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同层排水方式—单立管排水系统——细水雾灭火系统中建国际设计顾问有限公司·姜文源2010.10.27•安徽黄山（101页）建筑给水排水新技术、新动态•建筑给水排水技术近些年来迅速发展主要表现在以下方面：•建筑给水：管网叠压技术防回流污染技术新型管材及连接技术节水技术管道直饮水供应技术…等建筑给水排水新技术、新动态（续）•建筑排水：同层排水技术特殊单立管排水技术虹吸式屋面雨水排水技术雨水利用技术真空排水技术排水流量测试技术…等建筑给水排水新技术、新动态（续）•热水供应：节能技术太阳能利用技术热泵技术…等建筑给水排水新技术、新动态（续）•消防方面：高压细水雾灭火技术真空自动喷水灭火系统防撞型室外消火栓室外减压稳压消火栓新型喷头（家用喷头…等）闭式喷头在高大净空场所的应用目次从以上20项新技术、新动态中选取3项，作一介绍：一、同层排水方式的应用二、特殊单立管排水系统的应用三、高压细水雾灭火系统的应用一、同层排水方式的应用同层排水方式的提出•住宅建筑从福利分房转化向商品房出售，对建筑排水方式提出的课题•排水横支管从异（隔）层排水方式调整为同层排水方式同层排水方式分类•1、墙体敷设方式（沿墙敷设方式）•2、地面敷设方式降板（整体降板、局部降板）不降板（抬高地面面层）•3、组合敷设方式（沿墙敷设方式和地面敷设方式结合）•4、墙外敷设方式•5、整体式卫生间（盒式卫生间）同层排水方式的三种主要模式•1欧洲模式——沿墙敷设方式•2日本模式——不降板地面敷设方式•3中国模式——降板地面敷设方式为主1欧洲模式同层排水方式•沿墙敷设方式（又称：墙体敷设方式）•以吉博力公司产品为代表（还有伟星、金牛、慧通、泰宁……等公司的产品）•沿墙敷设方式的三大主要技术特点：1.1排水横支管墙内敷设1.2排水管材：以HDPE管为主1.3配套采用苏维托单立管排水系统沿墙敷设方式图示安装固定支架安装隐蔽式支架安装同层排水管安装给水管道表面装饰→→→沿墙敷设方式的构思•1排水支管和卫生器具排水管不穿越楼板，墙内敷设，在本楼层与排水立管相连•2用假墙将管道隐蔽起来•3在隐蔽管道的同时，也将大便器冲洗水箱隐蔽起来（水箱称为隐蔽式冲洗水箱）沿墙敷设方式的构思（二）•4冲洗水箱采用扁平形（为了减薄墙体厚度），塑料材质，吹塑工艺整体成型（保证内表面光洁，不同于注塑工艺成型）•5冲洗水箱因箱体扁平而提高了水位，相应增大冲洗位能沿墙敷设方式的构思（三）•6因水位升高，位能增大，因而可采用冲落式坐式大便器，从而节省冲洗水量（不同于虹吸式大便器），一般采用壁挂式•7由于水箱隐蔽在墙体内，检修会相对困难，为此采取相应技术措施：——改进冲洗水箱进水阀、出水阀的阀体结构，使不易损坏沿墙敷设方式的构思（四）——按板尺寸便于阀体的安装和拆卸•8不到顶的假墙上部空间予以利用•9当卫生间需要设置地漏时，对地漏构造作了改进，以保证地漏的水封深度（在中国实际上采用的是墙体—地面敷设方式）沿墙敷设方式的优点•卫生间布置灵活•墙体不开槽，不破坏建筑物结构强度•不破坏地面防水层＊•不影响卫生间净高•……对沿墙敷设方式的顾虑•顾虑卫生间面积会有所减小，但实际情况是：——大便器前缘与对面墙面的距离不变——洗脸盆处仍有较大的使用空间2日本模式同层排水方式•——不降板地面敷设方式•以日本积水化学株式会社…等为代表•不降板地面敷设方式的三大技术特点：2.1地面结构层不降板2.2特殊管件采用：排水汇集器2.3配套采用旋流器单立管排水系统不降板地面敷设方式图示2.2排水汇集器•又名排水集水器•材质：PVC-U（透明）或铸铁（不透明），塑料组装成型，铸铁整体浇铸•每段连接一个卫生器具排水管•每段上部设有检查口，用于清通•横断面有蛋形、椭圆形和圆形三种形式•构造上做到不致回流，不致壅水排水汇集器（二）•排水汇集器出口处管径不小于接入管管径•排水汇集器的坡度可以按要求调节•排水汇集器支架不得破坏防水层排水汇集器