单立管排水系统特点、设计优势及在民用建筑中的应用

随着技术的发展，单立管排水系统成为了建筑区内污水排出系统的重要管件之一，其主要特点在于：管道内的流量较大；在使用时安装方便，占用空间较少，并且相对节省了使用材料。在单立管中的苏维脱单立管和AD 型特殊单立管，这两种管型适用性较强，因此适用范围较广。

1. 苏维脱单立管排水系统
在苏维脱单立管排水系统的使用中，采用气水混合产生的配件，在管道中的上部使用苏维托特制的配件，在下部使用泄压管道装置。泄压管的使用是为了将正压区中的压力释放到负压区中，使两个区间的压力保持平衡，保证捧起水管道的整体稳定。
在进行排水的过程中利用到了混合器原理和放气器原理。其主要特点是：利用挡板使得水流进入立管中，同时保证立管中存在气流，为整个系统提供压力所需要的流动空气，使气压的变化值保持在最小值。经过的水流在立管内向下流通，在经过偏置管时会减小水流的速度，同时水流的方向也随之改变，水体分离，由于空气的涌入便形成了气水混合物，其下降速度较慢、比重和吸力较小，有效的减少了在下降过程中因重力原因产生的负压。放气器的原理是：管道内的水流在重力的作用下下落，在下落的过程中与隔离空气室中的偏置管相撞击，
在此过程中，水流中的空气就得到了释放，在释放气体后的水流体积减小，就能够顺利进入水平管道空间内，管道中的反压力得到了有力的减少。

2. AD 型特殊单立管
AD 型特殊单立管是排水系统中较先进的一种，其主要特点在于在接头中采用铸铁件，并在配件内进行导流浆片的设置，水流在经过管道时呈连续螺旋状。 螺旋水流在经过导流浆片时被加大了压力，有效地解决了管道中产生的水舌现象。在立管中的水进入横管时，在接头处的停留减缓了水速，产生的重力流的压力得到了有效的减少，阻止了水跃现象的产生，使得排水的过程更加顺畅。

3. 旋流降噪特殊单立管排水系统
在旋流降噪特殊单立管排水系统的使用中，如果排水量的要求在6 L/S 以下，就要使用CH-1 型的旋流降噪特殊单立管排水系统。在使用的过程中需要安装旋流三通，在主管底部和横管之间添加导流接头、大曲率底部异径弯头等专业使用的配件。如果排水量的要求在6 L/S 以下就需要采用CH-2 型的旋流降噪特殊单立管排水系统，同时安装旋流三通，在主管中要使用加强型的螺旋排水管和大曲率底部异径弯头等专业使用的配件。
在同一楼层内进行排水时要综合使用旋流同期接头、具有降噪功能的弯头，同时还要使用防漏设置、多通道地漏等专用配件。




1. 在不同类型建筑中的技术比较在双立管排水和三立管排水系统中都有自身的专用排水系统，将排水立管和通气立管设置为相同的管径时，其通气使用效果大致一样。在进行苏维托单立管排水系统和AD 单利排水管系统的使用过程中都没有专用的排水系统，采用相同管径的排水立管时，其通气效果相同，但在加入专用通气立管设计的排水系统中，通气效果明显要比采用专用通气立管的单立管排水效果要好。在进行排水管的使用时，将排水管的管径设置为DN100 时，三立排水管系统连接的使用器具所能承受的排水负荷楼层数多于三立管排水系统连接的使用器具，在进行单立排水管的选择时，侧重于选择AD 型材的单立管排水系统，原因在于其承受的负荷楼层数要多于苏维托型单立管排水系统；将排水立管的管径设置为DN125和DN150 时其结果同管径为DN100 时相同。

综上所述：在排水系统的排水能力中，按照由强到弱一次可分为：三立管排水系统，双立管排水系统，AD 型特殊单立管排水系统，苏维托单立管排水系统。

2. 在不同类型建筑中的经济比较
（1）常规办公楼
在办公楼中的公共卫生间中设置有便器和洗手盆等用水设备，由于受到高度的限制，因此不能够使用苏维托单利排水系统和AD 型单利排水系统。在进行排水管道的设置时分别进行三立排水管和多立排水管的使用，在研究中发现，在15 层以下的办公楼层中，三立排水管的使用费用要高于双立排水管，而在15 层或15 层以上的建筑中，三立排水管的使用费用则低于双利排水管。在楼层不断增高的过程中，使用双立管排水系统的费用增加程度要高于三立排水管的增加程度。

