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提問(wèn)時(shí)間 2013-02-05 09:30
賀傳政1 賀冠男2
（1 沈陽(yáng)市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 沈陽(yáng) 110004 2 大連理工大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院大連 116024）
摘要：依據(jù)水封的最新研究和實(shí)驗(yàn)，對(duì)國(guó)外的關(guān)于測(cè)試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的技術(shù)和理念進(jìn)行了分析研究，對(duì)其測(cè)試方法中的“管內(nèi)壓力波動(dòng)在±40mmH2O以?xún)?nèi)”（日本、印度方法）和“水封水損耗25mm”（歐美方法）二項(xiàng)“判定標(biāo)準(zhǔn)”提出了異議，并在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上提出了關(guān)于建筑排水立管最大通水能力“判定標(biāo)準(zhǔn)”的新思路。
關(guān)鍵詞：排水立管通水能力測(cè)試 壓力波動(dòng) 判定標(biāo)準(zhǔn)水封 剩余深度 水封比
1. 前言
縱觀世界各國(guó)的建筑排水領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑的高度越來(lái)越高，相應(yīng)的對(duì)建筑排水系統(tǒng)立管通水能力的要求也越來(lái)越高。
關(guān)于建筑排水系統(tǒng)立管通水能力的確定，人們經(jīng)歷了從經(jīng)驗(yàn)估算到理論求解，再到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和現(xiàn)在的專(zhuān)業(yè)排水測(cè)試塔測(cè)試。一路走來(lái)，建筑排水技術(shù)也獲得了巨大的進(jìn)步。特別是專(zhuān)業(yè)的、高水平的排水測(cè)試塔（如日本八王子108米排水測(cè)試塔）測(cè)試，為各自或相關(guān)國(guó)家的建筑排水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持或借鑒。
到目前為止，我們國(guó)家還沒(méi)有建筑排水系統(tǒng)的流量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，需要時(shí)一般借鑒日本和歐洲的方法及標(biāo)準(zhǔn)。
2. 提出問(wèn)題
2.1隨著時(shí)間的推移和關(guān)于水封的研究的進(jìn)一步深入，我們發(fā)現(xiàn)：世界各國(guó)的建筑排水測(cè)試設(shè)施和技術(shù)一直在不斷地改進(jìn)、提高，但是，基本理念或者說(shuō)是基本認(rèn)識(shí)卻始終沒(méi)有變化，那就是在排水立管最大通水能力測(cè)試中的判定標(biāo)準(zhǔn)和理念。日本和印度使用的“判定標(biāo)準(zhǔn)”是“管內(nèi)壓力波動(dòng)在±40mmH2O以?xún)?nèi)”，歐美使用的“判定標(biāo)準(zhǔn)”是“水封水損耗不大于25mm”。另外還有可以與“水封水損耗不大于25mm”相呼應(yīng)的水封“剩余深度應(yīng)不小于20 mm”［3］，所不同的是這個(gè)不小于20 mm的“剩余深度”明確規(guī)定是負(fù)壓抽吸作用后的水封剩余深度。
關(guān)于水封的研究和實(shí)驗(yàn)證明，“管內(nèi)壓力波動(dòng)在±40mmH2O以?xún)?nèi)”或“水封水損耗不大于25mm”，做為排水立管最大通水能力的“判定標(biāo)準(zhǔn)”，是非常值得商榷的。因?yàn)樗鼈儾贿m用于使用了不同或多種類(lèi)水封的建筑排水系統(tǒng)，既使用了不同水封比［1］水封的建筑排水系統(tǒng)。確切的說(shuō)，這二個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”，在面對(duì)使用了不同水封比水封的建筑排水系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)榻Y(jié)果不唯一，所以沒(méi)有代表性和普遍意義。
2.2 “判定標(biāo)準(zhǔn)”的根本目的，是在系統(tǒng)內(nèi)所有的水封均能有效阻止管內(nèi)濁氣逸出的前提下，測(cè)出排水立管的最大通水能力。但是，新的水封理論研究和相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，這二個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”均存在重大缺陷，而產(chǎn)生這“重大缺陷”的根源就是人們對(duì)水封的認(rèn)識(shí)存有“誤區(qū)”［2］。
