吴迪
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摘要:随着我国经济的不断发展，有效地促进了建筑业的发展，排水管道系统是高层建筑的一个非常重要的组成部分，在高层建筑的排水系统中，经常会出现排水流量过大的现象，这给排水系统的正常运行带来一定的安全隐患，因此，相关人员应该了解排水特性，从而提高排水管道的安全性。
关键词:高层建筑；排水管道系统；排水特性
1引言
目前，高层建筑数量逐渐增加，一些建设单位为了获得更多的经济效益而偷工减料，影响了整个工程质量。排水系统是高层建筑中的重要组成系统，对人们的生活有着重要的影响，为了保证排水系统的正常运行，相关人员应重视排水管道系统，了解排水特点。
2建筑排水系统概述
随着人们生活水平的逐步提高，对建筑工程提出了更高的要求，为了保证建筑排水的安全，减少水堵塞的发生，使其能够快速向室外排放污水和废水，现已成为建筑设计的基本要求。高层建筑的排水管分类较多，主要包含主管、立管、支管和排出管，其中排水支管应包括带水封的存水弯，这是防止排水管中的气体进入室内的重要环节。建筑排水系统有很多种类型，首先是单立管排水系统，这种排水系统没有专门的通气立管，只有一个排水立管，排水立管顶部设有通气帽，主要用于多层建筑的污废水排放。其次是双立管排水系统，它主要由通气立管和排水立管组成，在两个立管之间设置结合通气管，通气立管顶部设有通气帽，主要用于高层建筑的污废水排放。再其次是三立管排水系统，主要由通气立管、污水立管、废水立管组成，污水立管与废水立管分别于通气立管之间设置结合通气管，通气立管顶部设有通气帽，主要用水污废分流的高层建筑。最后是压力流排水系统。主要依靠增压设备和储水设施的联动作用产生压力水流，从而有效排出高层建筑的废水。
3排水管道对排水特性的影响
3.1在高层建筑的排水管道中，气体和液体碰撞时会产生一定程度的物理反应，导致排水管中的压力发生很大变化，影响管道的稳定性，为了避免这种现象，可以在排水系统中设置专用通气，以提高管道的安全性。排水管上安装一个压力传感器，通过压力传感器检测系统在不同流量条件下的最大和最小压力变化，根据调查结果，排水流量会对排水系统中的压力产生很大的影响，当排水流量为3.6L/s时，正压和负压变化时，排水系统中的正值分别为300Pa和-300Pa，当排水量达到-440Pa时，满足规定的标准4L/s[2]。根据十层以上或十层以下建筑的数据，该阶段排水管道的负压变化较大，波动高于正压，可以知道排水系统的排水特性主要由排水系统中的压力和高层建筑的高度决定。高层建筑高度不同，也会对压力产生一定程度的影响。
3.2单立管排水系统排水特性
排水能力的研究始于改革开放后，恒流排水检测方法占据主导地位。在实际建筑排水管道中，位移在短时间内的速度梯度较大，更接近瞬时流量排水过程，对排水系统的安全构成很大威胁。
3.2.1每层的压力分布
相关研究表明，当15层以相同的流量排水时，发现对于相同的排水流量，排水系统各层的最大压力值随着楼层的减少而增加。当流速为为2.5L/s，排水系统各层最大压力变化范围小。无论流量有多大，系统最大压力变化的楼层就是最低楼层。当压力检测楼层一致，顶层排水流量相同时，压力变化幅度随着流量的增加而增加，流量越小，压力随楼层变化越不明显。
3.2.2排水检测方法的特点
相关实验表明，当普通UPVC单立管排水系统以恒定流量排水时，系统各层的通水能力相对稳定，范围为1.8至2L/s。随着系统高度的降低，过水能力呈缓慢增加的趋势。同时发现排水时间间隔为1s时，对排水安全最不利。采用恒流量检测法时，系统压力略有下降，而采用瞬时流量检测法时，排水流量恒定时，负压变化大于正压变化。因此，在建筑排水系统的设计中，有必要保证高层部分的管道通气能力。
