建筑同层排水系列：旋流器特殊单立管的排水能力与支管设计＊

2013-09-04关文民段先湖胡亚男

陶瓷 2013年7期

关文民段先湖胡亚男

（1宁波世诺卫浴有限公司浙江宁波 315514）（2咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳 712000）（3 中国建筑装饰协会厨卫工程委员会北京 100028）

前言

在建筑卫生间排水系统中，对排水噪音的要求越来越高，排水管道占用建筑面积形势越来越严峻，随着同层排水的应用和各项技术的不断发展，特殊单立管的技术得到了快速的发展和应用。其中，以旋流器特殊单立管的高流量、低噪音为特点的技术发展尤为突出。

旋流器特殊单立管系统的工作原理，是进入立管的水被旋转而沿着管壁流下，因此又称为附壁流。在水沿管壁流动的过程中，管道中心就形成了空心柱，保持着与伸顶通气的外界的连通，从而大幅度地减少了管道内的压力波动，维持着管道内的极低的压力状态，从而保证了洁具及地漏水封的稳定，达到了隔臭的目的。

下面就旋流器的工作原理、现行流量测试方法、支管设计等方面进行详述。

1 工作原理

建筑卫生间洁具及地面的排水，通过支管进入排水立管后，经过排水横干管排出室外。在洁具的水进入排水立管时，在旋流器的作用下水会在排水立管内旋转，如图1所示。

图1 水在排水立管内的旋转

如图1所示，在旋流器的作用下，支管的污水进入立管时，在水重力的作用下会使流动的水在导流叶片的作用下发生侧旋。侧旋的水在离心力的作用下，造成了气水分离。水沿着管壁旋转流下，形成附壁流。离心力所形成的空心柱，一直连接到伸顶的透气帽，保持着与外界大气压力的平衡。

由于在同一根立管内形成了具有通气功能的空心柱，有别于另外设置一根通气管，因此称之为特殊单立管。随着流水量的增加，附壁水膜的厚度会相应增加，通气空心柱的直径也就会相应减小，因此，尽管旋流特殊单立管的排水能力非常大，但还是会有一定的限度的。

2 流量测试方法

排水立管的排水能力的确定，是以在排水立管内的压力或者真空度不超过一定数值时的最大排水流量来测定的。而排水流量，又分为洁具法和常流量法2种。

常流量法，是指支管以恒定的流量进水，使得立管内具有恒定的水流量。而洁具法，是在每一楼层模拟实际安装的马桶，然后同时放水，把流量相应累加计算，而得到的总流量。

目前，流量测试，无论用哪种方法，所采用的支管，都是仅连接马桶排水支管。以常流量法为例，测试示意图如图2所示。

图2 排水立管排水能力的测定示意图

在实际同层排水的应用工程中，立管支管往往并非仅有一个，而是由污水支管和废水支管共同组成。污水支管主要以输送马桶排水为主，废水支管则用以输送地漏、洗面器及浴缸等的排水为主。

目前，我国实际用于评价的测试方法为常流量法。

3 支管设计

目前在我国，旋流器的测试流量，都是以污水支管为惟一的进水源。那么，支管的设计是否会影响流量，自然成为了一个值得探讨的课题。

如图3所示，排水横支管的水排入立管时，通常会形成一个“水舌”。使横支管内的水进入立管后能够发生旋流，无外乎有以下2种动力的可能性：一是切向进水，二是进入的水受到导流叶片的作用而发生旋转。

切向进水会使横支管的进入立管的水发生旋转；而导流叶片的作用，除了能够使横支管的水发生侧旋外，还能够使立管上游的水发生旋转。为了保证整个排水系统的水能够整体形成一个旋流系统，导流叶片的作用就成为必要的。

影响旋流效果的关键在于旋流形成的空心柱是否会受到阻塞。如果发生了阻塞，就不能够保证压力与外界大气的平衡。发生空心柱阻塞的因素主要有如下几条：①旋流的力度不够，当旋流的长度超过一定距离时，由于离心力的不足而发生附壁流“坍塌”；②支管进入立管的水，与立管内上游下来的水发生严重干涉，产生的水花覆盖到了空心柱上；③支管水进入立管时，没有形成旋流的水进入到空心柱；④排水横支管进入立管的水中，含有大块状的杂物，阻塞了空心柱。

对于旋流力度来说，检测试验的层高，可以检测出其影响。目前，实际检测的层高是2.8～3.0m。因此，只要实际层高小于这个数值，就表明有足够的旋流产生的离心力来维持空心柱。

对于杂物的影响，只要规定出相应的杂物种类及施加方法，就能够模拟地检测出其影响。国外的经验是施加球体、卫生纸及毛巾类。随着试验的日益成熟，相信会制定出包括人工试样的各种杂物的检测标准，来模拟实际的状况，从而测出其影响。

图3 排水横支管形成的水舌

对于水流干涉所形成的影响，相对说来就比较复杂。如图3所示，当支管的水流以什么样的速度进入立管，与立管上游的附壁流交叉所形成的水雾会覆盖到空心柱，尚需要更多的试验，但切向进水，并且在旋流器的扩容段总会有适当的结构设计，来使此种水流干涉的影响，可以大幅减弱。

对于位于旋流器中心的支管，情况看起来则相对简单一些。无论是在扩容段，还是在非扩容段，只要是在中心面附近进水，总会有这样的可能，就是支管的水，无论是支管进入立管的水本身，还是支管进入立管的水与附壁流的水干涉而形成的非正常流动的水，大部分进入到空心柱内，从而在空心柱内形成水舌或者阻塞，引起压力平衡出现重大问题。