中國給水排水2024年城鎮(zhèn)污泥處理處置技術與應用高級研討會(第十五屆)邀請函 (同期召開固廢滲濾液大會、工業(yè)污泥大會、高濃度難降解工業(yè)廢水處理大會)
 
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賀傳政高工關于排水立管通水能力測試方法的看法

已關閉 懸賞分:0 - 提問時間 2013-02-05 09:30
賀傳政高工關于排水立管通水能力測試方法的看法

                                                    從歐美印日立管流量測試判定標準說開去

 

賀傳政1   賀冠男2

1 沈陽市規(guī)劃設計研究院  沈陽 110004   2 大連理工大學建筑與藝術學院大連 116024

摘要:依據水封的最新研究和實驗,對國外的關于測試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的技術和理念進行了分析研究,對其測試方法中的“管內壓力波動在±40mmH2O以內”(日本、印度方法)和“水封水損耗25mm”(歐美方法)二項“判定標準”提出了異議,并在實驗驗證的基礎上提出了關于建筑排水立管最大通水能力“判定標準”的新思路。

關鍵詞:排水立管通水能力測試 壓力波動 判定標準水封 剩余深度 水封比

 

1. 前言

縱觀世界各國的建筑排水領域,隨著科學技術的發(fā)展,建筑的高度越來越高,相應的對建筑排水系統(tǒng)立管通水能力的要求也越來越高。

關于建筑排水系統(tǒng)立管通水能力的確定,人們經歷了從經驗估算到理論求解,再到現(xiàn)場測試和現(xiàn)在的專業(yè)排水測試塔測試。一路走來,建筑排水技術也獲得了巨大的進步。特別是專業(yè)的、高水平的排水測試塔(如日本八王子108排水測試塔)測試,為各自或相關國家的建筑排水技術標準、規(guī)范提供了堅實的技術支持或借鑒。

到目前為止,我們國家還沒有建筑排水系統(tǒng)的流量測試標準,需要時一般借鑒日本和歐洲的方法及標準。

2. 提出問題

2.1隨著時間的推移和關于水封的研究的進一步深入,我們發(fā)現(xiàn):世界各國的建筑排水測試設施和技術一直在不斷地改進、提高,但是,基本理念或者說是基本認識卻始終沒有變化,那就是在排水立管最大通水能力測試中的判定標準和理念。日本和印度使用的“判定標準”是“管內壓力波動在±40mmH2O以內”,歐美使用的“判定標準”是“水封水損耗不大于25mm”。另外還有可以與“水封水損耗不大于25mm”相呼應的水封“剩余深度應不小于20 mm3,所不同的是這個不小于20 mm的“剩余深度”明確規(guī)定是負壓抽吸作用后的水封剩余深度。

關于水封的研究和實驗證明,“管內壓力波動在±40mmH2O以內”或“水封水損耗不大于25mm”,做為排水立管最大通水能力的“判定標準”,是非常值得商榷的。因為它們不適用于使用了不同或多種類水封的建筑排水系統(tǒng),既使用了不同水封比1水封的建筑排水系統(tǒng)。確切的說,這二個“判定標準”,在面對使用了不同水封比水封的建筑排水系統(tǒng)時,因為結果不唯一,所以沒有代表性和普遍意義。

2.2 “判定標準”的根本目的,是在系統(tǒng)內所有的水封均能有效阻止管內濁氣逸出的前提下,測出排水立管的最大通水能力。但是,新的水封理論研究和相關實驗證明,這二個“判定標準”均存在重大缺陷,而產生這“重大缺陷”的根源就是人們對水封的認識存有“誤區(qū)”2。

2.3 不同形式(水封比)的水封,在面對“管內壓力波動在±40mmH2O以內”或“水封水損耗不大于25mm”這二個條件時,會有不同的表現(xiàn)。分別或同時以這二個“判定標準”來測試排水系統(tǒng)的立管最大通水能力時,會因為系統(tǒng)內水封的不同而得到截然不同的立管流量值。其結果是,盡管執(zhí)行了一樣的“判定標準”,系統(tǒng)內不同形式的水封也會對排水系統(tǒng)立管最大通水能力的最終判定產生不同的影響。