2.3 不同形式（水封比）的水封，在面對(duì)“管內(nèi)壓力波動(dòng)在±40mmH2O以?xún)?nèi)”或“水封水損耗不大于25mm”這二個(gè)條件時(shí)，會(huì)有不同的表現(xiàn)。分別或同時(shí)以這二個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”來(lái)測(cè)試排水系統(tǒng)的立管最大通水能力時(shí)，會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)水封的不同而得到截然不同的立管流量值。其結(jié)果是，盡管執(zhí)行了一樣的“判定標(biāo)準(zhǔn)”，系統(tǒng)內(nèi)不同形式的水封也會(huì)對(duì)排水系統(tǒng)立管最大通水能力的最終判定產(chǎn)生不同的影響。
2.4如果系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)存在不同形式的水封，排水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，排水立管的流量就可能會(huì)出現(xiàn)木桶效應(yīng)。有可能會(huì)發(fā)生排水流量尚未達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)值，水封比［1］小于1的水封當(dāng)中的某些水封（諸如坐便器、小便器、地漏等水封）首先耐不住管內(nèi)40mmH2O正壓而出現(xiàn)正壓噴濺、冒泡等失效現(xiàn)象。
3. 分析討論
我們知道，水封比理論［1］不僅可以用來(lái)分析和評(píng)估水封的優(yōu)劣，還會(huì)因?yàn)樗獾拇嬖诤捅憩F(xiàn)，而對(duì)整個(gè)建筑排水系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的影響，直至對(duì)建筑排水的一些理論、理念產(chǎn)生影響。
依據(jù)水封比理論，我們可以將所有的水封，按水封比的特點(diǎn)分為三類(lèi)：水封比n值小于1（如圖1）、水封比n值等于1（如圖2）、水封比n值大于1（如圖3）。
我們以這三類(lèi)水封在面對(duì)“管內(nèi)壓力波動(dòng)在±40mmH2O以?xún)?nèi)”或“水封水損耗25mm”時(shí)的表現(xiàn)，來(lái)分析討論這二個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”在評(píng)判排水系統(tǒng)立管通水能力時(shí)存在的問(wèn)題。
為了討論方便，分別做出圖1、圖2、圖3三種水封在五個(gè)狀態(tài)點(diǎn)時(shí)的示意簡(jiǎn)圖，依次如圖4、圖5、圖6。
五種狀態(tài)點(diǎn)分別為：
a. 水封滿(mǎn)水，水封初始深度為標(biāo)準(zhǔn)的50mm［3］［4］［5］；
b. 滿(mǎn)水封耐正壓，水封在初始深度時(shí)所能承受的最大管內(nèi)正壓；
c. 水封被-40mmH2O的管內(nèi)負(fù)壓多次或持續(xù)抽吸，水封外室水面A下降40mm，A×40mm體積的水封水流失；
d. 壓力消失，水封內(nèi)室B水面下的B×40mm體積的水封水重新分配。其中40nB/（n+1）的水封水回到水封外室，使水封內(nèi)、外室水面重新平衡，重新平衡后的水封深度既為水封的“剩余深度”，水面B下降的高度既為“水封水損失高度”；
e. 水封的“剩余深度”所能承受的最大管內(nèi)正壓。
圖1的簡(jiǎn)圖如圖4。
水封內(nèi)、外室的直徑比d/D=1/2，則水封比n=B/A=1/4=0.25＜1。
圖2的簡(jiǎn)圖如圖5。
水封內(nèi)、外室的直徑比d/d=1/1，則水封比n=B/A=1/1=1。
圖3的簡(jiǎn)圖如圖6。
水封內(nèi)、外室的直徑比D/d =2.5/1［5］，則水封比n=B/A=（6-1）/1=5＞1（理論上為6.25，為簡(jiǎn)化計(jì)算取6）。
通過(guò)下面的分析對(duì)比，我們會(huì)看到，在相同狀態(tài)點(diǎn)處，不同水封比的水封在面對(duì)同樣的外部作用時(shí)會(huì)有不同的表現(xiàn)。
3.1. 滿(mǎn)水封耐正壓（b點(diǎn)）：
同樣是50mm標(biāo)準(zhǔn)深度的水封，能夠承受的最大管內(nèi)正壓，會(huì)因?yàn)樗獗?/span>n值的不同而不同：
（n+1）×50=（0.25+1）×50=62.5≈63（mmH2O） 見(jiàn)圖4-b
（n+1）×50=（1+1）×50=100（mmH2O） 見(jiàn)圖5-b
（n+1）×50=（5+1）×50=300（mmH2O） 見(jiàn)圖6-b
