探討建筑雨水排水管材及其連接方式

姜波

（身份證號：1311021976****0212）

一、建筑雨水排水系統(tǒng)

建筑雨水排水系統(tǒng)是用于排放建筑物頂部的雨水，其設(shè)計計算是建立在降雨重現(xiàn)期及單立管附壁螺旋流的基礎(chǔ)上，但實際中降雨會出現(xiàn)超過設(shè)計重現(xiàn)期的降雨情況。雨水管中的排水在降雨初期（降雨量較小），雨水管中的排水是呈附壁螺旋流的狀態(tài)；隨著降雨量的增大，此時排水管的排量不變，斗前水深不斷加大，屋頂上匯集的雨水時不時淹沒雨水斗，隔絕了進入雨水管的空氣，在雨水管中就會產(chǎn)生隔膜流甚至脈沖流，由于水隔膜的存在，在雨水管中就會產(chǎn)生不穩(wěn)定的正負壓交疊的情況。如雨水系統(tǒng)是按滿管壓力流設(shè)計，則隨著降雨量的繼續(xù)增大，屋頂上匯集的雨水逐漸完全淹沒雨水斗，雨水管則逐漸從隔膜流發(fā)展為脈沖流、泡沫流，最后形成滿管壓力流的排放狀態(tài)。

二、給排水管材在雨水排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國的建筑雨水排水系統(tǒng)主要采用的管道材料有硬聚氯乙烯（UPVC）管、聚乙烯（PE）管、鑄鐵管、鋼管、不銹鋼管。建筑雨水排水系統(tǒng)對其管材有一定的壓力要求，但目前排水用的各材料管道的產(chǎn)品標準均沒有明確規(guī)定其承壓能力值，設(shè)計在選用時沒有可靠的數(shù)據(jù)支持，在建筑中存在一定的滲漏水隱患。

（一）硬聚氯乙烯（UPVC）

1.根據(jù)排水用的硬聚氯乙烯管道的產(chǎn)品標準中對壓力的要求，其試驗壓力最大值為50KPa（約為5.0米水柱的靜水壓力）。UVPC排水管如果要在雨水排水系統(tǒng)中正確應(yīng)用，應(yīng)該在產(chǎn)品標準對其所能承受的靜水壓力值有明確規(guī)定并有相應(yīng)的壓力試驗，以便設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品標準進行選擇使用，不致對產(chǎn)品產(chǎn)生誤解或誤用。

2.對照給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）產(chǎn)品標準的壁厚規(guī)定，DN160以上的管材與給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材S20 PN0.63系列的一致，DN160以下的排水管道均要比給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材S20 PN0.63系列的厚一些。生產(chǎn)管材的原料中聚氯乙烯樹脂質(zhì)量百分含量不宜低于80%，簡單推算排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材的承壓能力約為0.63MPa×80%=0.5MPa。實際中還要考慮其添加劑、填充劑的成分還有原料中聚氯乙烯樹脂的確切質(zhì)量百分含量，這承壓能力可能更低。

（二）聚乙烯（PE）

1.排水用的聚乙烯（PE）管材的產(chǎn)品標準明確規(guī)定了生產(chǎn)原材料的指標：用于生產(chǎn)管材及管件的原料應(yīng)是以聚乙烯樹脂為基料的“PE80”混配料。在排水標準中還規(guī)定了采用靜液壓試驗來檢測管材的性能。這對排水用高密度聚乙烯（HDPE）管材來說，不僅對原材料進行把控，還對成品管材進行品質(zhì)的復(fù)核。

2.對于超過排水用高密度聚乙烯（HDPE）管材及管件承壓能力的建筑雨水排水系統(tǒng)，則須根據(jù)給水用的產(chǎn)品標準選擇適合建筑雨水排水系統(tǒng)的給水用聚乙烯（PE）管材。

