2.1 建筑排水系统基础知识
室内排水系统的任务是把建筑物内部各种卫生器具和用水设备排放的污(废)水,以及屋面的雨、雪水等及时畅通无阻地排入室外排水管网或处理构筑物,为人们提供良好的生活、生产、工作和学习环境。
污(废)水中可能含有各种固体杂质,因此管道内实际上是气、水、固体三相流动。一般情况下,固体杂质所占的排水体积比较小,为简化分析,可认为排水管道内为气、水两相流动。所以,在设计排水系统时常常要考虑这些现象。
(1)水量气压变化幅度大 各种卫生器具排放污水的状况不同,但一般规律是:排水历时短,瞬间流量大,高峰流量时可能充满整个管道断面,流量幅度变化大。因此,管道不是始终充满水,流量时有时无,时小时大,在大部分时间内管道中可能没有水或者只有很小的流量。管道内的水面和气压不稳定,水、气容易掺和在一起。
(2)水流速度变化大 建筑内部污水排放的过程中,水流方向和速度大小不断地发生变化,而且变化幅度很大。建筑内部横管与立管交替连接,当水流由横管流入立管时,水流在重力作用下加速下降,气、水混合;当水流由立管流向横干管时,水流突然改变方向,速度骤然减小,发生气、水分离现象。
(3)事故危害大 室内污(废)水中含有部分固体杂质,容易使管道排水不畅,堵塞管道,造成污染水外溢。此时,有毒有害气体将排入室内,使室内空气恶化,直接危害人体健康。
图2-1 存水弯
综上所述,由于排水管中的水流运动很不稳定,压力变化大,排水管中的水流物理现象对于排水管的正常工作影响很大,所以在设计室内排水管道系统时,需要对建筑内部的排水管道中的水气流动现象进行认真的研究,以保证排水系统的安全运行,同时尽量使管线短、管径小、造价低。
(4)水封 水封是指在弯管内存有一定高度的水,利用这一高度水的静水压力来抵抗排水管道内气压变化,以防止排水管内的有害气体进入室内的措施。存水弯就是用来实现水封作用的,它靠排水本身的水流来达到自净的作用。常用的管式存水弯有S形和P形两种,如图2-1所示。
存水弯中的水柱高度h称为水封高度。建筑内部各种卫生器具存水弯的水封高度不得小于50mm,一般取60~70mm。水封高度越大,抵抗管道内压力波动的能力越强,但自净作用会减小,水中的固体杂质不易顺利排入排水横管;若水封高度过小,则固体杂质不易沉积,抵抗管内压力变化的能力较差,管道内的气体容易克服水封的静水压力进入室内(此现象称为水封破坏),污染环境。