2.4如果系統(tǒng)內同時存在不同形式的水封,排水系統(tǒng)實際運行時,排水立管的流量就可能會出現(xiàn)木桶效應。有可能會發(fā)生排水流量尚未達到預定設計值,水封比1小于1的水封當中的某些水封(諸如坐便器、小便器、地漏等水封)首先耐不住管內40mmH2O正壓而出現(xiàn)正壓噴濺、冒泡等失效現(xiàn)象。

3. 分析討論

我們知道,水封比理論1不僅可以用來分析和評估水封的優(yōu)劣,還會因為水封的存在和表現(xiàn),而對整個建筑排水系統(tǒng)產生非常大的影響,直至對建筑排水的一些理論、理念產生影響。

依據水封比理論,我們可以將所有的水封,按水封比的特點分為三類:水封比n值小于1(如圖1)、水封比n值等于1(如圖2)、水封比n值大于1(如圖3)。

                             我們以這三類水封在面對“管內壓力波動在±40mmH2O以內”或“水封水損耗25mm”時的表現(xiàn),來分析討論這二個“判定標準”在評判排水系統(tǒng)立管通水能力時存在的問題。

為了討論方便,分別做出圖1、圖2、圖3三種水封在五個狀態(tài)點時的示意簡圖,依次如圖4、圖5、圖6

五種狀態(tài)點分別為:

a. 水封滿水,水封初始深度為標準的50mm3][4][5

b. 滿水封耐正壓,水封在初始深度時所能承受的最大管內正壓;

c. 水封被-40mmH2O的管內負壓多次或持續(xù)抽吸,水封外室水面A下降40mm,A×40mm體積的水封水流失;

d. 壓力消失,水封內室B水面下的B×40mm體積的水封水重新分配。其中40nB/n+1)的水封水回到水封外室,使水封內、外室水面重新平衡,重新平衡后的水封深度既為水封的“剩余深度”,水面B下降的高度既為“水封水損失高度”;

e. 水封的“剩余深度”所能承受的最大管內正壓。

1的簡圖如圖4。

水封內、外室的直徑比d/D=1/2,則水封比n=B/A=1/4=0.251。

 

  2的簡圖如圖5。

      

水封內、外室的直徑比d/d=1/1,則水封比n=B/A=1/1=1。

    

3的簡圖如圖6

水封內、外室的直徑比D/d =2.5/15,則水封比n=B/A=6-1/1=51(理論上為6.25,為簡化計算取6)。

      

通過下面的分析對比,我們會看到,在相同狀態(tài)點處,不同水封比的水封在面對同樣的外部作用時會有不同的表現(xiàn)。

3.1. 滿水封耐正壓(b點):

同樣是50mm標準深度的水封,能夠承受的最大管內正壓,會因為水封比n值的不同而不同:

n+1)×50=0.25+1)×50=62.563mmH2O  見圖4-b

n+1)×50=1+1)×50=100mmH2O         見圖5-b

n+1)×50=5+1)×50=300mmH2O         見圖6-b

3.2. 負壓抽吸(c點):

通常情況下,水封在經過管內負壓作用后,水封外室水面A會下降相應的高度。如果作用于水封的管內負壓為-40mmH2O,那么在經過多次或一個時間段作用后,水封外室水面A最終會下降40mm。水封外室50mm的水封深度,此時就只剩下了10mm(我們稱之為水封的“動態(tài)負壓剩余深度”)。體積為A×40 mm的水封水被抽吸進管道而流失了。

3.3. 水封水損失高度(d點):

管內壓力消失后,水封內室體積為B×40mm的水封水會重新填充水封的內、外室。直至水封內、外室的水面平衡。此時的水面與滿水封時的水面會有一個落差。這個落差就是“水封水損失高度”,會因為水封比n值的不同而不同。

40/n+1=40/0.25+1=32mm              見圖4-d

40/n+1=40/1+1=40/2=20mm            見圖5-d

40/n+1=40/5+1=40/6=6.77mm         見圖6-d

3.4. 水封剩余深度(d點):

“水封水損失高度”占據了50mm水封深度的上部分,剩余的部分就是水封的“剩余深度”。同樣,與“水封水損失高度”相對應的“剩余深度”也會因為水封比n值的不同而不同。

