论述排水立管与横干管的通气设计

论述排水立管与横干管的通气设计
排水系统作为建筑给排水中重要组成部分，对建筑用户的居住的舒适性及空气质量影响较大。

好的排水系统不仅可以迅速排放废水，而且可以减少室内空气的污染。

为此，接入室内排水管道的卫生洁具普遍设置了水封。

水封是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化，防止管内气体进入室内的措施。

如果排水管内气压变化值超过水封抵抗能力的最大极限时，就发生水封破坏，管道中的有毒气体就会入侵室内，不仅影响室内环境卫生，而且还可以传播疾病。

因此，为了确保排水系统水封不被破坏，需要做好排水管道中通气系统的设计工作。

下面结合工程实例探讨建筑排水通气管道设计工作中注意问题。

1 排水立管及横干管的通气设计
某写字楼改造工程，地段较好，平面布置是由原来的办公楼格局更改而来的，户型面积往往较大，所以一般都被定位为高档住宅，但其卫生间布置却不容易做到有外窗，只有靠设排气井通风换气，效果自然不如有外窗的情况，这时，如果不能有效地保护卫生器具的水封，将影响室内空气质量，甚至有传播疾病的可能，这与高档住宅的定位是很不相称的。

因此，在设计过程中，设计人员要着重解决好这个问题。

该项目原设计为13层商场及办公综合楼，下面三层已建，一、二层已出售或出租，此次将原四层以上办公部分改为住宅。

该楼属高层住宅，每个卫生间及厨房分别设污、废水排水立管，排水横支管较短，影响管道内压力波动的主要因素为立管的通气情况。

我们知道，在高层建筑中，由于排水立管连接的横支管数量多，排水器具数也增加，多根排水横支管同时排水的概率较大。

当排水量大时，立管内形成水塞，造成立管内气压波动，对横支管产生抽吸作用，加上横支管较短，形成的负压快且大，一旦该负压超过水封高度，水封即告破坏，即使尚未超过水封高度，由于横支管内频繁的压力波动，也会对水封产生诱导虹吸作用，使水封水量损失，水封高度降低，臭气容易逸入室内。

而在立管接入横干管的始端，高速下落的水流进入横干管后，改变流动方向，依次形成急流段、水跃及跃后段、逐渐衰减段。

下落污水在立管与横干管连接处动能转换为位能，在横干管起端产生的冲激流强烈，动位能差值大，水跃高度也大，水流可能充满管道断面。

当上部水流不断下落时，立管底部与横干管之间的空气不能自由流动，空气压力骤然
上升，使下部几层横支管内形成正压，有时会将存水弯内的污水喷溅至卫生器具内。

通过上述排水工况分析，我们知道，在高层建筑中防止横支管水压波动，从而保护水封的重要手段是平衡立管内气压，尤其是最大负压区的气压。

通过设置专用通气管，使空气的流动补充能绕开水舌，逸气及补气不受排水过程的干扰，及时地将水舌下正压区的空气排走，补充水舌上方负压区空气的不足量，能较好地平衡立管压力。

虽然本工程立管采用PVC塑料排水管，接入九个楼层的排水横支管。

根据水力计算及《建筑给水排水设计规范》GB50015-2009的要求，仅需立管伸顶通气，可以不设专用通气管，但结合平面的布置，还是在卫生间排水立管设置了专用通气管，隔层设结合通气管与排水立管连接，同时该专用通气管还就近与三层天棚下的排水横干管及底层单独排出横支管连接，加强排水干管的通气，降低底部正压区的氣压，减少该立管对邻近立管底部及底层单独排出管的影响，增大其排水能力。

因此，也使得排水系统工况却能得到较大改善，使得楼房品质得以提升，得到了业主的认同。

2 排水横支管的通气设计
某医院综合楼，是集门诊、住院于一体的综合楼，随着社会发展，为方便病人，提高医疗服务水平，院方要求多数病房设为带卫生间的高档病房，由于分科管理的原因，这些病房只能相对集中于某几层，该楼顶层又是可供全院职工开会、听讲座的多功能厅，一至三层为门诊各科用房。