3.2. 負(fù)壓抽吸（c點(diǎn)）：
通常情況下，水封在經(jīng)過(guò)管內(nèi)負(fù)壓作用后，水封外室水面A會(huì)下降相應(yīng)的高度。如果作用于水封的管內(nèi)負(fù)壓為-40mmH2O，那么在經(jīng)過(guò)多次或一個(gè)時(shí)間段作用后，水封外室水面A最終會(huì)下降40mm。水封外室50mm的水封深度，此時(shí)就只剩下了10mm（我們稱(chēng)之為水封的“動(dòng)態(tài)負(fù)壓剩余深度”）。體積為A×40 mm的水封水被抽吸進(jìn)管道而流失了。
3.3. 水封水損失高度（d點(diǎn)）：
管內(nèi)壓力消失后，水封內(nèi)室體積為B×40mm的水封水會(huì)重新填充水封的內(nèi)、外室。直至水封內(nèi)、外室的水面平衡。此時(shí)的水面與滿(mǎn)水封時(shí)的水面會(huì)有一個(gè)落差。這個(gè)落差就是“水封水損失高度”，會(huì)因?yàn)樗獗?/span>n值的不同而不同。
40/（n+1）=40/（0.25+1）=32（mm） 見(jiàn)圖4-d
40/（n+1）=40/（1+1）=40/2=20（mm） 見(jiàn)圖5-d
40/（n+1）=40/（5+1）=40/6=6.7≈7（mm） 見(jiàn)圖6-d
3.4. 水封剩余深度（d點(diǎn)）：
“水封水損失高度”占據(jù)了50mm水封深度的上部分，剩余的部分就是水封的“剩余深度”。同樣，與“水封水損失高度”相對(duì)應(yīng)的“剩余深度”也會(huì)因?yàn)樗獗?/span>n值的不同而不同。
10+40/(1+1/n)=10+40/(1+1/0.25)=18（mm）
或40-32+10=18（mm） 見(jiàn)圖4-d
10+40/(1+1/n)= 10+40/(1+1/1)=30（mm）
或40-20+10=30（mm） 見(jiàn)圖5-d
10+40/(1+1/n)=10+40/(1+1/5)≈43（mm）
或40-6.7+10≈43（mm） 見(jiàn)圖6-d
3.5. 水封剩余深度耐正壓（e點(diǎn)）：
水封損失了一定高度后，其“剩余深度”依然可以承受一定的管內(nèi)正壓力。然而，水封的“剩余深度”所能夠承受的最大管內(nèi)正壓，也會(huì)因?yàn)樗獗?/span>n值的不同而不同。
（n+1）×18=（0.25+1）×18≈23（mmH2O） 見(jiàn)圖4-e
（n+1）×30=（1+1）×30=60（mmH2O） 見(jiàn)圖5-e
（n+1）×43.3=（5+1）×43.3≈260（mmH2O） 見(jiàn)圖6-e
整理后的數(shù)據(jù)如表1：
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簡(jiǎn)圖1 |
簡(jiǎn)圖2 |
簡(jiǎn)圖3 |
標(biāo) 注 |
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水封初始深度mm |
50 |
50 |
50 |
水封標(biāo)準(zhǔn)深度 |
|
水封比n值 |
0.25 |
1 |
5 |
水封內(nèi)外室水面比值 |
|
初始深度耐正壓mH20 |
63 |
100 |
300 |
因n值的不同而不同 |
|
負(fù)壓抽吸壓力mH20 |
-40 |
-40 |
-40 |
管內(nèi)抽吸負(fù)壓相同 |
|
負(fù)壓抽吸損失高度mm |
32 |
20 |
7 |
因n值的不同而不同 |
|
負(fù)壓抽吸剩余深度mm |
18 |
30 |
43 |
因n值的不同而不同 |
|
動(dòng)態(tài)負(fù)壓剩余深度mm |
10 |
10 |
10 |
水封沒(méi)有負(fù)壓穿透 |
|
剩余深度耐正壓mH20 |
23 |
60 |
260 |
因n值的不同而不同 |
|
說(shuō) 明 |
常見(jiàn)于地漏、坐便器等水封 |
常見(jiàn)于S、P、U型存水彎水封 |
常見(jiàn)于瓶型、筒型水封 |
|
注：判定水封安全與否應(yīng)以水封負(fù)壓抽吸作用后的‘剩余深度’耐管內(nèi)正壓值的大小來(lái)判定。詳見(jiàn)附錄。
如果我們按歐美的“判定標(biāo)準(zhǔn)”先設(shè)定“水封水損耗高度”為25mm或水封“剩余深度”為25mm，則另有一組數(shù)據(jù)，見(jiàn)表2：
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簡(jiǎn)圖1 |
簡(jiǎn)圖2 |
簡(jiǎn)圖3 |
標(biāo) 注 |
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水封初始深度mm |
50 |
50 |
50 |
水封標(biāo)準(zhǔn)深度 |
|
水封比n值 |
0.25 |
1 |
5 |
水封內(nèi)外室水面比值 |
|
初始深度耐正壓mH20 |
63 |
100 |
300 |