10+40/(1+1/n)=10+40/(1+1/0.25)=18mm

40-32+10=18mm                            見圖4-d

10+40/(1+1/n)= 10+40/(1+1/1)=30mm 

40-20+10=30mm                            見圖5-d

10+40/(1+1/n)=10+40/(1+1/5)43mm

40-6.7+1043mm                           見圖6-d

3.5. 水封剩余深度耐正壓(e點):

水封損失了一定高度后,其“剩余深度”依然可以承受一定的管內正壓力。然而,水封的“剩余深度”所能夠承受的最大管內正壓,也會因為水封比n值的不同而不同。

n+1)×18=0.25+1)×1823mmH2O     見圖4-e

n+1)×30=1+1)×30=60mmH2O         見圖5-e

n+1)×43.3=5+1)×43.3260mmH2O    見圖6-e

整理后的數(shù)據如表1

 

簡圖1

簡圖2

簡圖3

  

水封初始深度mm

50

50

50

水封標準深度

水封比n

0.25

1

5

水封內外室水面比值

初始深度耐正壓mH20

63

100

300

n值的不同而不同

負壓抽吸壓力mH20

-40

-40

-40

管內抽吸負壓相同

負壓抽吸損失高度mm

32

20

7

n值的不同而不同

負壓抽吸剩余深度mm

18

30

43

n值的不同而不同

動態(tài)負壓剩余深度mm

10

10

10

水封沒有負壓穿透

剩余深度耐正壓mH20

23

60

260

n值的不同而不同

     

常見于地漏、坐便器等水封

常見于SP、U型存水彎水封

常見于瓶型、筒型水封

 

注:判定水封安全與否應以水封負壓抽吸作用后的‘剩余深度’耐管內正壓值的大小來判定。詳見附錄。

     如果我們按歐美的“判定標準”先設定“水封水損耗高度”為25mm或水封“剩余深度”為25mm,則另有一組數(shù)據,見表2

 

簡圖1

簡圖2

簡圖3

  

水封初始深度mm

50

50

50

水封標準深度

水封比n

0.25

1

5

水封內外室水面比值

初始深度耐正壓mH20

63

100

300

n值的不同而不同

負壓抽吸壓力mH20

-31

-50

-50

所需管內抽吸負壓不同

負壓抽吸損失高度mm

25

25

25

設定同一損失高度

負壓抽吸剩余深度mm

25

25

25

剩余同一深度

動態(tài)負壓剩余深度mm

19

0

0

水封有負壓穿透現(xiàn)象

剩余深度耐正壓mH20

31

50

150

n值的不同而不同

     分析上述二組數(shù)據,我們可以看到如下的問題:

同樣的被-40mmH2O的管內負壓抽吸,不同n值水封的“負壓抽吸損失高度”(“水封水損耗高度”)是不一樣的。n值過小的水封經過-40mmH2O的管內負壓抽吸后,其“水封水損耗高度”相對比較大,而其“剩余深度”比較小,其承受管內正壓的能力可能會達不到40mmH2O。相反, n值比較大的水封,其“水封水損耗高度”相對比較小,而其“剩余深度”比較大,其“剩余深度”承受管內正壓的能力會比較大,可能會遠遠大于40mmH2O。

如果我們像日本那樣執(zhí)行“管內壓力波動在±40mmH2O以內”,勢必會發(fā)生有些水封,雖然承受住了-40mmH 2O的管內負壓抽吸,但其“剩余深度”承受不住40mmH2O的管內正壓的現(xiàn)象。也就是說,用水封是否能夠耐住-40mmH 2O的管內負壓來判定排水立管的最大通水能力,實際上可以說是一個錯誤。

水封在“水封水損耗25mm”或 “水封剩余深度25mm”時的表現(xiàn)也與水封比有關。不同水封比的水封在經過相同的管內負壓作用后,其“水封水損耗高度”或“剩余深度”會不同。反過來說,產生同樣的“水封水損耗高度”或“剩余深度”,不同水封比的水封所需承受的管內負壓也不相同。