（2）住宅建筑
在住宅建筑的使用中，若以10 层为基础进行设计，当楼层的高度小于15 层时，单立排水系统和多利排水系统的使用价格没有出现太大差异，在使用楼层逐渐增高的过程中，单立排水系统和多立排水系统的使用价格就会产生相应的变化，而在15 层以上的楼层中使用单利排水管和双立排水管的价格要比三立管排水系统的价格增长幅度要大。 在同一楼层的排水管道的使用中，三立排水管的使用费用明显低于其他的管道排水系统。

（3）商业建筑
在商业建筑中采用单立排水管、双立排水管和多立排水管进行综合比较，随着楼层的增加，使用的效果呈现出了明显的不同。以5 层建筑为计算的标准，当立管的管径为DN125 时，单立管排水系统只能使用在建筑中的10 层或10 层以下的楼层中，当建筑层数为15 层或15 层以下时，单利排水管系统和多利排水管系统的使用价格差别不大，在楼层增加的过程中，排水系统的使用价格就会增加，当楼层高于20 层时，就只能使用三立排水管和双立排水管，而在进行价格的比较时，三立排水管的价格明显低于双立排水管，因此，使用三立排水管明显优于双立排水管。



（1）排水立管宜靠近排水量最大的排水点，排水立管宜敷设在管道井内。
（2）排水立管不得穿越卧室，病房等对卫生，安静有较高要求的房间，并不宜靠近与卧室相邻的内墙。
（3）排水横支管应减少转弯，排水横支管的长度不宜大于8 m。
（4）排水管道不得穿沉降缝，伸缩缝，变形缝，烟道和风道，排水管道不得敷设在变配电间，电梯机房和通风小室内，排水管道不宜穿越橱窗，壁柜。
（5）排水管道不得穿越生活饮用水池（箱）部位的上方。
（6）当立管采用PVC-U 加强型螺旋管时，管道应避免布置在热源附近，当不能避开，且表面温度可能超过60 ℃时，应采取隔热措施。
（7）塑料管应避免布置在易受机械撞击处，当不能避开时，应采取防护措施。
（8）底层排水管宜单独排水。在保证技术安全的前提下，底层排水管也可接入排水立管合并排出或接入排水横干管排出；当接入排水立管时，最低排水横支管的管中心距排水横干管管中心的距离应大于或等于0.6 m。
（9）当防火要求较高时，排水立管应采用加强型钢塑复合螺旋管。高层建筑的塑料管穿越楼层、防火墙、管道井井壁时，应根据建筑物性质，管径，设置条件和穿越部位防火等级等要求设置阻火胶带或阻火圈。
（10）AD 型特殊单立管排水系统的排水立管顶端应设伸顶通气管，其管径不得小于立管管径。
（11）AD 型特殊单立管排水系统可不设专用通气立管，主通气立管和副通气立管。当按规范规定需设置环形通气管或器具通气管时，环形通气管和器具通气管可在AD 型接头处与排水立管连接。




高层建筑排水系统面临的主要问题有：由于排水管线长，用水器具多，用水高峰时期管内瞬时流量大，易造成排水管内正负压交替，通气不畅；在吸出作用、自虹吸作用、毛细管现象等作用下造成排水器具水封损失，排水管内含有的硫化氢、吲哚等恶臭成份污浊气体有可能进入室内，引起用户感官不适，对健康造成损害。 高层建筑排水系统较强的冲击负荷要求排水管道材料承压强度高，抗腐蚀，能有效降低水流噪声，且便于施工，维护方便。

AD型特殊单立管排水系统简介

由排水原理的差异，高层建筑特殊单立管排水系统可分为苏维托单立管排水系统与旋流式单立管排水系统。AD型特殊单立管排水系统属于旋流式系统，由日本某公司自主研发，是现今特殊单立管排水系统中较为先进的排水系统。u1它的管材由PVC-U加强型螺旋管或螺旋硬聚氯乙烯内衬钢管(螺旋DVLP管)构成；横支管与立管接头采用AD细长接头，接头内部有导流叶片，用以加强立管螺旋水流；立管下部采用异径、大曲率半径、蛋形断面AD型底部接头。管材与AD型接头采用法兰柔性连接或橡胶密封圈柔性程插连接。排水通过AD型接头，在导流浆片的带动下在立管内形成回旋水流，随着立管螺旋结构水流在立管内贴壁旋转下排直至立管底部，使立管中央气流与顶部外界空气相连，气压保持稳定状态；当排水到达立管底部，蛋形断面能提供足够的空气层使水流顺利通过，有效防止水跃现象产生。