设计时为减少立管数，将平面进行分区，三、五个卫生间一组，通过水平横支管引入排水立管，考虑到这些卫生间使用人员杂，可能落入棉签、小药瓶等杂物，且多为无外窗的卫生间，虽然《建筑给水排水设计规范》中仅要求接4个及4个以上卫生器具，并与立管距离大于12m时，或连接6个及6个以上大便器时要设环形通气管，笔者在设计时，还是提高标准在每个大便器后的排水横支管上接出DN50的通气管，以不小于0.01的上升坡度，引至排水立管边的专用通气管上，同时因DN50通气管管径较小，为降低吊顶高度该通气管穿梁敷设，这种接法介于环形通气管和器具通气管之间，重点对排水量大的大便器的排水进行通气，减少它在冲洗时形成的短历时、高流率的冲击流对同一横支管上的其他卫生器具，特别是地漏产生的不利影响，而这种冲击流是有利于管道自清的，能在管中以其高速强力的排泄能力冲刷管道中的沉积物。

该项目也投入使用，业主对此排水系统使用效果非常满意，对比该院旧楼改造的带卫生间的病房，因限于条件制约排水系统未能有效通气，新楼发生管道堵塞的概率明显减少，空气质量也较好，并且排水时产生的噪声也小了，有利于病人休息，减少了对下层办公人员的噪声干扰。

3 洁器具通气管设计
目前，建筑中所用的坐便器多为虹吸式，其冲洗原理为：初期冲洗水流过虹吸管段时，挟气而下，在虹吸管内造成一定的真空，从而在短时间内形成强有力的虹吸作用，将粪便等污物抽吸到排水管中，因此冲洗干净，且又有后续新鲜水补充至存水弯中，有利保持卫生。

现在由于该封闭空气段的影响，大便器内虹吸管中下降的水流不能顺畅快速地排走，形成虹吸的能力自然削弱了，而且下落的污水瞬间占据了空气段的空间，空气段气体体积缩小、压力上升，进一步加大污水下流的阻力，勉强形成虹吸后，也会对水流产生干扰，减少过水断面，增大阻力，问题的焦点就在此空气段，如能将其构造成不封闭的空气段，应该能改善排水工况。

了解到卫生间内原设有一个浴缸下水口，位置更接近排水立管，但因主人未装浴缸，已将其暂时封堵后，笔者想办法设置了一个通气管。

首先移走便器，揭开坐便器下水口和废弃的浴缸下水口间的地砖，凿出2～3cm宽不超过找平层厚度的沟槽在原蹲便器承口及浴缸下水口侧壁各钻一￠20mm小孔，做好防水处理后，取一段外径20mm的铝塑管，一头接入便器承口孔中，一头接入废弃的浴缸下水口孔中，均做下弯处理，并控制适当的伸入长度，这样就构造好了一段通气管，铺上地砖后不影响使用及美观。

虽然该通气管管径不大，也仅在本横支管内起到一定的平衡气压作用，但聊胜于无。

经此改造后，排水较先前通畅多了，且因有两个存水弯，隔臭效果似乎更佳。

4 结束语
总之，建筑排水系统通气管道设计的合理性将影响到排水系统的质量。

因此，在建筑排水系统设计过程中，需要明确建筑内部排水系统中的水流状态，如果管内气压波动较大，对保持水封稳定不利，应采用通气系统进行设置，以及时有效地平衡管内气压，因此要重视通气管道的设计。

本文结合工程案例，主要针对排水系统通气管道设计中注意问题进行了研究，旨在为类似的项目提供参考。

【参考文献】
[1]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2009
[2]李菊明.建筑排水横支管管道水流状态分析[J].给水排水，2013（S1）.。