谈旋流加强型单立管排水系统设计

樊 栋 王永强

(晋城市建筑设计院，山西晋城 048000)

0 引言

旋流加强型(CHT)单立管排水系统技术来源自日本。日本对特殊单立管排水系统比较重视，有一个特殊单立管排水协会，协会有7个成员单位，有7种各不相同的特殊单立管排水系统，但是它们有共性特征:

1)管件都是铸铁的;

2)管件都为旋流器;

3)旋流都为逆向旋流;

4)旋流都由导流叶片造成;

5)导流叶片数为1片～3片;

6)管件有多个横向接口;

7)管材为塑料或铸铁;

8)管材、管件连接采用柔性接口法兰连接;

9)多层与高层建筑的特制配件有区别;

10)立管排水流量经过测试，有统一测试方法标准;

11)排水立管最大管径限制在100 mm;

12)测试方法符合日本用水、排水实际情况;

13)排水流量随立管高度不同而变化;

14)流量计算按定流量法，与测试方法协调一致，除了计算水量外，也计算通气管管径。

1 具有中国特色的CHT型单立管排水系统

旋流加强型CHT单立管排水系统是继AD型单立管排水系统之后日本技术在我国特殊单立管排水系统的又一应用。CHT型产品在我国根据国情作了相应改进，主要改进是扩容。扩容的原因:1)我国家用厨房洗涤盆排水口出口不设置粉碎器，为防堵塞;2)我国厨房排水含油量较多，易凝结;3)使叶片边缘与管内壁距离接近内径;4)按终限理论指导工程设计，按扩容理念消解排水立管水塞现象;5)我国对洗涤剂性质无限制，在管件中应适当留有泡沫存留的空间;6)便于连接多根排水横支管和通气管。

CHT单立管排水系统是目前国内应用较好的特殊单立管排水系统。它的核心是旋流排水技术，是立管中的特制配件采用CHT特殊接头，立管管材采用普通排水管材的管件特殊类建筑单立管排水系统。

1.1 立管上部特制配件

上部特制配件用于连接排水立管与横支管，使立管水流和横支管汇入水流快速形成旋流，且能满足气水混合、减缓立管中水流速度和消除水舌现象，仅为了保持立管旋流力度、减缓立管水流下落速度而设置的特制配件。

上部特制配件包括 CA4N，CB4N，CA4S，CB4S四种形式的CHT旋流接头，其中不与排水横支管连接的旋流接头称为CHT直通旋流接头。

CHT型单立管排水系统实际上是加强型旋流器加光壁管的组合，CHT特殊接头在日本的原型及国内改进后N形，S形在日本根据“集合住宅排水系统的排水能力测试方法”进行测试，测试塔高108 m，水封破坏临界值40 mm，排水管径110(见图1)，测试结果CB4型不扩容为5.5 L/s，CB4N型局部扩容为7.0 L/s，CB4S型整体扩容为9.0 L/s。

图1CHT型三种接头

由测试数据可知CHT特殊接头经扩容后有明显效果，整体扩容(S形)效果优于局部扩容(N形)。

1.2 立管下部特制配件

下部特制配件用于连接排水立管与排水横干管或排出管，除正常排水功能外，且能满足气水分离、有效降低排水立管底部正压波动、改善横管水力工况等功能要求的特制配件。

下部特制配件包括S4S型稳流接头、LLS型大曲率半径底部异径弯头和LL型底部异径弯头(见图2)。

图2 下部特制配件

2 CHT型单立管排水系统与双立管排水系统比较

2.1 与双立管排水系统排水能力比较

特殊单立管排水系统与双立管(排水、通气)排水流量测试在我国湖南大学34 m高测试塔进行测试，测试条件相同(采集时间间隔500 ms)，CHT特殊单立管排水测试结果为9.5 L/s，双立管排水测试结果H管每层连接为9.0 L/s，H管隔层连接为6.5 L/s。

