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密封的建筑排水系统和通气系统 　　【摘要】 由于通过成对的吸气阀和正压衰减器与管网中的立管互相连接能控制和抑制活性气压瞬变，因此在综合楼中采用密封的建筑排水系统和通气系统被认为是一个可行的提议。文章通过四根立管提出一种模拟实验，说明了瞬时产生和加强的气压在排水管中的流动机制。这种模拟实验在水封不被破坏，系统压力得以维持的条件下，能够辨认活性气压控制设备的作用。系统安全性提高、可靠性增加且设施和材料费减少，可见这种最初结果是令人高度鼓舞的，且足以证实潜在的明确利益，但进一步的模拟实验有必要提供概念上的证明，且它与其他以检验为目的的实验室、可能的地方、试验相比是有利的。 　　【关键词】 活性气压控制，存水弯保持，瞬变传播。 　　1、介绍――瞬时气压的控制和抑制 　　作为系统操作的自然结果，建筑排水系统和通气系统内部产生的气压瞬变对于水封破坏和交叉污染的可居住空间来说也是可靠的。[1]水封保护的传统模式，基于维多利亚女王时代的工程师对气味排除的观念[2]、[3]和[4]，通过交叉连接和立管排入大气[5]和[6]，主要取决于信任基础上的消极的解决方法。这种方法尽管既被证明了，也是传统的，但也有其内在弱点，如通气管末端较远[7]，导致了综合楼缓解反应到达较迟和敞开屋面立管末端内在的多样性。复杂的通气系统需要大量费用且于空间有密切联系[8]。 　　在过去20年里，吸气阀（AAVs）的发展给设计师提供了一种缓解瞬时负压的方法，如在随机的洁具排水过程中，吸气阀有助于系统中水力条件的恢复。当吸气阀直接反映本地压力条件时，它们代表了一种控制活性气压的解决方法，它们自动打开，使新鲜空气进入管道系统，从而使系统的压力得到平衡并保护了冰封[9]。 　　然而，吸气阀不能解决建筑排水系统和通气系统中瞬时正压传播的问题，污水管网中自由水流或远处产生的瞬时正压的到达通路间歇的关闭，有可能顺流进入一些其他的水——包括流入污水管的暴雨。 　　正压衰减器[10]被开发用来吸收瞬时正压产生的气流，这种衰减器完成了必要的设备供应，为剧烈的瞬时气压的控制和抑制被采用到建筑排水系统和通气系统中做准备，这些建筑既包括一般性建筑也包括那些需特殊考虑的多种屋面、立管末端未封密的建筑。正压衰减器由大量可变量组成，这些可变量在瞬时正压的影响下不断扩充，从而为气流不断衰减做准备，因此产生的瞬时正压强度降低。吸气阀和正压衰减器设备共同使用被作为一个完全密封的建筑排水系统和通风系统的考虑因素。 　　图1说明了吸气阀和正压衰减器设备，注意在负压条件下无水存水弯充当吸气阀。 　　剧烈的瞬时气压的控制和抑制考虑到为保护水封对正压和负压偏移的局部调节。这种方法与传统的消极方法相比有明显的优点。它节约了等待瞬时气压从通气管排入大气使环节反映恢复的时间避免了在瞬时气压传播过程中对其他系统中水封的瞬时影响。 　　剧烈的瞬时气压的控制和抑制考虑到为保护水封对正压和负压偏移的局部调节。这种方法与传统的消极方法相比有明显的优点。它节约了等待瞬时气压从通气管排入大气 　　使环节反映恢复的时间避免了在瞬时气压传播过程中对其他系统中水封的瞬时影响。 　　2、多立管建筑排水管网中的瞬时气压传播模拟实验的教学依据。 　　建筑排水和通气系统中瞬时气压的传播是可以理解和解决的问题，它可以通过St Venant 方程式定义的非稳定流的连续性方程和动力方程来理解，可以通过有限的各种图表、利用特征方程的方法来解决。通气立管系统中下落的环形水和系统范围内的瞬时气压的反射和传播，包括未密封的通气管末端、污水管接头处、水封装置及AAV、PAPA控制装置都能带走空气，基于以上结果，系统中瞬时气压的产生和传播可以被准确模拟。 　　这种模拟实验[11]提供当地的气压、速度和光速数据，贯穿管网中的时间和距离间隔很小，仅为0.001s和 300mm。另外，模拟实验模拟当地水封装置的振动和气压控制装置的运用，从而依据管网中气流生成数据并能识别系统的不足及可能导致的后果。当这一模拟实验已经完全生效时，它单独的证实了2003年厦门花园内SARS病毒的传播机理。这更进一步的证实了它的预言[12]。 　　瞬时气压的传播依赖于系统条件的变化速率。大量的环形溢流管导致了排除气流的提高和系统压力的降低。排出气流的延迟导致瞬时正压产生。管网中外部水的进入同样也能传播瞬时正压和瞬时负压。 　　有水立管中的环形水流带走一股气流，这是由于在环形水和空气核心表面之间建立的“无滑”条件和沿立管往下产生的预期的压力变化。由于空气经过排水分支结合点处形成的水幕时产生摩擦和影响，在立管入口上端气压低于大气压。在低湿度立管中，由于优先对气流施加牵引力，气压穿过立管底部的水幕，从而气压高于大气压。 　　模拟非稳定流所采用的特征方法的价值在20世纪6