3.3双立管排水系统的排水特性
在建筑排水管道中，由于气体和液体根据流速的变化，排水管道中的瞬时气压变化很大，因此需要注意通气管道的使用。但在实际建筑的排水设计中，有些设计师为了扩大排水立管的直径，平衡压力，维护排水安全，加大管径，但还是会出现不同程度的拖气、拖臭现象。
3.3.1双立管系统的水容量
通过相关实验发现，双立管系统的最大正压和最大负压随着排水流量的增加而增加。当流量为3.8L/s，达到破封标准。根据系统在不同流量下的压力变化值，发现双立管排水系统在缓解正压变化和负压变化方面效果明显。当系统较高时，双立管排水系统的排水安全性更可靠。
3.3.2每层的压力分布
从不同流量下的正压分布可以看出，对于同一排水系统，在同一楼层位置，排水流量越大，楼层压力变化值越大，压力随流量的变化规律越突出。其次，与单隔水管系统相比，双隔水管系统的压力变化随着测压楼层的增加而更加明显。单立管系统结构相对简单，通气方式相对单一，双立管系统负压变化相对较弱。
4排水管件对排水特性的影响
4.1弯管对排水特性的影响
排水管件也是高层建筑排水管道系统的重要组成部分，只有通过排水管件，排水系统才能正常运行，提高排水系统的安全性。工作人员做了相关实验，主要是利用立管底部的45°弯头和90°弯头，比较不同角度弯头的排水过程。实验结果表明，当90°弯头连接到排水管时，如果排水流量大于1 L/s，由水流引起的最大正压大于45°的配件，如果流量小，90°和45°的压力值不会发生显著变化[3]。可以看出，不同角度的弯头会产生不同的排水特性。在高层建筑的排水系统中，水和气体同时存在，如果高层建筑层数少，水和气体一起下落时，速度会低，动能弱，不会有明显的水跃现象，如果高层建筑层数多，下落速度会很快，水跃现象会很明显，因此工作人员应采用45°弯头，这样在连接排水管时，管道中的气体就会稳定下来。
4.2管道坡度对排水特性的影响
在管道坡度测试中，通常采用45°弯头，排水管坡度分为0.026和0。实验结果表明，当排水管坡度为0时，系统的最大负压变为-350帕，当排水管坡度为0时，系统的最大负压变为-220帕。造成这种现象的主要原因是当坡度为0时，排水管中的气体和水。正压实验中，坡度为0.026时，排水管内正压为209Pa，坡度为0时，排水管内正压为195Pa，说明坡度对排水系统内正压影响不大[4]。然而，从实际情况来看，高层建筑中的许多排水设备都需要有一定的坡度。所以在实际设计过程中，排水管还是要有一定坡度的。
此外，在实验过程中发现，高层建筑排水管系统中管道的规格和长度也会在一定程度上影响排水特性，如果管道较长，存水弯离管道较远，对存水弯上的压力影响较小，如果支管过长，可能会导致生活污水进入竖管，造成排水管堵塞，影响排水管的正常运行，给人们的生活带来麻烦。同样材质的管道，如果管径越大，整个排水系统的通水能力就会越大，需要工作人员加大流量和通气比重，虽然这样更方便，但是会增加施工成本。
5结束语
通过从管道和管件两个方面分析高层建筑排水管道系统的排水特性，可知管道、排水流量、弯头和管道坡度都会在一定程度上影响高层建筑排水管道的排水性能。为了提高排水系统的排水性能，工作人员应考虑施工场地、施工高度等原因，确保排水系统的正常运行。
参考文献：
[1]臧振武.高层建筑排水管道系统的排水特性研究[D].北京工业大学,2015.
[2]邱凯华.高层建筑排水管道系统的排水特性分析[J].江西建材,2017(6):21~22.
[3]付菊.高层建筑排水管道系统的排水特性研究[J].门窗,2016(10):241.
[4]李泽裕.建筑排水系统水封特性及其工程应用研究[D].福州大学,2013.[5]黄云川.建筑项目排水管道系统的排水特性比较试验研究[J].技术与市场,2017(9):181.