因n值的不同而不同 |
|
負(fù)壓抽吸壓力mH20 |
-31 |
-50 |
＞-50 |
所需管內(nèi)抽吸負(fù)壓不同 |
|
負(fù)壓抽吸損失高度mm |
25 |
25 |
25 |
設(shè)定同一損失高度 |
|
負(fù)壓抽吸剩余深度mm |
25 |
25 |
25 |
剩余同一深度 |
|
動(dòng)態(tài)負(fù)壓剩余深度mm |
19 |
0 |
0 |
水封有負(fù)壓穿透現(xiàn)象 |
|
剩余深度耐正壓mH20 |
31 |
50 |
150 |
因n值的不同而不同 |
分析上述二組數(shù)據(jù)，我們可以看到如下的問(wèn)題：
① 同樣的被-40mmH2O的管內(nèi)負(fù)壓抽吸，不同n值水封的“負(fù)壓抽吸損失高度”（“水封水損耗高度”）是不一樣的。n值過(guò)小的水封經(jīng)過(guò)-40mmH2O的管內(nèi)負(fù)壓抽吸后，其“水封水損耗高度”相對(duì)比較大，而其“剩余深度”比較小，其承受管內(nèi)正壓的能力可能會(huì)達(dá)不到40mmH2O。相反， n值比較大的水封，其“水封水損耗高度”相對(duì)比較小，而其“剩余深度”比較大，其“剩余深度”承受管內(nèi)正壓的能力會(huì)比較大，可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于40mmH2O。
② 如果我們像日本那樣執(zhí)行“管內(nèi)壓力波動(dòng)在±40mmH2O以?xún)?nèi)”，勢(shì)必會(huì)發(fā)生有些水封，雖然承受住了-40mmH 2O的管內(nèi)負(fù)壓抽吸，但其“剩余深度”承受不住40mmH2O的管內(nèi)正壓的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，用水封是否能夠耐住-40mmH 2O的管內(nèi)負(fù)壓來(lái)判定排水立管的最大通水能力，實(shí)際上可以說(shuō)是一個(gè)錯(cuò)誤。
③ 水封在“水封水損耗25mm”或 “水封剩余深度25mm”時(shí)的表現(xiàn)也與水封比有關(guān)。不同水封比的水封在經(jīng)過(guò)相同的管內(nèi)負(fù)壓作用后，其“水封水損耗高度”或“剩余深度”會(huì)不同。反過(guò)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生同樣的“水封水損耗高度”或“剩余深度”，不同水封比的水封所需承受的管內(nèi)負(fù)壓也不相同。
④ 如果我們像歐美國(guó)家那樣，先設(shè)定負(fù)壓抽吸作用后水封的“水封水損耗25mm”（或“剩余深度25mm”），那么，由于水封的水封比不同，使水封形成“水封水損耗25mm”所需的管內(nèi)負(fù)壓也不相同，繼而不同的管內(nèi)負(fù)壓值相對(duì)應(yīng)的立管流量也會(huì)不同。另外，水封“剩余深度”即使是25mm，，如果水封比過(guò)小，仍然有可能承受不了40mmH2O的管內(nèi)正壓。可見(jiàn)水封的“損失高度”或“剩余深度”與±40mmH2O的管內(nèi)壓力之間沒(méi)有直接的聯(lián)系，與立管流量也就沒(méi)有了明確的聯(lián)系。
所以，用水封的“水封水損耗25mm”或“剩余深度25mm” 判定排水立管的最大通水能力，實(shí)際上也是一個(gè)錯(cuò)誤。
⑤ 我們對(duì)水封最基本的期待，就是管道內(nèi)的濁氣任何時(shí)候都不能通過(guò)水封出來(lái)。
那么：
A. 既然，水封承受住了橫支管排水時(shí)產(chǎn)生的-40mmH 2O的管內(nèi)負(fù)壓的抽吸，仍然不能說(shuō)明其剩余深度一定能夠承受住立管排水時(shí)產(chǎn)生的40mmH2O的管內(nèi)正壓，不能保證管內(nèi)的污濁氣體不出來(lái)，我們?yōu)槭裁催�要以測(cè)試水封是否耐住-40mmH2O的管內(nèi)負(fù)壓來(lái)證明水封是否安全？如果不能保證水封是安全的，那么以這個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”測(cè)出的排水立管最大通水能力就不能成立。
B. 既然水封“剩余深度”即使是25mm，水封比小的水封，仍然有可能承受不了立管排水時(shí)產(chǎn)生的40mmH2O的管內(nèi)正壓，我們?yōu)槭裁催�要用水封的“水封水損耗25mm”或“剩余深度25mm” 來(lái)判定排水立管的最大通水能力？同樣，如果不能保證水封是安全的，那么以這個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”測(cè)出的排水立管最大通水能力就不能成立。
至此，我們就剩下一條路：直接使用“水封負(fù)壓抽吸剩余深度耐管內(nèi)正壓力”做為排水立管最大通水能力以及水封是否安全的“判定標(biāo)準(zhǔn)”。這一條對(duì)任何形式（水封比）的水封都是正確的、唯一的。