如果我們像歐美國家那樣,先設定負壓抽吸作用后水封的“水封水損耗25mm”(或“剩余深度25mm”),那么,由于水封的水封比不同,使水封形成“水封水損耗25mm”所需的管內負壓也不相同,繼而不同的管內負壓值相對應的立管流量也會不同。另外,水封“剩余深度”即使是25mm,,如果水封比過小,仍然有可能承受不了40mmH2O的管內正壓?梢娝獾“損失高度”或“剩余深度”與±40mmH2O的管內壓力之間沒有直接的聯(lián)系,與立管流量也就沒有了明確的聯(lián)系。

所以,用水封的“水封水損耗25mm”或“剩余深度25mm 判定排水立管的最大通水能力,實際上也是一個錯誤。

我們對水封最基本的期待,就是管道內的濁氣任何時候都不能通過水封出來

那么:

A. 既然,水封承受住了橫支管排水時產生的-40mmH 2O的管內負壓的抽吸,仍然不能說明其剩余深度一定能夠承受住立管排水時產生的40mmH2O的管內正壓,不能保證管內的污濁氣體不出來,我們?yōu)槭裁催要以測試水封是否耐住-40mmH2O的管內負壓來證明水封是否安全?如果不能保證水封是安全的,那么以這個“判定標準”測出的排水立管最大通水能力就不能成立。

B. 既然水封“剩余深度”即使是25mm,水封比小的水封,仍然有可能承受不了立管排水時產生的40mmH2O的管內正壓,我們?yōu)槭裁催要用水封的“水封水損耗25mm”或“剩余深度25mm 來判定排水立管的最大通水能力?同樣,如果不能保證水封是安全的,那么以這個“判定標準”測出的排水立管最大通水能力就不能成立。

至此,我們就剩下一條路:直接使用“水封負壓抽吸剩余深度耐管內正壓力”做為排水立管最大通水能力以及水封是否安全的“判定標準”。這一條對任何形式(水封比)的水封都是正確的、唯一的。

其實,以水封負壓抽吸作用后的“剩余深度”耐管內正壓值的大小來判定水封是否安全,我們國家現(xiàn)行的《標準》、《規(guī)范》、《規(guī)程》是有規(guī)定的,或是能夠從中解讀出來。比如:

A. 國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003(2009年版):

4.6.3  下列排水管段應設置環(huán)形通氣管:

1 連接4個及4個以上衛(wèi)生器具且橫支管的長度大于12m的排水橫支管;

2 連接6個及6個以上大便器的污水橫支管;

3 設有器具通氣管。

B. 城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準《地漏》 CJ/T186-2003:

5.8 水封穩(wěn)定件

有水封地漏在正常排水的情況下,當排水管道負壓為(-400±10Pa并持續(xù)10s時,地漏中的水封剩余深度應不小于20mm

C. 建設標準化協(xié)會標準《排水系統(tǒng)水封保護設計規(guī)程》CECS172:2004

4.0.2 為防止因負壓抽吸而導致水封破壞,宜采取下列一項或多項措施:

1 設置完善的通氣系統(tǒng);

2 采用水封深度較高、存水量較多的存水彎;

3 加大排水立管和排水橫管管徑;

4 設置吸氣閥;

5采用特殊單立管排水系統(tǒng);

6 采用雙通道存水彎或防虹吸存水彎;

7 不在連接偏置管的水平管段中接入排水支管。

D. 2004年版的《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》(報審稿):

6.3.4醫(yī)院公共衛(wèi)生間排水橫管超過10m或大便器超過3個時,宜采用環(huán)形通氣管;

(為了不影響正文表述的連貫性,上述條文深層次含義的解讀見正文后的附錄)

根據水封比理論和前面的分析,我們知道,當排水立管流量為某個值時,水封滿足了“耐住-40mmH 2O的管內負壓”這個條件并不能判定水封就是安全的,那么,此時的立管流量就不能認定是有效的。同樣,水封雖然滿足了“水封水損耗25mm”(或“剩余深度25mm”),我們也不能準確地判定水封就是安全的,此時的立管流量也不能認定就是有效的。因為這二個“評判標準”不具備普遍的、標準的意義。

