小地漏能有什么大花样？玩给你看

地漏作为最普通的排水零件，大家早已司空见惯，殊不知这小小的地漏里，却蕴含着大学问，有些地漏明明符合国家标准，可卫生间依然是臭臭的，给居家带来了大麻烦。今天就给大家介绍两种防干涸防返溢的新型地漏产品。本文作者：吴克建、张东海。


本文介绍的是作者2014年研发的两种新型地漏专利产品——防干涸地漏（专利号：201420296535.3）和防干涸防返溢地漏（专利号：201420296554.6）。作者多年从事建筑排水技术及产品研发工作，是GY型加强旋流器等二十多项建筑排水新产品的专利发明人。
建筑室内排水地漏是一种应用广泛的地面排水器具。由于地漏排水水质恶劣，含有泥沙和毛发等纤维污物。如何设计一种结构简捷、自洁能力好、排水畅通、水封性能好、不易干涸、不易返臭的地漏，一直是设计人员苦于追求的。
本文介绍的防干涸、防返溢地漏就是一款设计创意新颖的新型地漏。其结构简便、不易堵塞，并具有极佳的水封防护功能和防干涸功能。可有效地抵御系统压力波动，防止水封抽吸和喷溅，杜绝了地漏返臭现象的发生。
【关键词】地漏、防干涸地漏、防返溢地漏、水封

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一、背景技术
地漏是建筑物内卫生间和厨房地面重要的排水器具。建筑排水管道排水时，管道内气流会产生压力波动，管道内的有害废气在没有阻隔的情况下，很容易通过排水器具接管溢入居室。为了阻隔这些有害废气进入居室，卫生器具、地漏等与排水支管之间须设置具有一定水位深度的水封装置。带水封地漏就是一种带有水封装置的地面排水器具。
当排水系统排水量在设计排水能力范围内时，管道内气压波动一般不超过±400Pa（即±40mm水柱）。因此，按照建筑排水设计规范规定，带水封排水器具、带水封地漏及存水弯管件中的水封深度不得小于50mm。以确保管道内气压在±40mm水柱范围内波动时，管道内的有害废气可被足够深度的水封阻隔，避免居室内受到有害废气污染而影响人体健康。由于水封结构、排水位置和排水方式的不同，有实验证明：带水封地漏内的水封最易受到破坏，其破坏的形式主要表现为水封深度不够，或水封深度降低，使其不能抵御管道内气压波动，有害废气冲破水封溢出到居室内。因此，国家设计规范标准除对地漏的结构形式做出了一些限制性规定外，还强制规定带水封地漏水封深度不得小于50mm。
但在地漏的实际使用过程中，许多带水封地漏其结构及水封深度都符合标准的规定，但仍然会出现水封破坏的现象，造成水封破坏的原因主要有如下四个方面：
一是由于大气蒸发和毛细管作用造成长时间无排水的地漏出现水封干涸，水封深度下降（见图1）；二是管道产生负压波动造成水封被抽吸流失，剩余水封深度降低（见图2）；三是管道产生正压造成地漏水封喷溅。四是在排水系统出现持续排水时，水封受到管道内压力波动的交替作用，产生惯性振荡，造成水封溢出损失增大。

图 1

图 2

为了解决上述问题，在以往的地漏设计中，设计者们采取了各种措施，但都未能从根本上解决地漏干涸问题。例如：1）为防止水封干涸和负压抽吸，有设计采用在地漏箅子上增加一个密封盖板。这种方式尽管有效，但由于排水时需要人工移除密封盖板，当家中无人，厨房卫生间出现跑水事故时，地漏失去排水功能，造成居室水淹并殃及邻里。2）传统的浮球式防返溢地漏，尽管可以防止正压喷溅，但不能解决防止干涸和负压抽吸的问题。3）也有采用重力或磁性机械式活门翻板的防臭地漏设计，但由于常常被洗浴排水中的毛发和纤维状污物的流挂，常常出现活门翻版闭合失效，造成管道臭气溢出。因此，这种结构在设计规范中是禁止使用的。4）一些采用补水型地漏（或多通道地漏）和补水型存水弯的设计，采用将使用频率较高的洗面盆排水支管接入地漏或存水弯，使水封得到及时补充，防止干涸。但这种设计仍无法解决住户或酒店客房长时间无人时的水封干涸问题。
我们通过水封蒸发量试验发现，在北方冬季采暖期室温20℃的条件下，水封比0.95的标准测试地漏24小时蒸发量可达5mm以上，水封降低3mm。也就是说，在无补水的状态下，地漏水封4天便降至40mm以下的安全临界值了。而在实际过程中，由于管内压力波动引起的水封反复振荡和挂壁毛细管蒸发，水封损失远大于上述试验结果。
综上所述，一个性能优良的地漏应解决几个问题：1）水封深度不小于50mm；2）在无补水状态下地漏水封蒸发量应最小；3）结构简洁，流道畅顺，不易被毛发等纤维状污物阻塞；4）可最大程度的降低排水管道压力波动对水封的作用，减少由于水封振荡造成的溢出损失。