其實(shí)，以水封負(fù)壓抽吸作用后的“剩余深度”耐管內(nèi)正壓值的大小來(lái)判定水封是否安全，我們國(guó)家現(xiàn)行的《標(biāo)準(zhǔn)》、《規(guī)范》、《規(guī)程》是有規(guī)定的，或是能夠從中解讀出來(lái)。比如：
A. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003(2009年版):
4.6.3 下列排水管段應(yīng)設(shè)置環(huán)形通氣管：
1 連接4個(gè)及4個(gè)以上衛(wèi)生器具且橫支管的長(zhǎng)度大于12m的排水橫支管；
2 連接6個(gè)及6個(gè)以上大便器的污水橫支管；
3 設(shè)有器具通氣管。
B. 城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地漏》 CJ/T186-2003:
5.8 水封穩(wěn)定件
有水封地漏在正常排水的情況下，當(dāng)排水管道負(fù)壓為（-400±10）Pa并持續(xù)10s時(shí)，地漏中的水封剩余深度應(yīng)不小于20mm。
C. 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《排水系統(tǒng)水封保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS172:2004
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采用特殊單立管排水系統(tǒng)；
6 采用雙通道存水彎或防虹吸存水彎；
7 不在連接偏置管的水平管段中接入排水支管。
D. 2004年版的《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（報(bào)審稿）：
6.3.4醫(yī)院公共衛(wèi)生間排水橫管超過(guò)10m或大便器超過(guò)3個(gè)時(shí)，宜采用環(huán)形通氣管；
（為了不影響正文表述的連貫性，上述條文深層次含義的解讀見(jiàn)正文后的附錄）
根據(jù)水封比理論和前面的分析，我們知道，當(dāng)排水立管流量為某個(gè)值時(shí)，水封滿(mǎn)足了“耐住-40mmH 2O的管內(nèi)負(fù)壓”這個(gè)條件并不能判定水封就是安全的，那么，此時(shí)的立管流量就不能認(rèn)定是有效的。同樣，水封雖然滿(mǎn)足了“水封水損耗25mm”（或“剩余深度25mm”），我們也不能準(zhǔn)確地判定水封就是安全的，此時(shí)的立管流量也不能認(rèn)定就是有效的。因?yàn)檫@二個(gè)“評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)”不具備普遍的、標(biāo)準(zhǔn)的意義。
⑥同時(shí)滿(mǎn)足了“耐住-40mmH2O的管內(nèi)負(fù)壓”和“水封水損耗25mm”（或“剩余深度25mm”）二個(gè)條件的水封，同樣不能確定它一定能夠“耐住40mmH2O的管內(nèi)正壓”，因而不能確定它就是安全的，故這二個(gè)“評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)”同時(shí)使用來(lái)判定立管最大通水能力也不能成立。
水封如果同時(shí)滿(mǎn)足“耐住-40mmH 2O的管內(nèi)負(fù)壓”和“水封水損耗25mm”（或“剩余深度25mm”）二個(gè)條件，除了水封的初始深度大于等于50mm外，還必須是水封比n≥1。而工程實(shí)踐中，排水系統(tǒng)內(nèi)水封比n＜1的水封比比皆是。不僅僅有如圖1那樣的地漏，所有鐘罩式地漏和很多非鐘罩式地漏、小便器等，其水封的水封比都遠(yuǎn)小于1；所有的坐便器的水封，其水封的水封比都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1；一些用于同層排水的衛(wèi)生潔具（如浴盆）的排水栓水封，其水封的水封比也遠(yuǎn)小于1。這些水封在-40mmH2O的管內(nèi)負(fù)壓作用后（或25mm）的剩余深度，都承受不了40mmH2O的管內(nèi)正壓。
經(jīng)過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，只要在排水立管流量達(dá)到最大之前，立管正壓區(qū)內(nèi)的某個(gè)排水橫支管排水時(shí)產(chǎn)生了負(fù)壓（如-40mmH2O）并對(duì)該排水橫支管上的其他水封實(shí)施了負(fù)壓抽吸作用后，該排水橫支管上的水封的“剩余深度”在立管排水流量達(dá)到最大時(shí)，依然能夠“耐住40mmH2O的管內(nèi)正壓”，我們就可以明確判定這個(gè)水封是安全的，這時(shí)的立管流量也是有效的，這個(gè)排水系統(tǒng)是安全的。