与普通排水系统相比，AD型特色单立管排水系统具以下优势：(1)只占一个管位，节省安装空间与管道材料成本。(2)排水贴壁螺旋流，单管排水又通气，且有效降低水流噪声。(3)系统简单，安装维护方便。

3工程实例

2011年设计完成的无锡某高层民用建筑排水系统采用了AD型特殊单立管排水系统。

（1）工程概况
本工程占地10493平方米，总建筑面积17．79万平方米，地下三层，地上六十五层，总建筑高度247．85米。一至六层裙房为商场、酒店等综合楼；七至六十五层为主楼，由A、B两幢塔式高层组成，其中七、二十一、三十六及五十一层为避难间与设备用房。A幢塔楼为酒店式公寓，B幢塔楼三十六层以下为办公，以上为酒店式公寓。两幢塔楼均属一类高层建筑比1由《民用建筑电气设计规范》本工程建筑属于超高层建筑。

（2）排水工程系统选择
本工程排水系统采用污、废分流制，所有污水均排至室外化粪池，废水排至室外排水管。主楼排水按楼层分两段，七至三十五层排水立管由六层顶汇流至管井污、废水主立管；三十七至六十五层排水立管由三十六层顶汇流至管井污、废水主立管。
经计算，主楼排水分立管流量最大达到5．17L／s，超过《建筑给水排水设计规范》(GB 50015．2003(2009年版))¨1中Dell0立管伸顶透气排水量最大值4L／s。由于主楼卫生间面积有限，经多方比较，主楼排水立管采用AD型特殊单立管排水系统；核心筒管井内主排水立管采用双立管排水系统。

（3）排水工程系统设计

①横支管设计
(AD型特殊单立管排水系统技术规程》(CECS232：2007)明确表明，该系统的横支管与横干管应采用光壁管，不得采用螺旋管或加强型螺旋管。本工程塔楼横支管与横干管均采用硬聚氯乙烯(PVC-U)光壁排水管。
A幢塔楼公寓污、废水分立管共22根，放置在共14个管井内。现以管井三为例，污、废水排水横管敷设方法见图1。

B幢塔楼三十七至六十五层公寓排水系统布置同A幢，七至三十五层办公污、废水分立管共14根，放置在共7个管井内。现以管井二为例，污、废水排水横管敷设方法见图2。


②立管与横干管设计
A、B幢塔楼三十六层至六十五层段污、废水分立管通气方式为伸顶通气；七层至三十五层段污、废水分立管分别于三十五层吊顶内汇合接至核心筒内排水管井污、废水主通气管。在保证技术安全的前提下，规范允许立管最底层排水横管接入立管合并排出，但要求最低排水横支管中心距排水横干管中心的距离应大于等于0．6米。考虑到此种接法会严重影响室内吊顶高度，本工程A、B幢塔楼七层、三十七层排水横支管直接接至横干管，与各分立管一共汇流至排水主干管。主干管接入横支管时，应考虑设置辅助通气管，并在AD型接头处与排水立管连接。以A幢塔楼公寓7层为例，污水立管接入横干管系统见图3。

A、B幢塔楼2l层、5l层为设备层，排水立管经过此楼层需偏置。偏置宜采用45。弯头，并需设置辅助通气管，辅助通气管应从偏置横管下层的AD型细长接头接至偏置管上层的AD型细长接头，并应采取防止排水立管水流流入辅助通气管的措施。B幢塔楼污水立管经过二十一层设备层时的污水立管偏置系统见图4。


③设计注意事项

本项目为超高层民用建筑，排水立管较长，当立管接至七层、三十七层并汇至横干管时，横干管承受着以上二十七层的排水流量，故而将横干管管径扩大至Del60。对于防火等级较高的建筑，排水立管应采用加强型钢塑复合螺旋管。高层建筑排水立管穿越楼层部位应设置阻火胶带或阻火圈。