排水管道的优点，用普通高密度聚乙烯排水管道焊接工具，毋须特殊焊接工具。

性能指标

悬吊安装示意图及HDPE管管道支架最大间距表

(２)验收技术指标：

雨水管道安装的允许偏差为：每米小于1.5mm，全长(25米以上)不大于38mm。雨水管道安装后应做灌水试验，灌水高度到每根立管上部的雨水斗，灌水试验持续1h，不渗不漏。雨水斗管的连接应固定在屋面承重结构上雨水斗边缘，与屋面相连处应严密不漏。

本工程雨水管道安装实际偏差为：每米小于1.2mm，全长不大于33mm。灌水前封堵雨水立管底端口后，灌水高度超过雨水斗顶约15mm，试验持续1.5h，系统不渗不漏，排水顺畅。所有材料在施工前均通过监理见证，随机取样送检，各种材料的主要性能指标均符合设计要求和规范的规定。

与国内外同类技术比较

随着经济的持续快速发展，为适应我国会展中心、体育场馆、图书馆、火车站、航站楼、大跨度厂房，各种新型、异型、结构复杂的建筑等排水要求，虹吸屋面雨水排水系统在中国一些建筑上成功地应用。虹吸雨水排水系统可以满足复杂结构不规则屋面的排水需要，用大流量雨水斗减少雨水斗的数量，并且可以根据建筑需要灵活调整雨水立管位置，隐蔽安装，同时水平悬吊管的无坡设置节省了空间。这解决了由于传统的重力雨水排水系统的技术性限制，而不能满足大型、新型、异型、结构复杂建筑的雨水排放问题，保证建筑的整体效果。但目前该系统在国内应用刚刚开始不久，现在虹吸屋面雨水排水系统中HDPE管道施工普遍存在质量通病：一、系统的气密性不完备，系统满管流状态易受破坏。二、系统震动大，并产生较高的噪音。压力流排水系统管内水流流速快，负压高、管道系统安装不合理等因素都会给系统带来极大的震动，降低系统的使用寿命。

与传统虹吸雨水排水系统HDPE管道施工技术比较，本工程施工及气密性及震动、噪音控制技术有以下特点：

（1）HDPE管道全部采用电热熔连接，对电熔焊接四个过程中的焊接管端清洁、管件与管道间的间隙、焊接电压及时间、冷却稳定等影响电熔焊接质量的主要因素进行控制，确保电熔焊的完整性、强度及气密性，避免返工，加快工程进度，降低了工程成本；

（2）紧固管道二次悬吊系统，可更好的吸收HDPE管道振动变型、热胀冷缩产生管道的径向应力，降低了系统振动及噪声，提高了系统安全性、耐久性及适用性能。

（3）HDPE管道配套排水三通管件与专门针对消除排水系统中水流噪声而设计的吉博力消声排水弯头的应用，减少系统的振动，降低了噪声，进一步提高系统的稳定性。

控制技术的创造性、先进性

本工程虹吸雨水排水施工及气密性及振动、噪音控制技术的创造性、先进性主要是HDPE管道全部采用电熔焊接技术、紧固管道二次悬吊消能系统及消声排水弯头的应用。本HDPE管道电熔焊接工艺技术通过对电熔焊接四个过程中的焊接管端清洁控制，管件与管道间的间隙小于管道直径1.5％的控制，焊接电压、时间、冷却稳定等影响电熔焊接质量主要因素的进行控制，创造性的解决了HDPE管道电熔焊接熔接界面的树脂无法充分地绕结、过度熔接，焊缝强度不足、抗振性能弱、气密性差等问题。紧固管道二次悬吊系统通过方钢及悬吊滑动管卡、悬吊锚固管卡的作用，更好的吸收管道振动、热胀冷缩产生的管道位移。专用消声排水弯头更好的降低了雨水高速变向流动产生的振动及噪声。虹吸雨水排水系统技术的快速发展，更适宜于对内部的使用空间及建筑外观有极高要求的各种新型、异型、结构复杂、大跨度、大面积的建筑，在建筑雨水排水工程中更具有广泛的发展前景和空间。

推广应用前景与优势

随着经济的持续快速发展，为适应我国会展中心、体育场馆、图书馆、火车站、航站楼、大跨度厂房，各种新型、异型、结构复杂的建筑等排水要求，虹吸式屋面雨水排放系统在建筑领域的应用更加广泛，具备广阔的推广应用基础。但目前该系统在国内应用刚刚开始不久，现在HDPE管道虹吸屋面雨水排水系统在应用中普遍存在系统的气密性差、震动大、噪音高的技术难题。也是压力流虹吸屋面雨水排水系统能否广泛使用的前提，如果此技术问题得到解决，虹吸屋面雨水排水系统的适用建筑雨水排水更高要求，提高系统使用年限及降低工程造价。本工程虹吸雨水排水施工及气密性、震动、噪音控制技术为其未来的应用扫除了技术障碍，解决了系统的气密性差、震动大、噪音高的技术难题，这必然将大大促进虹吸式屋面雨水排放系统的推广应用速度，为现代化大跨度、各种新型、异型、结构复杂建筑的快速发展提供有力支持。虹吸屋面雨水排水系統优点如下：

1、雨水斗在屋面上可以灵活设置；

2、压力流雨水斗设置的空气档板，可有效地阻止空气随雨水带进雨水斗；雨水斗阻尼值较小，使压力流雨水斗的排水能力大大超过同样规格的重力流雨水斗的排水能力，这样可减少雨水斗的设置数量；

3、排水系统为单相满管流，在相同的条件下，同样的屋面汇水面积，可减少管道直径和数量；

4、排水横管按满管有压流设计，不再需要排水坡度，有利于建筑空间的充分利用。

5、雨水在管道内高速流动可达到自清洁作用；

6、由于排水管道减少，室外雨水检查井数量亦相应减少；

结束语

在屋面面积大、造型独特的情况下，选择压力流排水系统具有更大的灵活性和优越性，不但可迅速排除屋面雨水，而且解决了雨水管与建筑装修的矛盾，同时如何控制虹吸排水系统振动大、噪音高、气密性差的施工工艺对于虹吸排水的推广应用有着重要的作用。

参考文献：

1、《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》同济大学建筑设计研究院，CECSI83[M]．中国计划出版社，2005

2、《全国民用建筑工程设计技术措施—给水排水》，中国建筑标准设计研究所编，中国计划出版社出版，2004

3、《给水排水设计手册》第二册，核工业第二研究设计院主编，中国建筑工业出版社， 2004