所以，在測(cè)試排水立管最大通水能力時(shí)，日本使用的“管內(nèi)壓力波動(dòng)±40mmH2O”和歐美使用的“水封水損耗25mm”的所謂“判定標(biāo)準(zhǔn)”的三項(xiàng)指標(biāo)中,只有“管內(nèi)壓力≤40mmH2O”一項(xiàng)是直接的和有意義的。而“管內(nèi)壓力-40mmH2O”和“水封水損耗25mm”都是不確定、不直接的，所以不能做為“判定標(biāo)準(zhǔn)”使用。
我們應(yīng)該建立這樣的一個(gè)理念：水封在任何時(shí)候都必須能夠耐住40mmH2O（或某個(gè)設(shè)定值，這個(gè)值越高，排水立管通水能力的提升空間越大）的管內(nèi)正壓，管內(nèi)濁氣出不來(lái)。這個(gè)“任何時(shí)候”就包括水封被橫支管排水時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸作用或自虹吸以后，又承受立管排水時(shí)產(chǎn)生的正壓沖擊。
所以，我們沒(méi)有必要糾結(jié)于水封是否耐住了或必須耐住多么大的管內(nèi)負(fù)壓，也不必在意管內(nèi)負(fù)壓時(shí)水封是不是穿透了（實(shí)驗(yàn)證明，水封比大到一定程度后，很小的水封穿透剩余深度依然可以承受很高的管內(nèi)正壓），也沒(méi)有必要去關(guān)注水封水損失了多少或水封的“剩余深度”必須是多少，因?yàn)檫@些都不能直接和明確說(shuō)明水封是否是安全的。我們也沒(méi)有必要去規(guī)定水封的初始深度必須是多少，因?yàn)檫@同樣不能保證所有的水封一定是安全的。我們只要求水封在“任何時(shí)候”都必須能夠“耐住40mmH2O的管內(nèi)正壓”就可以了。也只有這樣，水封才是安全的，排水系統(tǒng)才是安全的。
實(shí)踐中，也有實(shí)際案例可以佐證上述的說(shuō)法。
某排水立管最大通水能力測(cè)試，每層配置了標(biāo)準(zhǔn)深度50mm的DN110和DN75 的P型存水彎水封各一個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)深度50mm的DN50鐘罩式地漏（水封）一個(gè)。在測(cè)試的過(guò)程中，管內(nèi)壓力尚未達(dá)到40mmH2O的時(shí)候，地漏首先被破壞，只好將所有的地漏封堵，棄之不用。究其原因，就是由于該鐘罩式地漏水封的水封比過(guò)小所致。
實(shí)際工程當(dāng)中，我們是不可能將所有水封比過(guò)小的水封都封堵棄用的。如果以用這種方法確定的排水立管通水能力為設(shè)計(jì)依據(jù)而設(shè)計(jì)的建筑排水系統(tǒng)，會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)有很多“應(yīng)該封堵而沒(méi)有封堵的”的小水封比水封，其剩余深度不能承受40mmH2O的管內(nèi)正壓，而就此被埋下大量的安全隱患。當(dāng)排水系統(tǒng)按“封堵”狀態(tài)（水封比小于1的水封被“封堵”后，剩余的水封，其水封比均大于等于1）測(cè)定的排水流量來(lái)運(yùn)行時(shí)，卻解除了那些原本應(yīng)該“封堵棄用”的水封的“封堵”，那么，這些本應(yīng)該繼續(xù)被“封堵棄用”的水封便會(huì)在立管流量高峰時(shí)“伺機(jī)”再次或繼續(xù)“正壓噴濺”，管內(nèi)臭氣則勢(shì)必會(huì)經(jīng)常地“噴薄而出”。
反過(guò)來(lái)說(shuō)，由于這些本應(yīng)該繼續(xù)被“封堵棄用”而沒(méi)有“封堵”的水封的存在，排水立管的流量就不可能達(dá)到按“封堵”狀態(tài)測(cè)定的排水立管的流量水平。這就是前面所說(shuō)的“木桶效應(yīng)”。
所以，滿(mǎn)足了“管內(nèi)壓力波動(dòng)在-40mmH2O以?xún)?nèi)”或“水封水損耗25mm”（或“剩余深度25mm”）“判定標(biāo)準(zhǔn)”的水封不一定是安全的，使用這二個(gè)“判定標(biāo)準(zhǔn)”來(lái)進(jìn)行排水系統(tǒng)立管最大通水能力的測(cè)試也是不科學(xué)的、不明智的。我們莫不如避開(kāi)日本或歐美的思維邏輯的影響，就用“管內(nèi)壓力≤40mmH2O”來(lái)進(jìn)行排水系統(tǒng)立管最大通水能力的測(cè)試，這樣會(huì)更直接、更簡(jiǎn)單明晰、更準(zhǔn)確。
不久的將來(lái)，我們國(guó)家必定也會(huì)正式開(kāi)展建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的測(cè)試以及相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法的制定，可能會(huì)引進(jìn)國(guó)外相關(guān)的技術(shù)和方法，相信前面的討論會(huì)有裨益。
4. 結(jié)論
