探讨建筑雨水排水管材及其连接方式

2019-01-12姜波

魅力中国 2019年17期

姜波

（身份证号：1311021976****0212）

一、建筑雨水排水系统

建筑雨水排水系统是用于排放建筑物顶部的雨水，其设计计算是建立在降雨重现期及单立管附壁螺旋流的基础上，但实际中降雨会出现超过设计重现期的降雨情况。雨水管中的排水在降雨初期（降雨量较小），雨水管中的排水是呈附壁螺旋流的状态；随着降雨量的增大，此时排水管的排量不变，斗前水深不断加大，屋顶上汇集的雨水时不时淹没雨水斗，隔绝了进入雨水管的空气，在雨水管中就会产生隔膜流甚至脉冲流，由于水隔膜的存在，在雨水管中就会产生不稳定的正负压交叠的情况。如雨水系统是按满管压力流设计，则随着降雨量的继续增大，屋顶上汇集的雨水逐渐完全淹没雨水斗，雨水管则逐渐从隔膜流发展为脉冲流、泡沫流，最后形成满管压力流的排放状态。

二、给排水管材在雨水排水系统中的应用

我国的建筑雨水排水系统主要采用的管道材料有硬聚氯乙烯（UPVC）管、聚乙烯（PE）管、铸铁管、钢管、不锈钢管。建筑雨水排水系统对其管材有一定的压力要求，但目前排水用的各材料管道的产品标准均没有明确规定其承压能力值，设计在选用时没有可靠的数据支持，在建筑中存在一定的渗漏水隐患。

（一）硬聚氯乙烯（UPVC）

1.根据排水用的硬聚氯乙烯管道的产品标准中对压力的要求，其试验压力最大值为50KPa（约为5.0米水柱的静水压力）。UVPC排水管如果要在雨水排水系统中正确应用，应该在产品标准对其所能承受的静水压力值有明确规定并有相应的压力试验，以便设计根据产品标准进行选择使用，不致对产品产生误解或误用。

2.对照给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）产品标准的壁厚规定，DN160以上的管材与给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材S20 PN0.63系列的一致，DN160以下的排水管道均要比给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材S20 PN0.63系列的厚一些。生产管材的原料中聚氯乙烯树脂质量百分含量不宜低于80%，简单推算排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材的承压能力约为0.63MPa×80%=0.5MPa。实际中还要考虑其添加剂、填充剂的成分还有原料中聚氯乙烯树脂的确切质量百分含量，这承压能力可能更低。

（二）聚乙烯（PE）

1.排水用的聚乙烯（PE）管材的产品标准明确规定了生产原材料的指标：用于生产管材及管件的原料应是以聚乙烯树脂为基料的“PE80”混配料。在排水标准中还规定了采用静液压试验来检测管材的性能。这对排水用高密度聚乙烯（HDPE）管材来说，不仅对原材料进行把控，还对成品管材进行品质的复核。

2.对于超过排水用高密度聚乙烯（HDPE）管材及管件承压能力的建筑雨水排水系统，则须根据给水用的产品标准选择适合建筑雨水排水系统的给水用聚乙烯（PE）管材。

3.聚乙烯材料因其非极性分子结构，其较聚氯乙烯材料要柔软，其抗负压能力较弱。目前虹吸雨水排水的厂家基本都选用PE100的S12.5系列的管材来进行设计、施工安装和应用。PE80、PE100原材料下，公称压力等级达到0.6MPa的高密度聚乙烯（HDPE）管材基本可以承受到-0.09MPa负压的。排水产品标准中的PE80的S12.5及S16系列的管材是不能承受到-0.09MPa的负压。因此在建筑雨水排水系统选用聚乙烯管材（PE）时，不仅要考虑其承压能力，还得注意其承受负压的能力。

（三）铸铁

1.排水用柔性接口铸铁管采用的是150号铸铁，其材料的抗拉伸≥150MPa，但标准中并未明确铸铁管的承压能力。根据产品标准中管道的内径、壁厚等计算排水用柔性接口铸铁管所能承受的压力，取最薄的铸铁管形式W1型，经计算分析其能承受能承受压力为4.5MPa。

2.目前排水铸铁管系统最常用的连接方式是卡箍连接。卡箍连接的承压能力在产品标准中并未明确。经计算分析，W型不锈钢卡箍能承受1.6MPa压力，W1型不锈钢卡箍能承受2.2MPa压力，W型加强型卡箍能承受2.0MPa压力。

（四）钢管

建筑雨水排水系统如因建筑、美观、经济等原因要选用焊接钢管和无缝钢管时，其选型方式与其在给水领域中的选型方式一致。根据雨水排水系统所需的承压值，初估壁厚或选定市场上普遍生产的壁厚值，计算其管道所需材质的屈服强度值，根据屈服强度选用钢材材质牌号或调整壁厚重新计算选定；根据雨水排水系统所需的承压值，初定钢管材质牌号或选定市场上普遍生产使用的钢材材质牌号，查出该牌号材料的屈服强度值，计算钢管所需壁厚。