因此，同等条件下，特殊单立管排水立管通水能力不小于双立管排水系统排水立管通水能力。

2.2 与双立管排水系统性价比较

以一个住宅卫生间排水立管为例，对CHT型单立管排水系统与双立管排水系统进行价格比较，见表1。

表1 CHT型单立管排水系统与传统排水系统综合造价比较

经过以上分析，虽然CHT型单立管排水系统的排水能力与双立管排水系统的排水能力相差无几，但是CHT型单立管排水系统的造价比双立管排水系统的造价要节约30%左右，且CHT型单立管排水系统与双立管排水系统相比具有以下优势:1)CHT型单立管系统的管井比双立管排水系统节省了42%，增加了卫生间的实用面积;2)CHT型单立管排水系统无需通气管，楼板穿孔少，施工非常方便，节省施工时间，综合造价低;3)CHT型单立管排水系统的排水性能优异，可以有效地解决排水系统的水舌、水跃和壅水现象，不会出现水封破坏导致卫生间臭气问题。同时可以大大降低排水产生的噪声，使业主感到更加舒适。

3 设计选用及注意问题

3.1 设计流量选用

CHT型单立管排水系统推广存在的主要问题是GB 50015-2003建筑给水排水设计规范(2009年版)条文滞后，《建筑给水排水设计规范》(2009版)关于特殊单立管最大设计排水能力只有三种系统的排水流量值，未涵盖(加强型旋流器+光壁管)CHT型特殊单立管排水系统等的排水流量值。这使得CHT型特殊单立管排水系统等的设计处于一个停滞阶段，为了使设计人员不再为难，于是在2010年7月1日施行了CECS 271∶2010旋流加强型(CHT)单立管排水系统技术规程行业标准。行业标准对CHT型特殊单立管排水系统立管最大排水能力根据不同楼层的排水能力不同做了详细规定。

《建筑给水排水设计规范》(2009版)将最大排水能力修改为最大设计排水能力，而《旋流加强型(CHT)单立管排水系统技术规程》仍然规定为最大排水能力，两者的具体数值有差别，设计人员该如何对待，最大设计排水能力和最大排水能力区别见表2。

住建部相关条例规定与强制性标准或强制性条文不相一致时，要有充分依据，原因是规范条文滞后，修订不及时。CECS 271∶2010旋流加强型(CHT)单立管排水系统技术规程中规定 CHT型特殊单立管排水系统立管最大排水能力值，有测试数据，有工程实践，也有专家论证，可以采用。需要注意的是采用时，可根据工程具体情况，适当留有余地。

3.2 注意问题分析

CHT型单立管排水系统注意公共卫生间(多厕位)排水不宜采用。

CHT型单立管排水系统底层排水横支管应单独排出，不与排水立管相连接。尽管CHT型单立管排水系统允许承担的设计排水能力较大，但在系统投入使用后，立管实际运行情况非常复杂，排水工况千变万化，为使系统更加安全，避免在超过允许最大排水能力情况下因立管下部正压过大对底层卫生器具水封造成破坏，规定底部排水横支管应单独排出。即底层排水横支管不得与排水立管相连接，也无需在该层立管部位设置CHT直通(无分支)旋流接头。

4 结语

旋流加强型CHT单立管排水系统是目前国内应用较好的特殊单立管排水系统。从湖南大学测试塔对不同特殊管件测试数据可见(见表2)，旋流器、苏维托等特殊管件通水能力基本上在同一水平，区别不是很大(以CHT系统效果最佳)。

表2 不同特殊管件的排水流量 L/s

同时需要注意的是，同样的特殊管件，由于细节处理不同、加工精度有差别，效果也会有很大差异，因此要强调一家产品一个数据，不能盲目套用。

旋流加强型CHT单立管排水系统虽然在我国取得很好的应用，但是细节上的问题处理比如排水横支管长度限制、排水横支管变径连接要求、要求地漏直接接入排水立管、无通气立管时，器具通气管的连接等应进一步完善，使我国的排水系统技术跨入世界前列。

[1]姜文源.排水立管排水流量的确定和启示[J].给水排水，2011(3):21-22.

[2]《建筑给水排水设计规范》国家标准管理组.《建筑给水排水设计规范》局部修订及最大设计排水能力问题解析[J].给水排水，2011(6):31-32.

[3]GB 50015-2003，建筑给水排水设计规范(2009版)[S].

[4]CECS 271∶2010，旋流加强型(CHT)单立管排水系统技术规程[S].