3.聚乙烯材料因其非極性分子結(jié)構(gòu)，其較聚氯乙烯材料要柔軟，其抗負壓能力較弱。目前虹吸雨水排水的廠家基本都選用PE100的S12.5系列的管材來進行設(shè)計、施工安裝和應(yīng)用。PE80、PE100原材料下，公稱壓力等級達到0.6MPa的高密度聚乙烯（HDPE）管材基本可以承受到-0.09MPa負壓的。排水產(chǎn)品標準中的PE80的S12.5及S16系列的管材是不能承受到-0.09MPa的負壓。因此在建筑雨水排水系統(tǒng)選用聚乙烯管材（PE）時，不僅要考慮其承壓能力，還得注意其承受負壓的能力。

（三）鑄鐵

1.排水用柔性接口鑄鐵管采用的是150號鑄鐵，其材料的抗拉伸≥150MPa，但標準中并未明確鑄鐵管的承壓能力。根據(jù)產(chǎn)品標準中管道的內(nèi)徑、壁厚等計算排水用柔性接口鑄鐵管所能承受的壓力，取最薄的鑄鐵管形式W1型，經(jīng)計算分析其能承受能承受壓力為4.5MPa。

2.目前排水鑄鐵管系統(tǒng)最常用的連接方式是卡箍連接?？ü窟B接的承壓能力在產(chǎn)品標準中并未明確。經(jīng)計算分析，W型不銹鋼卡箍能承受1.6MPa壓力，W1型不銹鋼卡箍能承受2.2MPa壓力，W型加強型卡箍能承受2.0MPa壓力。

（四）鋼管

建筑雨水排水系統(tǒng)如因建筑、美觀、經(jīng)濟等原因要選用焊接鋼管和無縫鋼管時，其選型方式與其在給水領(lǐng)域中的選型方式一致。根據(jù)雨水排水系統(tǒng)所需的承壓值，初估壁厚或選定市場上普遍生產(chǎn)的壁厚值，計算其管道所需材質(zhì)的屈服強度值，根據(jù)屈服強度選用鋼材材質(zhì)牌號或調(diào)整壁厚重新計算選定；根據(jù)雨水排水系統(tǒng)所需的承壓值，初定鋼管材質(zhì)牌號或選定市場上普遍生產(chǎn)使用的鋼材材質(zhì)牌號，查出該牌號材料的屈服強度值，計算鋼管所需壁厚。

（五）不銹鋼

不銹鋼管一般用于輸送流體（包括給水及有壓排水）。在流體輸送中，不銹鋼管的分類分為不銹鋼焊接鋼管和不銹鋼無縫鋼管。不銹鋼管的產(chǎn)品標準中規(guī)定了壓力試驗，對管材品質(zhì)的控制得到有效的保證，其選型方式與鋼管的一致。

三、建筑雨水排水系統(tǒng)選材及其產(chǎn)品標準優(yōu)化提高

1.建筑雨水排水系統(tǒng)管材的選用要根據(jù)其特殊的性能要求（正負壓力）以及建筑美觀的要求進行選擇。在選擇各種材料管道時，須對各種材料的性能進行計算分析，根據(jù)其相應(yīng)的產(chǎn)品標準進行選用，并考慮與其相匹配的管道連接方式。

2.對于排水用的各種材料管道產(chǎn)品標準，應(yīng)明確管道的承壓能力以及壓力試驗。這不僅可以有效控制管道的質(zhì)量，且為設(shè)計提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，使建筑設(shè)計得到更好的保證。

四、結(jié)束語

建筑雨水排水管材有各自的優(yōu)缺點，而管材的性能與經(jīng)濟性不僅取決于管材自身的特性，還取決于建筑的地理環(huán)境、工況條件、資源特點、居民習慣、社會經(jīng)濟發(fā)展水平等因素。相信隨著科技的發(fā)展，建筑雨水排水管材與其連接方式的選擇會更為廣泛，也將更加安全可靠。