⑥同時滿足了“耐住-40mmH2O的管內負壓”和“水封水損耗25mm”(或“剩余深度25mm”)二個條件的水封,同樣不能確定它一定能夠“耐住40mmH2O的管內正壓”,因而不能確定它就是安全的,故這二個“評判標準”同時使用來判定立管最大通水能力也不能成立。

水封如果同時滿足“耐住-40mmH 2O的管內負壓”和“水封水損耗25mm”(或“剩余深度25mm”)二個條件,除了水封的初始深度大于等于50mm外,還必須是水封比n1。而工程實踐中,排水系統(tǒng)內水封比n1的水封比比皆是。不僅僅有如圖1那樣的地漏,所有鐘罩式地漏和很多非鐘罩式地漏、小便器等,其水封的水封比都遠小于1;所有的坐便器的水封,其水封的水封比都遠遠小于1;一些用于同層排水的衛(wèi)生潔具(如浴盆)的排水栓水封,其水封的水封比也遠小于1。這些水封在-40mmH2O的管內負壓作用后(或25mm)的剩余深度,都承受不了40mmH2O的管內正壓。

經過分析和實驗驗證,只要在排水立管流量達到最大之前,立管正壓區(qū)內的某個排水橫支管排水時產生了負壓(如-40mmH2O)并對該排水橫支管上的其他水封實施了負壓抽吸作用后,該排水橫支管上的水封的“剩余深度”在立管排水流量達到最大時,依然能夠“耐住40mmH2O的管內正壓”,我們就可以明確判定這個水封是安全的,這時的立管流量也是有效的,這個排水系統(tǒng)是安全的。

所以,在測試排水立管最大通水能力時,日本使用的“管內壓力波動±40mmH2O”和歐美使用的“水封水損耗25mm”的所謂“判定標準”的三項指標中,只有“管內壓力≤40mmH2O”一項是直接的和有意義的。而“管內壓力-40mmH2O”和“水封水損耗25mm”都是不確定、不直接的,所以不能做為“判定標準”使用。

我們應該建立這樣的一個理念:水封在任何時候都必須能夠耐住40mmH2O或某個設定值,這個值越高,排水立管通水能力的提升空間越大)的管內正壓,管內濁氣出不來。這個“任何時候”就包括水封被橫支管排水時產生的負壓抽吸作用或自虹吸以后,又承受立管排水時產生的正壓沖擊。

所以,我們沒有必要糾結于水封是否耐住了或必須耐住多么大的管內負壓,也不必在意管內負壓時水封是不是穿透了(實驗證明,水封比大到一定程度后,很小的水封穿透剩余深度依然可以承受很高的管內正壓),也沒有必要去關注水封水損失了多少或水封的“剩余深度”必須是多少,因為這些都不能直接和明確說明水封是否是安全的。我們也沒有必要去規(guī)定水封的初始深度必須是多少,因為這同樣不能保證所有的水封一定是安全的。我們只要求水封在“任何時候”都必須能夠“耐住40mmH2O的管內正壓”就可以了。也只有這樣,水封才是安全的,排水系統(tǒng)才是安全的。

實踐中,也有實際案例可以佐證上述的說法。

某排水立管最大通水能力測試,每層配置了標準深度50mmDN110DN75 P型存水彎水封各一個,標準深度50mmDN50鐘罩式地漏(水封)一個。在測試的過程中,管內壓力尚未達到40mmH2O的時候,地漏首先被破壞,只好將所有的地漏封堵,棄之不用。究其原因,就是由于該鐘罩式地漏水封的水封比過小所致。

實際工程當中,我們是不可能將所有水封比過小的水封都封堵棄用的。如果以用這種方法確定的排水立管通水能力為設計依據而設計的建筑排水系統(tǒng),會因為系統(tǒng)內有很多“應該封堵而沒有封堵的”的小水封比水封,其剩余深度不能承受40mmH2O的管內正壓,而就此被埋下大量的安全隱患。當排水系統(tǒng)按“封堵”狀態(tài)(水封比小于1的水封被“封堵”后,剩余的水封,其水封比均大于等于1)測定的排水流量來運行時,卻解除了那些原本應該“封堵棄用”的水封的“封堵”,那么,這些本應該繼續(xù)被“封堵棄用”的水封便會在立管流量高峰時“伺機”再次或繼續(xù)“正壓噴濺”,管內臭氣則勢必會經常地“噴薄而出”。

