關文民 段先湖 胡亞男
(1寧波世諾衛(wèi)浴有限公司 浙江 寧波 315514)(2咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000)(3 中國建筑裝飾協(xié)會廚衛(wèi)工程委員會 北京 100028)
在建筑衛(wèi)生間排水系統(tǒng)中,對排水噪音的要求越來越高,排水管道占用建筑面積形勢越來越嚴峻,隨著同層排水的應用和各項技術的不斷發(fā)展,特殊單立管的技術得到了快速的發(fā)展和應用。其中,以旋流器特殊單立管的高流量、低噪音為特點的技術發(fā)展尤為突出。
旋流器特殊單立管系統(tǒng)的工作原理,是進入立管的水被旋轉而沿著管壁流下,因此又稱為附壁流。在水沿管壁流動的過程中,管道中心就形成了空心柱,保持著與伸頂通氣的外界的連通,從而大幅度地減少了管道內的壓力波動,維持著管道內的極低的壓力狀態(tài),從而保證了潔具及地漏水封的穩(wěn)定,達到了隔臭的目的。
下面就旋流器的工作原理、現(xiàn)行流量測試方法、支管設計等方面進行詳述。
建筑衛(wèi)生間潔具及地面的排水,通過支管進入排水立管后,經過排水橫干管排出室外。在潔具的水進入排水立管時,在旋流器的作用下水會在排水立管內旋轉,如圖1所示。
圖1 水在排水立管內的旋轉
如圖1所示,在旋流器的作用下,支管的污水進入立管時,在水重力的作用下會使流動的水在導流葉片的作用下發(fā)生側旋。側旋的水在離心力的作用下,造成了氣水分離。水沿著管壁旋轉流下,形成附壁流。離心力所形成的空心柱,一直連接到伸頂?shù)耐笟饷?,保持著與外界大氣壓力的平衡。
由于在同一根立管內形成了具有通氣功能的空心柱,有別于另外設置一根通氣管,因此稱之為特殊單立管。隨著流水量的增加,附壁水膜的厚度會相應增加,通氣空心柱的直徑也就會相應減小,因此,盡管旋流特殊單立管的排水能力非常大,但還是會有一定的限度的。
排水立管的排水能力的確定,是以在排水立管內的壓力或者真空度不超過一定數(shù)值時的最大排水流量來測定的。而排水流量,又分為潔具法和常流量法2種。
常流量法,是指支管以恒定的流量進水,使得立管內具有恒定的水流量。而潔具法,是在每一樓層模擬實際安裝的馬桶,然后同時放水,把流量相應累加計算,而得到的總流量。
目前,流量測試,無論用哪種方法,所采用的支管,都是僅連接馬桶排水支管。以常流量法為例,測試示意圖如圖2所示。
圖2 排水立管排水能力的測定示意圖
在實際同層排水的應用工程中,立管支管往往并非僅有一個,而是由污水支管和廢水支管共同組成。污水支管主要以輸送馬桶排水為主,廢水支管則用以輸送地漏、洗面器及浴缸等的排水為主。
目前,我國實際用于評價的測試方法為常流量法。
目前在我國,旋流器的測試流量,都是以污水支管為惟一的進水源。那么,支管的設計是否會影響流量,自然成為了一個值得探討的課題。
如圖3所示,排水橫支管的水排入立管時,通常會形成一個“水舌”。使橫支管內的水進入立管后能夠發(fā)生旋流,無外乎有以下2種動力的可能性:一是切向進水,二是進入的水受到導流葉片的作用而發(fā)生旋轉。
切向進水會使橫支管的進入立管的水發(fā)生旋轉;而導流葉片的作用,除了能夠使橫支管的水發(fā)生側旋外,還能夠使立管上游的水發(fā)生旋轉。為了保證整個排水系統(tǒng)的水能夠整體形成一個旋流系統(tǒng),導流葉片的作用就成為必要的。
影響旋流效果的關鍵在于旋流形成的空心柱是否會受到阻塞。如果發(fā)生了阻塞,就不能夠保證壓力與外界大氣的平衡。發(fā)生空心柱阻塞的因素主要有如下幾條:①旋流的力度不夠,當旋流的長度超過一定距離時,由于離心力的不足而發(fā)生附壁流“坍塌”;②支管進入立管的水,與立管內上游下來的水發(fā)生嚴重干涉,產生的水花覆蓋到了空心柱上;③支管水進入立管時,沒有形成旋流的水進入到空心柱;④排水橫支管進入立管的水中,含有大塊狀的雜物,阻塞了空心柱。
對于旋流力度來說,檢測試驗的層高,可以檢測出其影響。目前,實際檢測的層高是2.8~3.0m。因此,只要實際層高小于這個數(shù)值,就表明有足夠的旋流產生的離心力來維持空心柱。
對于雜物的影響,只要規(guī)定出相應的雜物種類及施加方法,就能夠模擬地檢測出其影響。國外的經驗是施加球體、衛(wèi)生紙及毛巾類。隨著試驗的日益成熟,相信會制定出包括人工試樣的各種雜物的檢測標準,來模擬實際的狀況,從而測出其影響。
圖3 排水橫支管形成的水舌
對于水流干涉所形成的影響,相對說來就比較復雜。如圖3所示,當支管的水流以什么樣的速度進入立管,與立管上游的附壁流交叉所形成的水霧會覆蓋到空心柱,尚需要更多的試驗,但切向進水,并且在旋流器的擴容段總會有適當?shù)慕Y構設計,來使此種水流干涉的影響,可以大幅減弱。
對于位于旋流器中心的支管,情況看起來則相對簡單一些。無論是在擴容段,還是在非擴容段,只要是在中心面附近進水,總會有這樣的可能,就是支管的水,無論是支管進入立管的水本身,還是支管進入立管的水與附壁流的水干涉而形成的非正常流動的水,大部分進入到空心柱內,從而在空心柱內形成水舌或者阻塞,引起壓力平衡出現(xiàn)重大問題。
綜上所述,正確的旋流器的支管設計,無論是污水支管,還是廢水支管,至少要使進水位置定位在切向方向。在將來的檢測標準上,也應該把所有支管均有進水的情況作為考慮因素。