（排水集水器）排水汇集器（排水集水器）日本模式同层排水方式的应用•排水汇集器要求架空敷设（架空层不填埋），在我国应用会有一定困难•实际工程应用往往只采用旋流器单立管排水系统的同层排水方式（如：上海市环球金融中心大厦、汤臣一品住宅等采用AD单立管排水系统）3中国模式同层排水方式——降板地面敷设方式•以传统产品为主，也有特殊管件•三大特点：3.1结构层降板（整体降板或局部降板）3.2排水管材：以PVC-U管为主3.3配套采用内螺旋管单立管排水系统3.1降板•降板：降低卫生间楼板•排水横支管敷设在降板的上部空间，并与排水立管连接•排水横支管外侧填充轻质材料，也可不填充，而直接敷设在架空层•要做好结构楼板面和完成地面层的防水（但真正要做好防水有一定难度）降板（续）•不多作介绍，原因：•1对降板做法大家都非常熟悉•2和异（隔）层排水方式在管件选用、管道敷设等方面没有什么不同•3关键问题在于两层防水措施是否到位，而不在于给排水专业的技术模块化同层排水节水系统•协会标准《模块化同层排水节水一体化系统技术规程》•两种模块：同层排水模块同层排水节水一体化模块•中国石化集团中原石油勘探局勘察设计研究院开发•山东聊建金柱建设集团有限公司生产模块化同层排水节水系统（续）•排水管放在塑料材质的模块里，管道不与填料直接接触其他同层排水方式采用的管件二、特殊单立管排水系统的应用同层排水方式与特殊单立管排水系统•欧洲模式的同层排水方式与苏维托系统配套•日本模式的同层排水方式与旋流器系统配套•中国模式的同层排水方式与内螺旋管系统配套•苏维托系统、旋流器系统、内螺旋管系统都属于特殊单立管排水系统立管排水•楼层的水要排放—设置竖向管道→排水立管•排水立管通常只设置一根→单立管•单立管＋排水横管＋排水支管＋通气帽＋地漏＋检查口＋清扫口＋…＝排水系统•单根排水立管的排水系统——单立管排水系统单立管排水系统图示排水立管排水横管排水系统的主功能•排水畅通，排水能力大•排水工况正常，不会破坏水封不冒臭气单立管系统的水舌现象水舌空气通道受阻影响水流畅通水封和水封破坏水封水封破坏单立管→双立管•单立管排水能力有限•管径100mm，排水能力为：4.5L/s现为3.2L/s，4.0L/s•只能排15户（4.5L/s）的污废水•一梯两户住宅——管7.5层•楼层增高，超过单立管负荷时怎么办？——采用双立管排水系统双立管排水系统•一根立管排水——排水立管•一根立管通气——通气立管排水立管通气立管双立管优缺点•优点：排水能力成倍增加，4.5L/s→9.0L/s现为8.8L/s•缺点：多了一根立管，耗用管材增多多了一根立管，占用面积增多问题的提出•能否有一种系统既有单立管的优点（一根立管）又有双立管的优点（排水能力大）•办法是：采用特殊单立管排水系统特殊单立管排水系统•系统采用特殊管件•特殊管件：苏维托（Sovent）•瑞士首创苏维托•原理：分流理论•设置挡板将立管水流和横支管水流分开使两者不互相干扰分流效果图横管水流立管水流挡板空气通道分流效果•横支管水流不会堵塞立管的气流通道•压力不会波动，水封不会破坏，臭气不会外逸•挡板上方留有缝隙沟通空气以平衡压力•通水能力可达到8.7L/s（欧洲测试结果）7.8L/s（中国测试结果）苏维托系统的排水能力流量（L/s）户数（户）户型可服务层数（层/建筑高度）8.7108一梯两户54/151m7.881一梯两户40/112m苏维托派生优点•消能（对于超高层很重要）苏维托派生优点（二）•可连接多根横向排水支管立管横支管预留接口苏维托的管道连接苏维托苏维托材质•高密度聚乙烯HDPE•铸铁•HDPE的优点：重量轻内外表面光滑符合推广化学建材的国策另两种特殊单立管排水系统•理论依据：旋流理论•水流在向下流动时，水流呈螺旋流特征•水流沿着管壁螺旋而下，保持了管道中心的空气通道内螺旋管——在管材内表面加工成螺旋肋旋流效应•立管中心空气通道被保证螺旋水流普通型螺旋管加强型螺旋管旋流器——在管件内表面加工有导流叶片AD接头CHT型接头导流叶片上下设置