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高层建筑室内雨水管道灌水试验的讨论 小编 发表于: 2009-3-20 08:07 来源: 中国给排水资源网(北京水明钰科技有限公司旗下） 1 问题的提出建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)(以下简称“施规”)第5．3．1条规定“安装在室内的雨水管道安装后应做灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。试验方法：灌水试验持续1 h，不渗不漏。”对室内雨水管道的施工验收试验有明确的规定。《建筑给水排水设计规范(GB50015—2003)(以下简称“设规”)第4．9．26条对雨水排水管材选用也有下列规定：“1．重力流排水系统多层建筑宜采用建筑排水塑料管，高层建筑宜采用承压塑料管、金属管。2．压力流排水系统宜采用内壁光滑的带内衬的承压排水铸铁管、承压塑料管和钢塑复合管等。其管材工作压力应大于建筑物净高产生的静水压力。??”对用于压力流排水的雨水管材的工作压力有明确的规定，而对于重力流排水的雨水管材的工作压力就没有明确的规定。因此，设计单位在进行重力流排水的雨水管系统设计时，一般也没有标出雨水管材的工作压力，选用普通的排水管材。而现有常用的普通排水塑料管、柔性接El铸铁管的承受内水压力一般仅为0．4 MPa，即约为40 mH，O的静水压。对于高度超过40 m的雨水立管，在雨水立管安装后进行灌水试验时，底层立管的管内静水压力便超过了管材所能承受的压力，因此雨水立管安装完成后无法按“施规”的规定进行灌水试验。2 问题的分析2．1 规范中的条文说明“施规”中对于第5．3．1条的条文说明为“主要为保证工程质量。因雨水管有时是满管流，要具备一定的承压能力。”“设规”中对于第4．9．26条的条文说明为“屋面设计排水能力是相对的，屋面溢流工程不能将超设计重现期的雨水及时排除时，重力流排水管系一定会转为压力流。因此，高层建筑屋面雨水管宜采用承压塑料管和金属管??”。“施规”及“设规”都指出了重力流雨水管系统有可能存在满管流，因此用于重力流排水的雨水管材也必须具备一定的承压能力，高层建筑屋面雨水管宜采用承压塑料管和金属管，但并没有象压力流雨水管那样“管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压力”，对管材的工作压力做出明确的规定。2．2 工程实践中高层建筑重力流雨水立管的设计和施工验收在工程实践中，因高层建筑汇水面积较小，采用重力流排水，增加一根立管，便可成倍提高屋面的排水重现期，增大雨水管系统的渲泄能力。因此，设计高层建筑屋面雨水系统大多采用重力排水。当高度超过40 m的高层建筑的立管安装完成后进行灌水试验时立管的静水压就超过普通排水塑料管、铸铁管的承受内水压力(约为40 mH2o)，因此无法对雨水立管按“施规”的要求“安装在室内的雨水管道安装后做灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。”遇到这种情况时，施工单位经常采用的应对方法是：利用现场的l临时设施抽水从雨水斗口往立管冲水5～10 min，或将立管按采用管材所能承受内水压力分段进行灌水试验，若在试验时间内不渗不漏就算合格。采用这两种方法在一定程度上能保证雨水立管在正常排水水流状态下不渗漏，而对于能否承受在非正常排水情况下出现满管流时所须承受的水压便无法得到保证。因而也有设计单位在进行高层建筑重力流雨水管设计时考虑采用耐高压管材。目前国内除少数厂家有生产用于压力流雨水管系统的高密度聚乙烯排水管，就很少有其它材质的耐高压排水管，因此也有设计单位选用给水塑料管、衬塑钢管、给水铸铁管等给水管材作雨水立管。而采用给水管材代替排水管材作雨水立管时又存在着缺少相应排水管件(如检查口)，管材价格高等问题。2．3 重力流雨水立管的水压分析重力流雨水立管在正常排水情况下的水流状态：当天沟水深较浅时，立管内是附壁水膜重力流，管内压力变化不大；当天沟水深继续增加时，试验表明DN100单斗雨水排水管(65型雨水斗)泄流量在2 L／s左右时，立管水流已呈气水两相压力流，即立管上部有负压区，下部有正压区，压力呈线性变化(见图1)；当立管上部形成的负压对雨水斗产生抽吸力后，立管上部水流与抽吸的空气紊动混合，能量被消耗，以平衡泄流量，立管下部泄流能力小，动能转变为势能，水气进行剧烈能量交换，形成完全混合的两相流．立管下部呈正压状态。但由于气水比不同，密度的差异使其压力线斜率存在差异。当天沟水位增到雨水斗不再抽吸空气时(淹没流状态)，立管内水流为单相压力流，天沟水位再增加其增加的水头绝大部分用在克服管道的摩阻上，对泄流量影响已不大了。而通过有关试验可知，天沟水深大于40 cm时．雨水斗才不进气，因此雨水管道一般总是处于水气两相重力一压力流状态。从图1中可见，即使泄流量增大到30 L／s，立管下端1 m处的正压也不超过5 mH2O，只有设计时未考虑溢水口时或在排出管意外堵塞时，才