建筑排水系统水封破坏的动态原因剖析

摘要：本文致力于研究建筑排水系统水封是不是气压造成的，其前提条件是排水立管中水度相对较大，而抽吸作用是在横支管中完成的。再有立管中的横管排水起到了很好的水舌阻隔作用。通过分析水封破坏的动态原因，从而找出相关的解决措施和设想未来建筑排水系统发展趋势。

关键词：建筑排水系统、水封破坏、动态原因

建筑排水系统是建筑和排水系统的结合体，更好的服务于建筑。随着科学社会的发展，由以往的楼房逐渐向高楼大厦发展，再有，生活水平提高，对生活环境也提出了新的要求，也赋予了建筑排水系统新的挑战，要求其在原有的基础上进行创新，同时这个问题也受到了社会高度重视。

一、分析建筑排水系统水封破坏的原因

完整的排水系统不仅要建立在能够接纳生活废水及污水的基础上，还能够有效杜绝排水管道中臭气不散发出来影响生活环境。因此在安装排水系统时需要注意诸多问题，要考虑到很多因素。例如：水封高度，存水弯应该装置在卫生器具的出口处，而存水弯中水量的高低被称之为水封高度。气体穿透能力的强弱依靠于水封层的高度，但从深层次上说，水封太深致使沉积物在水湾底部，因此在安装排水系统时应注意水封高度和卫生器具的使用。下面对水封破坏的原因进行了简要概括：

1、负压抽吸――局部真空形成重要原因是排水管道中存在压力，从而导致存水弯的水被抽吸。

2、正压喷溅――当大气压小于排水管道中所产生的压力，存水弯受压力作用向上喷发，喷发的水由于惯性作用下落并随着水流方向流出，而当水恢复到原先设定值时，水柱遭受损失。

3、惯性作用――倘若瞬时间排水量大或者因为通气管中因为倒灌强风等作用，水封中水会改变其运用状态，如：上下跳动，而水柱因为惯性作用使得其水量漏失。

4、蒸发作用――卫生器具可以长时间不使用，这也就导致了存水弯中水因为蒸发逐渐减少，这也是导致水封破坏的原因所在。

除了上述出现的这几种情况，还有建筑排水系统中隐含的水气运动也是造成水封破坏的原因所在。保证正常使用和各器具之间不遭受损坏是一个完整建筑排水系统的前提条件。室内空气质量的高低取决于水封是否完整。其存在很多我们无法看到物理现象，但是确实发生，还一定程度上对建筑排水系统造成了破坏。例如：以室内排水横管为切入点，对其水流状态进行分析，其在流动过程中还带有一部分的压缩气体。但是在这个基础上，由于器具排水量没有到达其最大承受范围，冲激流也就是这么形成。但是通过采用一系列措施，可是使用较低的充满度和降值，那样横支管中缺乏条件就不能够形成满流。

再有，某层横管排水至立管形成水舌而水流未达下层的横立管交接处为第二阶段污（废）水由横支管进入立管时，其水量有个递增过程；排放末了又有递减过程。因此可以认为，进入立管的水流是断续的，非均匀的，管道内并非为经常充满水同时，由于绝大部分时间是部分充水，因而水流必带气，呈汽水两相的挟气流在本阶段由于水舌形成，将覆盖立管断而一半以上，使立管中空气分为两部分水舌上部空气与大气相联，而下部空气联接到排水井。因此，水舌以下空气在水流的作用下向排水井方向流动，从而产生水舌以下各层横支管中一定正气压，水舌以上部分由于抽吸而形成一定负气压。由于该阶段中立管水流速度较小，负压及

均很小，对器具的水封影响不大。

二、建筑排水系统水气流动是破坏水封的动态原因

从上述气流动的动态过程分析可知，正是由于排水系统内水气流动的特殊状态引起了建筑排水系统气压波动，特别要首推抽吸作用。因为终限流速大，圆环状断而水流将中心空气柱与横支管隔开，可以推知，排水量大，终限流速大且横支管断而尺寸小时，抽吸作用强；横支管短时，形成负压快且大。对于高层建筑，因排水立管很长，因此产生的抽吸作用更为突出。其次，水舌阻隔作用及底层的雍水作用也能引起排水系统气压波动。如排水量大，水舌会覆盖整个立管断

而，因而水舌下部空气受压。由于水流速度大，排出的空气量大，因此圆环断而水流中空气柱将呈正压，并在水流未及的下部横支管中产生正压。这一正压在已形成底层排出管雍水作用时会迅速增加，从而导致一定的破坏水封作用。

由此分析可见，正是由于建筑排水系统内水气特殊的流动引起了排水系统气压波动，排水系统内气压波动从而造成了卫生器具水封的动态破坏。以上分析结果同样适用于双管及三管排水系统。它们之间的主要区别在于专用通气立管在水流未及的接管处可以调节气压，平衡管中气压，减少气压波动对建筑排水系

统水封的破坏作用。

三、水封破坏的防止措施和建筑排水系统发展的可能趋向

为了提高室内空气质量，改善室内环境，就必须防比排水系统水封被破坏。为此提出下列防止措施：

1、器具通气管―对一些卫生标准要求较高的排水系统，应在每一个器具排水管上设置通气管。

2、环形通气管―对一根横支管接纳6个以上大便器或横支管上接纳4个以上卫生器具，且管长大于12 m时设置。

3、安全通气管―若一根横支管接纳的卫生器具数量甚多，或横支管甚长时，必须设置安全通气管。

4、专用通气管―在多层，高层建筑中，若每层联排水立管的卫生器具不多且连接管较短时设置专用通气立管。

5、结合通气管―10层以上的建筑，应自顶层以下每隔6-8层处设结构通气管

6、对横管采用较低充满度和较大水力坡降值减少冲激流引起的气压波动对水封的影响。

7、为防止立管中水流至底层排水管形成雍水现象而对水封产生正压喷溅的破坏，应考虑底层排水管道单独排出，并不得在距立管底部1.5 m内的地下横管上接入卫生器具。

笔者在绵阳市长虹集团公司彩电大楼改造工程中，应建设方要求，对彩电大楼排水系统的改造设计就采用了较低充满度和较大水力坡降值改善了横管排水对水封影响，同时对底层排水管道单独排出，并因彩电大楼高至10层，增设了辅助通气管。实际运行以来，效果很好，解决了大楼卫生间空气质量差的毛病。受到长虹公司主管及同行们的好评。

结语：随着给排水事业的不断发展，人们已经开发出了多种不同形式的建筑排水系统。基于简化排水系统，减少占用而积及投资、简化设计、施工方便，单立管排水系统无疑是很明显的发展方向。再者，从其发展过程看，多以旋流为主，使水流流线增长，流速减小。并能部分地减弱抽吸作用及水舌阻隔作用笔者以为功能更好、尺寸更小，加制作更简便，投资省的建筑排水系统应是今后发展的主要趋势。

参考文献：

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[2] 贺传政，贺冠男. 排水系统水封的五个认识误区[J]. 给水排水. 2010（05）

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