反過來說,由于這些本應該繼續(xù)被“封堵棄用”而沒有“封堵”的水封的存在,排水立管的流量就不可能達到按“封堵”狀態(tài)測定的排水立管的流量水平。這就是前面所說的“木桶效應”。

所以,滿足了“管內壓力波動在-40mmH2O以內”或“水封水損耗25mm”(或“剩余深度25mm”)“判定標準”的水封不一定是安全的,使用這二個“判定標準”來進行排水系統(tǒng)立管最大通水能力的測試也是不科學的、不明智的。我們莫不如避開日本或歐美的思維邏輯的影響,就用“管內壓力≤40mmH2O”來進行排水系統(tǒng)立管最大通水能力的測試,這樣會更直接、更簡單明晰、更準確。

不久的將來,我們國家必定也會正式開展建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的測試以及相關測試標準方法的制定,可能會引進國外相關的技術和方法,相信前面的討論會有裨益。

4. 結論

4.1 水封性能的“判定標準”,同時也是測試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力時的“判定標準”;

4.2水封只有在經受了最不利管內負壓的抽吸作用后,其“剩余深度”仍然能夠耐住預期的管內正壓,方可以認定是安全的;

4.3 以“負壓作用后的水封‘剩余深度’耐住≤40mmH2O的管內正壓力”做為測試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標準”,是準確、簡單和直接的;

4.4 “管內壓力波動-40mmH2O”,不能明確判定水封一定安全,不能做為測試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標準”;

4.5 “水封水損耗25mm”或“剩余深度25mm”不能明確判定水封一定安全,不能做為測試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標準”;

4.6 “管內壓力波動±40mmH2O”和“水封水損耗25mm”(或“剩余深度25mm”)同時并用也不能明確判定水封一定安全,也不能做為測試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標準”。

 

(附錄)

現(xiàn)行國家《標準》、《規(guī)范》、《規(guī)程》有關水封的條文:

A. 國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003(2009年版):

4.6.3  下列排水管段應設置環(huán)形通氣管:

1 連接4個及4個以上衛(wèi)生器具且橫支管的長度大于12m的排水橫支管;

2 連接6個及6個以上大便器的污水橫支管;

3 設有器具通氣管。

B. 城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準《地漏》 CJ/T186-2003:

5.8 水封穩(wěn)定件

有水封地漏在正常排水的情況下,當排水管道負壓為(-400±10Pa并持續(xù)10s時,地漏中的水封剩余深度應不小于20mm。

C. 建設標準化協(xié)會標準《排水系統(tǒng)水封保護設計規(guī)程》CECS172:2004

4.0.2 為防止因負壓抽吸而導致水封破壞,宜采取下列一項或多項措施:

1 設置完善的通氣系統(tǒng);

2 采用水封深度較高、存水量較多的存水彎;

3 加大排水立管和排水橫管管徑;

4 設置吸氣閥;

5采用特殊單立管排水系統(tǒng);

6 采用雙通道存水彎或防虹吸存水彎;

7 不在連接偏置管的水平管段中接入排水支管。

D. 2004年版的《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》(報審稿):

6.3.4醫(yī)院公共衛(wèi)生間排水橫管超過10m或大便器超過3個時,宜采用環(huán)形通氣管;

關于這些條文的深層次含義,我們可以這樣解讀:

A項:

“連接4個及4個以上衛(wèi)生器具且橫支管的長度不足12m的排水橫支管”時,或:“連接5個大便器的污水橫支管”時,可以不設置環(huán)形通氣管。但是,最遠端的水封受到其下游衛(wèi)生器具排水時產生的負壓的影響是客觀存在的。如果這個影響再大,就必須設置環(huán)形通氣管或器具通氣管以保護水封不受負壓影響。

我們之所以認同負壓值“-40mmH2O”,是基于我們對水封“±40mmH2O”的基本認知,取了最不利的、最大的值。

D項同樣可以此理解讀,只是比A條更加嚴格。

B項:

1明確規(guī)定判定(地漏)水封是否安全,必須是以經過負壓抽吸作用后的“剩余深度”耐住管內正壓力而臭氣不逸出為前提的。條文中“水封剩余深度應不小于20mm”,其實就是“水封的剩余深度耐住管內正壓應不小于40mmH2O”在水封比等于1時的靜態(tài)表述。