4.1 水封性能的“判定標(biāo)準(zhǔn)”，同時(shí)也是測(cè)試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力時(shí)的“判定標(biāo)準(zhǔn)”；
4.2水封只有在經(jīng)受了最不利管內(nèi)負(fù)壓的抽吸作用后，其“剩余深度”仍然能夠耐住預(yù)期的管內(nèi)正壓，方可以認(rèn)定是安全的；
4.3 以“負(fù)壓作用后的水封‘剩余深度’耐住≤40mmH2O的管內(nèi)正壓力”做為測(cè)試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標(biāo)準(zhǔn)”，是準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單和直接的；
4.4 “管內(nèi)壓力波動(dòng)-40mmH2O”，不能明確判定水封一定安全，不能做為測(cè)試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標(biāo)準(zhǔn)”；
4.5 “水封水損耗25mm”或“剩余深度25mm”不能明確判定水封一定安全，不能做為測(cè)試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標(biāo)準(zhǔn)”；
4.6 “管內(nèi)壓力波動(dòng)±40mmH2O”和“水封水損耗25mm”（或“剩余深度25mm”）同時(shí)并用也不能明確判定水封一定安全，也不能做為測(cè)試建筑排水系統(tǒng)立管最大通水能力的“判定標(biāo)準(zhǔn)”。
（附錄）
現(xiàn)行國(guó)家《標(biāo)準(zhǔn)》、《規(guī)范》、《規(guī)程》有關(guān)水封的條文：
A. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003(2009年版):
4.6.3 下列排水管段應(yīng)設(shè)置環(huán)形通氣管：
1 連接4個(gè)及4個(gè)以上衛(wèi)生器具且橫支管的長(zhǎng)度大于12m的排水橫支管；
2 連接6個(gè)及6個(gè)以上大便器的污水橫支管；
3 設(shè)有器具通氣管。
B. 城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地漏》 CJ/T186-2003:
5.8 水封穩(wěn)定件
有水封地漏在正常排水的情況下，當(dāng)排水管道負(fù)壓為（-400±10）Pa并持續(xù)10s時(shí)，地漏中的水封剩余深度應(yīng)不小于20mm。
C. 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《排水系統(tǒng)水封保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS172:2004
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采用特殊單立管排水系統(tǒng)；
6 采用雙通道存水彎或防虹吸存水彎；
7 不在連接偏置管的水平管段中接入排水支管。
D. 2004年版的《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（報(bào)審稿）：
6.3.4醫(yī)院公共衛(wèi)生間排水橫管超過(guò)10m或大便器超過(guò)3個(gè)時(shí)，宜采用環(huán)形通氣管；
關(guān)于這些條文的深層次含義，我們可以這樣解讀：
A項(xiàng)：
“連接4個(gè)及4個(gè)以上衛(wèi)生器具且橫支管的長(zhǎng)度不足12m的排水橫支管”時(shí)，或：“連接5個(gè)大便器的污水橫支管”時(shí)，可以不設(shè)置環(huán)形通氣管。但是，最遠(yuǎn)端的水封受到其下游衛(wèi)生器具排水時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓的影響是客觀存在的。如果這個(gè)影響再大，就必須設(shè)置環(huán)形通氣管或器具通氣管以保護(hù)水封不受負(fù)壓影響。
我們之所以認(rèn)同負(fù)壓值“-40mmH2O”，是基于我們對(duì)水封“±40mmH2O”的基本認(rèn)知，取了最不利的、最大的值。
D項(xiàng)同樣可以此理解讀，只是比A條更加嚴(yán)格。
B項(xiàng)：
1明確規(guī)定判定（地漏）水封是否安全，必須是以經(jīng)過(guò)負(fù)壓抽吸作用后的“剩余深度”耐住管內(nèi)正壓力而臭氣不逸出為前提的。條文中“水封剩余深度應(yīng)不小于20mm”，其實(shí)就是“水封的剩余深度耐住管內(nèi)正壓應(yīng)不小于40mmH2O”在水封比等于1時(shí)的靜態(tài)表述。
