關(guān)于排水水封的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中,人們對(duì)排水水封的五個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)。誤區(qū)中,有的僅僅在特定的點(diǎn)上成立,有的則是邏輯上不相關(guān)。在分析了關(guān)于排水水封的五個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)的基礎(chǔ)上,依據(jù)新的水封理論,對(duì)如何擺脫這五個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)提出了新的見解。
誤區(qū)一 水封深度越小,水封排水能力越大,而水封阻止管內(nèi)氣體逸出的能力越低。反之亦然。
誤區(qū)二 排水立管排水時(shí)管內(nèi)負(fù)壓一定不能穿透水封,否則,水封必然會(huì)因管內(nèi)負(fù)壓的抽吸而喪失。
誤區(qū)三水封只有耐住了管內(nèi)-40mmh2o的負(fù)壓,才能耐住管內(nèi)40mmh2o的正壓。
誤區(qū)四 負(fù)壓抽吸、正壓噴濺、自虹吸、慣性晃動(dòng)、蒸發(fā)和毛細(xì)作用等6項(xiàng)因素會(huì)對(duì)水封產(chǎn)生不利的影響。
誤區(qū)五 水封深度不得小于50mm。
對(duì)于誤區(qū)一,實(shí)際上水封深度越小,水封排水能力越大,但水封的正壓阻氣性能不一定降低。
通過對(duì)水封的研究和試驗(yàn)測(cè)試,我們得到了下面表1和表2的數(shù)據(jù)。若設(shè)定水封深度為40mm,則有表-1如下:
若設(shè)定剩余水封耐管內(nèi)正壓40mmh2o,則有表-2如下:
通過對(duì)水封的研究,我們發(fā)現(xiàn),改變水封內(nèi)、外室水面的比值(水封比)后,水封的性能會(huì)出現(xiàn)人們不曾關(guān)注過的變化。加大水封比后,所需的水封深度可以相應(yīng)變小,水封排水能力會(huì)增大。水封比越大,所需的水封深度就越小,水封排水能力就越大。
然而,水封比過小,比如水封比為0.5時(shí),盡管水封深度已達(dá)40mm,但經(jīng)過管內(nèi)-40mmh2o的負(fù)壓抽吸后,水封剩余深度僅為13.3mm,水封剩余深度抗管內(nèi)正壓的能力也僅為20mmh2o。見表1。
如果我們要求水封剩余深度抗管內(nèi)正壓的能力為40mmh2o,當(dāng)水封比為0.5,則水封深度必須達(dá)到53.4mm以上,經(jīng)-40mmh2o的管內(nèi)負(fù)壓抽吸后,水封剩余深度為26.7mm,見表2。
對(duì)于誤區(qū)二,通常我們習(xí)慣以鐘罩式地漏的水封為例來(lái)說(shuō)明水封是不能負(fù)壓穿透的,因?yàn)殓娬质降芈┑乃庖坏┍回?fù)壓穿透,水封水就會(huì)被抽吸殆盡,水封喪失。其實(shí),鐘罩式地漏的水封只是水封的一種。
依據(jù)新的水封理論設(shè)計(jì)的水封(包括鐘罩式地漏的水封),加大了水封比,水封就有了以下特性:a.允許負(fù)壓抽吸穿透向管內(nèi)進(jìn)氣;b.利用虹吸的抽吸作用增加水封排水量且允許虹吸穿透向管內(nèi)進(jìn)氣;c.系統(tǒng)壓力消失后水封剩余深度仍能恢復(fù)抗管內(nèi)正壓所需的能力。
對(duì)于誤區(qū)三,當(dāng)我們依據(jù)新的水封理論,對(duì)排水系統(tǒng)中所有的水封進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)(加大水封比)后,水封能夠耐住管內(nèi)正壓40mmh2o與水封是否能夠耐住管內(nèi)負(fù)壓-40mmh2o之間就沒有了必然的聯(lián)系。也就是說(shuō)水封能抗住管內(nèi)40mmh2o的正壓,并不需要水封一定要抗住管內(nèi)-40mmh2o的負(fù)壓。
對(duì)于誤區(qū)四,在我們依據(jù)新的水封理論,對(duì)水封進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),傳統(tǒng)的6項(xiàng)破壞因素中的自虹吸和負(fù)壓抽吸,已不再是力求避免的不利因素,而是有利因素,要充分的利用。這有助于提高水封的排水能力,同時(shí),平衡管內(nèi)負(fù)壓,提高排水立管的排水能力。
對(duì)于誤區(qū)五,在對(duì)水封進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn),“水封深度不得小于50mm”也是有待于商榷的。