根據水封比理論及實驗驗證,如果水封比等于5(比如瓶式水封),剩余深度8mm就可以耐住不小于40mmH2O的管內正壓的。而水封比等于0.20(比如坐便器水封),則耐住不小于40mmH2O的管內正壓所需要的剩余深度必須不小于33.3mm

2《地漏》中沒有明確規(guī)定或特指(地漏)水封一定是在排水系統(tǒng)立管的正壓區(qū)還是負壓區(qū)。

3雖然沒有明確說明作用于水封的負壓是否來自于立管排水,但是根據其他相關的有關條文,我們還是可以認定這個負壓是橫支管排水時產生的。

4這個條文不僅僅是針對“地漏”水封,應該是對各種潔具的水封都有意義。

實驗證明,深度為50mm的水封,經過“排水管道負壓為(-400±10Pa并持續(xù)10s時,水封的剩余深度” 對應于不同水封比的水封時,會是不同的值(此時,若水封比為1時,水封的剩余深度為30mm;若水封比為0.5時,水封的剩余深度為23.3mm;若水封比為0.2時,水封的剩余深度為16.6mm;若水封比為5時,水封的剩余深度為43.3mm)。同樣,同一個20mm水封剩余深度,水封可以耐住的管內正壓的大小,也會因為水封比的不同而不同,(此時,若水封比為1時,耐住的管內正壓為40mmH2O;若水封比為0.5時,耐住的管內正壓為30mmH2O;若水封比為5時,耐住的管內正壓為120mmH2O)。尤其是對于某些小水封比的水封,比如坐便器水封(水封比通常在0.2以下),20mm的水封剩余深度耐住的管內正壓僅在24mmH2O以下。根本承受不了40mmH2O的管內正壓力。如果在排水系統(tǒng)立管的正壓區(qū)(比如一層),同一橫支管上有幾個這樣水封的坐便器,就必然是隱患。在橫支管排水對其上游坐便器水封產生了影響后,立管排水產生的正壓必然會對這些被橫支管排水抽吸過的水封形成威脅,當正壓區(qū)的壓力達到一定程度時,這些水封必然會率先正壓穿透,逸出臭氣。

某一相同負壓作用后產生的水封“剩余深度”、造就某一相同的水封“剩余深度”所需要的負壓,以及相同的 “剩余深度”所能承受的最大管內正壓力這三項指標,都會因為水封自身的水封比不同而成為不確定。所以,一概而論地說“50mm”、“-40mmH2O”、“25mm”或“20mm”,必然會顯得粗糙、不嚴密和不準確。

C項:

完善環(huán)形通氣管、器具通氣管等通氣措施,是為了防止水封因所在的排水橫支管的排水對其產生影響。也就是說,不管在立管的正壓區(qū)還是負壓區(qū),都存在因橫支管排水時的負壓抽吸對水封產生影響的客觀事實,立管排水時,正壓區(qū)排水橫支管上受到影響的水封,則完全有可能被管內正壓沖擊而穿透破壞。

從前面三項現(xiàn)行的《規(guī)范》、《規(guī)程》的條文里,我們都可以解讀出“判定水封是否安全,必須以負壓抽吸作用后水封的‘剩余深度’耐管內正壓為基本前提”的含義。而排水系統(tǒng)立管流量測試判定的標準是水封必須安全。所以,做為排水系統(tǒng)立管流量測試的判定標準,也應該和必須是“以負壓抽吸作用后的水封“剩余深度”耐管內正壓做為基本前提”!

 

 

 

 

 

 

 

 

參考文獻:

1.賀傳政,賀冠男.排水系統(tǒng)水封設計新概念.給水排水,2009,第三期

2.賀傳政,賀冠男.排水水封的五個認識誤區(qū).給水排水,2010,第五期

3.中華人民共和國城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準《地漏》CJ/T 186―2003

4.中華人民共和國國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003(2009)

5.中國工程建設標準化協(xié)會標準《排水系統(tǒng)水封保護設計規(guī)程》CECS172:2004

 

 

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