根據(jù)水封比理論及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，如果水封比等于5（比如瓶式水封），剩余深度8mm就可以耐住不小于40mmH2O的管內(nèi)正壓的。而水封比等于0.20（比如坐便器水封），則耐住不小于40mmH2O的管內(nèi)正壓所需要的剩余深度必須不小于33.3mm。
2《地漏》中沒(méi)有明確規(guī)定或特指（地漏）水封一定是在排水系統(tǒng)立管的正壓區(qū)還是負(fù)壓區(qū)。
3雖然沒(méi)有明確說(shuō)明作用于水封的負(fù)壓是否來(lái)自于立管排水，但是根據(jù)其他相關(guān)的有關(guān)條文，我們還是可以認(rèn)定這個(gè)負(fù)壓是橫支管排水時(shí)產(chǎn)生的。
4這個(gè)條文不僅僅是針對(duì)“地漏”水封，應(yīng)該是對(duì)各種潔具的水封都有意義。
實(shí)驗(yàn)證明，深度為50mm的水封，經(jīng)過(guò)“排水管道負(fù)壓為（-400±10）Pa并持續(xù)10s時(shí)，水封的剩余深度” 對(duì)應(yīng)于不同水封比的水封時(shí)，會(huì)是不同的值（此時(shí)，若水封比為1時(shí)，水封的剩余深度為30mm；若水封比為0.5時(shí)，水封的剩余深度為23.3mm；若水封比為0.2時(shí)，水封的剩余深度為16.6mm；若水封比為5時(shí)，水封的剩余深度為43.3mm）。同樣，同一個(gè)20mm水封剩余深度，水封可以耐住的管內(nèi)正壓的大小，也會(huì)因?yàn)樗獗鹊牟煌煌ù藭r(shí)，若水封比為1時(shí)，耐住的管內(nèi)正壓為40mmH2O；若水封比為0.5時(shí)，耐住的管內(nèi)正壓為30mmH2O；若水封比為5時(shí)，耐住的管內(nèi)正壓為120mmH2O）。尤其是對(duì)于某些小水封比的水封，比如坐便器水封（水封比通常在0.2以下），20mm的水封剩余深度耐住的管內(nèi)正壓僅在24mmH2O以下。根本承受不了40mmH2O的管內(nèi)正壓力。如果在排水系統(tǒng)立管的正壓區(qū)（比如一層），同一橫支管上有幾個(gè)這樣水封的坐便器，就必然是隱患。在橫支管排水對(duì)其上游坐便器水封產(chǎn)生了影響后，立管排水產(chǎn)生的正壓必然會(huì)對(duì)這些被橫支管排水抽吸過(guò)的水封形成威脅，當(dāng)正壓區(qū)的壓力達(dá)到一定程度時(shí)，這些水封必然會(huì)率先正壓穿透，逸出臭氣。
某一相同負(fù)壓作用后產(chǎn)生的水封“剩余深度”、造就某一相同的水封“剩余深度”所需要的負(fù)壓，以及相同的 “剩余深度”所能承受的最大管內(nèi)正壓力這三項(xiàng)指標(biāo)，都會(huì)因?yàn)樗庾陨淼乃獗炔煌蔀椴淮_定。所以，一概而論地說(shuō)“50mm”、“-40mmH2O”、“25mm”或“20mm”，必然會(huì)顯得粗糙、不嚴(yán)密和不準(zhǔn)確。
C項(xiàng)：
完善環(huán)形通氣管、器具通氣管等通氣措施，是為了防止水封因所在的排水橫支管的排水對(duì)其產(chǎn)生影響。也就是說(shuō)，不管在立管的正壓區(qū)還是負(fù)壓區(qū)，都存在因橫支管排水時(shí)的負(fù)壓抽吸對(duì)水封產(chǎn)生影響的客觀事實(shí)，立管排水時(shí)，正壓區(qū)排水橫支管上受到影響的水封，則完全有可能被管內(nèi)正壓沖擊而穿透破壞。
從前面三項(xiàng)現(xiàn)行的《規(guī)范》、《規(guī)程》的條文里，我們都可以解讀出“判定水封是否安全，必須以負(fù)壓抽吸作用后水封的‘剩余深度’耐管內(nèi)正壓為基本前提”的含義。而排水系統(tǒng)立管流量測(cè)試判定的標(biāo)準(zhǔn)是水封必須安全。所以，做為排水系統(tǒng)立管流量測(cè)試的判定標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)該和必須是“以負(fù)壓抽吸作用后的水封“剩余深度”耐管內(nèi)正壓做為基本前提”！
參考文獻(xiàn)：
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2.賀傳政，賀冠男.排水水封的五個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū).給水排水，2010，第五期
3.中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地漏》CJ/T 186―2003
4.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003(2009版)
5.中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《排水系統(tǒng)水封保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS172:2004
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