的旋流器三种特殊单立管排水系统•苏维托单立管排水系统——苏维托•旋流器单立管排水系统——旋流器•内螺旋管单立管排水系统——内螺旋管共性特点•排水能力逼近乃至超过双立管排水系统•排水立管只有一根——省管材省地方便于施工排水能力系统类别排水能力（L/s）单立管系统4.5双立管系统9.0特殊单立管苏维托系统7.8～8.7内螺旋管系统6.0～7.5旋流器系统7.5～9.5小结•《苏维托单立管排水系统技术规程》•《AD型特殊单立管排水系统技术规程》•《旋流加强型单立管排水系统技术规程》•《特殊单立管排水系统技术规程》……等规程已经实施或正在编制•特殊单立管排水系统在国内得到广泛认可和推广应用三、高压细水雾灭火系统灭火技术发展轨迹•消火栓系统：发现和灭火滞后需要人来操作火场环境条件恶劣（气温高、能见度差、有害有毒气体弥漫、结构体耐火极限不达标）水的有效利用率低灭火技术发展轨迹（续）•自动喷水灭火系统：•从喷头动作到火灾被扑灭的全过程全过程实现自动化，但缺点是：只可用于可燃固体火灾不能用于可燃液体火灾和电气火灾木垛火灭火试验证明灭火时间还较长灭火技术发展轨迹（续）•气体灭火系统：可用于可燃液体火灾和电气火灾，但价格不菲有的气体灭火剂对环境有影响还有其他缺陷（气体泄漏、安全、输送距离短、可靠性……等）高压细水雾灭火系统•能否有一种系统兼有自动喷水灭火系统和气体灭火系统的优点•既可用于可燃固体火灾又可用于可燃液体火灾和电气火灾•灭火速度快，灭火效率高，灭火可靠性高——高压细水雾灭火系统高压细水雾界定标准名称DV0.5（μm）DV0.99（μm）细规＜200＜400喷淋手册≤1000北京市细规＜300＜1000广东省细规＜300＜1000河南省细规＜300＜1000四川省细规＜300＜1000细水雾粒径分级水滴直径（μm）细水雾分级适用场所＞1000水喷淋A类火灾400～10003级细水雾A类火灾200～4002级细水雾B类火灾100～2001级细水雾B类火灾细水雾系统特点是水滴小•细水雾灭火系统的特点是水滴小、雾化•由于水滴细小，在相同体积下，表面积成百倍增加•因此，热交换就充分、气化时间就短，下降速度就减缓，降温窒息效果就显著比表面积比较•1m×1m×1m立方体体积：1m3面积：1m×1m＝1m2×6＝6m2•将其纵向、横向、竖向各分割成100份体积：1m3面积：0.01m×0.01m＝0.0001m2×6×100×100×100＝600m2•表面积增大100倍细水雾技术参数雾滴直径（mm）每升水表面积（m2）气化时间（s）自由下落速度（m/s）100.66209.2166.24.00.1600.0620,350.016000.00620.003说明表面积增大气化时间短下落速度慢细水雾灭火机理•高压细水雾的灭火机理与水喷雾相近•降温冷却作用水滴表面积增加→换热面积增加→热量交换加快→降温效果迅速→起到灭火作用高压细水雾灭火试验（降温效果）10012002403604806002003004005006007008009000Time(s)温度,℃——T1------T2……T3实体火灾温度变化过程系统启动高效吸热冷却灭火机理（二）•窒息作用水滴换热升温后迅速汽化变成蒸气，体积膨1680倍，空气中蒸气占有一定比例时（35﹪），由于窒息作用，燃烧就停止高压细水雾灭火试验（窒息效果）12002403604806001618202214Time(s)氧浓度,%系统启动排氧窒息15窒息•窒息的概念不完全是没有氧的存在、氧的流动和氧的供应•而是氧浓度降到16﹪以下，就达到灭火的效果×灭火点(16.2%O2)试验证明：当氧浓度含量低于16.2%，火焰完全熄灭。常压环境下火焰和氧浓度关系曲线氧浓度的降低对人体的影响•氧浓度和人体动脉血氧饱和度关系：•海平面处——人体平均血氧饱和度为98%•氧浓度为14%时——人体平均血氧饱和度为90%不影响人体正常呼吸和代谢灭火用途常压环境下氧浓度和人体动脉血氧饱和度关系曲线灭火用途防火用途0102030