二、新型防干涸地漏和防干涸防返溢地漏
作者研发的专利产品——新型防干涸地漏（专利号：201420296535.3 ）和防干涸防返溢地漏（专利号：201420296554.6 ），很好的解决了传统地漏存在的不足。防干涸地漏在常规筒式水封地漏的基础上，采用了防干涸浮球的独特结构设计（见图3）。这种设在地漏水封筒上方的防干涸浮球，在地漏无排水状态时可以自动关闭地漏入水口，有效防止水封的蒸发干涸和系统负压造成的水封抽吸振荡损失。当地漏排水时，水的浮力会使防干涸浮球上浮，自动开启排水通道，且根据排水量的大小，防干涸浮球会上下浮动，自动调节开启流道截面大小，确保地漏足够的排水能力（见图4）。这种防干涸地漏配以防返溢浮球（见图5），便可成为防干涸防返溢地漏，可在原有功能的基础上增加避免正压喷溅和防止臭味溢出的功能（见图6）。

图 3 下排式防干涸地漏剖面图

图 4

图 5 下排式防干涸防返溢地漏剖面图

图 6

三、新型防干涸地漏和防干涸防返溢地漏的优点
新型防干涸地漏和防干涸防返溢地漏独特结构设计，解决了长期以来由于水分蒸发和管道系统负压抽吸造成的水封破坏和地漏返臭问题，具有如下优点;
1、具有优良的防干涸功能。防干涸浮球在无排水时自动关闭地漏入水口，防止了水封的蒸发。通过水封蒸发试验测得：在无排水状态下，防干涸地漏一个月的水封下降幅度小于2mm，仅为常规地漏12小时的蒸发量。可使地漏在无排水状态下的水封安全期延长至2～3个月。
2、可减缓系统压力波动造成的水封振荡，减小水封损失，避免地漏返臭。由于防干涸浮球在无排水时自动关闭地漏入水口，当管道系统出现负压抽吸时，防干涸地漏可大大降低由于负压抽吸造成的水封波动幅度。减少水封损失。防干涸防返溢地漏更可以阻止系统正压时产生的地漏喷溅现象发生，防止管道内臭气的溢出。
3、结构简洁，实用有效。采用简洁的浮球式单向活门结构设计，避免了采用机械活门结构复杂，容易因污物流挂而造成动作失效的弊端。防干涸浮球且可在浮力的作用下，根据排水流量大小自动升高降低调节进水口的水流通道大小，确保了地漏的排水能力。
4、流道畅顺，不易堵塞。防干涸浮球采用了椭圆形圆滑外形设计，避免污水中纤维状污物流挂，有效防止地漏水流通道被污物沉积阻塞，提高地漏自洁能力。
5、便于清洁维护。由于防干涸浮球位于地漏进水口上方，只需除去箅子，取出防干涸浮球，便可在不破坏水封的情况下进行清洁维护。避免了传统地漏进行清洁维护时，容易出现与污水管通气道联通，造成有害废气溢出居室的缺陷。

四、新型防干涸地漏和防干涸防返溢地漏关键技术及所涉及的品种
新型防干涸地漏和防干涸防返溢地漏两项专利发明的关键创意和技术是防干涸浮球单向活门的结构设计，这项技术衍生的产品涉及了不锈钢、铸铁或塑料等不同材质，以及下排式和侧排式两种排水方式的地漏（见图7、图8）。可采用冲压成型、铸造成型及注塑成型等不同加工方式进行制造。

图 7 下排式防干涸（防返溢）地漏

图 8 侧排式防干涸（防返溢）地漏

结 束 语

建筑室内排水地漏看似结构简单，但由于其使用环境恶劣，往往要求设计者既要保证其使用性能的持续有效性，又要力求做到结构简洁、使用安全、符合标准。作者在地漏产品研发过程中曾设计过各种地漏，但始终未能解决地漏干涸及防止负压抽吸的问题。一次冲澡过程中，孙子遗落在淋浴间的乒乓球顺水流滚入了打开箅子的地漏入水口，原担心乒乓球会堵塞地漏排水，结果乒乓球浮在地漏入水口上方，并没有影响正常排水。且排水结束后，乒乓球回落在了入水口上，完全封闭了地漏入水口。当再次排水时，乒乓球又自动上浮，地漏又恢复了正常排水功能。正是在这个发现的启发下，作者发明设计了上述两种新型防干涸地漏和防干涸防返溢地漏。地漏安全牵涉到千家万户的卫生与健康，希望这两种新型地漏的发明能为创造健康卫生的人居环境带来福音。