我們知道,水封的真實(shí)意義(或功能)是當(dāng)管內(nèi)壓力大于外界壓力時(shí),阻止管內(nèi)的氣體逸出,污染室內(nèi)空氣。所以我們最為關(guān)注的應(yīng)該是管內(nèi)正壓時(shí)水封的表現(xiàn)。對(duì)于管內(nèi)負(fù)壓時(shí)水封的表現(xiàn),我們則要求水封在管內(nèi)負(fù)壓作用后,不能喪失阻止管內(nèi)氣體逸出的功能。
水封比理論可以把我們從固有的認(rèn)識(shí)誤區(qū)中解脫出來(lái)
水封比理論讓我們重新認(rèn)識(shí)水封,全面了解水封的屬性,從固有的認(rèn)識(shí)誤區(qū)中解脫出來(lái)。
對(duì)誤區(qū)一的效果依據(jù)水封比理論,加大水封的水封比后,水封所需的初始深度相應(yīng)變小。在保證水封耐管內(nèi)正壓力的能力同時(shí),也提高了水封自身的排水能力。
對(duì)誤區(qū)二的效果:既然新式水封要利用負(fù)壓抽吸和自虹吸,系統(tǒng)內(nèi)的壓力消失后,其剩余深度必須能自動(dòng)恢復(fù)抗管內(nèi)正壓的能力,那么,我們測(cè)試新式水封排水系統(tǒng)排水立管的排水能力時(shí)就不必再關(guān)注水封是否被負(fù)壓穿透。
對(duì)誤區(qū)三的效果:依據(jù)新的水封理論,在保證水封剩余深度能耐住的管內(nèi)正壓不小于40mmh2o的前提下,隨著水封比的逐漸加大,與之對(duì)應(yīng)的水封深度會(huì)越來(lái)越小。這就意味著水封在負(fù)壓抽吸穿透時(shí)或自虹吸末期負(fù)壓抽吸穿透時(shí)的負(fù)壓值也越來(lái)越小。換言之,當(dāng)管道內(nèi)的負(fù)壓值還很小,室內(nèi)氣體就開始穿透水封進(jìn)入管內(nèi),平衡管內(nèi)的負(fù)壓了。
對(duì)誤區(qū)四的效果:對(duì)于水封的6項(xiàng)破壞因素,新水封理論不再是力求避免,而是立足于利用,無(wú)利用價(jià)值再預(yù)防和保護(hù)。
關(guān)于自虹吸 加大水封比后,水封可以借助虹吸的負(fù)壓抽吸作用,來(lái)提高自身的排水能力,并允許自虹吸末期的負(fù)壓抽吸穿透。
關(guān)于負(fù)壓抽吸 加大水封比,水封所需的初始深度相應(yīng)變小。水封會(huì)在很小的管內(nèi)負(fù)壓作用下被穿透并向管內(nèi)輸送大量的空氣(類似吸氣閥),及時(shí)平衡和緩解管內(nèi)的負(fù)壓。這個(gè)特性會(huì)為提高排水立管的最大排水能力提供上升空間。
關(guān)于慣性晃動(dòng) 加大水封比后,水封因管內(nèi)壓力波動(dòng)影響而產(chǎn)生的晃動(dòng),會(huì)因?yàn)樗鈨?nèi)、外室水面大小的差異或不對(duì)稱而受到極大的制約。
關(guān)于正壓噴濺 加大水封比后,水封因管內(nèi)正壓力的驟然影響而可能產(chǎn)生的噴濺,會(huì)因水封水容量的加大,降低其運(yùn)動(dòng)加速度而受到制約。
對(duì)誤區(qū)五的效果:水封比理論改變了我們對(duì)水封的關(guān)注點(diǎn)。傳統(tǒng)理論關(guān)注水封能否耐管內(nèi)-40mmh2o的負(fù)壓,并以此來(lái)證明水封能否耐住管內(nèi)40mmh2o的正壓。水封比理論直接關(guān)注水封能否耐管內(nèi)正壓40mmh2o,不關(guān)注水封能否耐得住管內(nèi)-40mmh2o的負(fù)壓。因?yàn)樗饽芊衲妥」軆?nèi)40mmh2o的正壓,與水封的水封比以及相對(duì)應(yīng)的水封深度直接相關(guān)。
水封比理論的工程意義
依據(jù)新的水封理論設(shè)計(jì)水封,其具備的功能,可以完成《排水系統(tǒng)水封保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程》cecs 172:2004中第4節(jié)“水封保護(hù)措施”中全部問題。
“規(guī)程”第4節(jié)“水封保護(hù)措施”中說(shuō):4.0.2為防止因負(fù)壓抽吸而導(dǎo)致水封破壞,宜采取下列一項(xiàng)或多項(xiàng)措施:1.設(shè)置完善的通氣系統(tǒng);2.采用水封深度較高、存水量較多的存水彎;3.加大排水立管和排水橫管管徑;4.設(shè)置吸氣閥;5.采取特殊單立管排水系統(tǒng);
結(jié)論:
傳統(tǒng)的水封理論將我們引入了誤區(qū),客觀上直接影響了高層建筑排水系統(tǒng)整體性能的提高。新的水封理論為排水立管通水能力的提高提供了上升的空間。新的水封理論會(huì)對(duì)建立在傳統(tǒng)水封理念基礎(chǔ)之上的建筑排水理論、排水立管流量測(cè)試以及水封性能評(píng)估、檢測(cè)產(chǎn)生積極影響。 新的水封理論會(huì)通過提高排水立管的通水能力,少用或不用通氣管系,直接影響高層建筑排水系統(tǒng)的工程造價(jià)。
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