金属管虹吸排水系统工程案例解析.pdf

屋面辅助配套件 金 属 管 虹 吸 排 水 系统 工程 案例 解析 殷敏 ( 深圳市卓宝科技股份有限公司， 广东 深圳 5 1 8 0 3 8 ) 摘要： 基于工程项 目 对环境温度、 建筑美学、 管道压力、 安全等因素的考虑， 实践中适用于虹吸排水系统的金属管道有不 锈钢管和涂塑钢管两类。本文以东莞玉兰大剧院和康佳研发大厦实际工程案例 ， 分别介绍了这两种管材的虹吸排水系 统 的应 用设计 ， 指 出其排 水效 果良好 。 关键词 ： 虹吸排水系统； 设计； 不锈钢管； 涂塑钢管 文章编号： 1 0 0 7 4 9 7 X ( 2 0 1 3 ) 一 0 3 0 0 3 7 0 3 中图分类号： T U 2 3 1 ； T U 7 4 5 文献标识码： B P r o j e c t C a s e An a l y s i s o f Me t a l T u b e S i p h o n i c Dr a i n a g e S y s t e m Yi n Mi n ( S h e n z h e n Z h u o b a o T e c h n o l o g y C o ， L t d ， S h e n z h e n ， G u a n g d o n g 5 1 8 0 3 8 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：B a s e d o n c o n s i d e r a t i o n o f t h e a mb i e n t t e mp e r a t u r e ，a r c h i t e c t u r a l a e s t h e t i c s ，p i p e l i n e p r e s s u r e ，s a f e t y a n d o t h e r f a c t o r s ， s t a i n l e s s s t e e l t u b e a n d p l a s t i c p i p e a r e s u i t a b l e f o r t h e s i p h o n i c d r a i n a g e s y s t e m T h e a r t i c l e t a k e s t h e p r o j e c t c a s e s o f D o n g g u a n Y u l a n G r a n d T h e a t r e a n d K a n g j i a R &D B u i l d i n g a s e x a m p l e s a n d i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n o f t h e t w o t y p e s o f s i p h o n i c d r a i n a g e s y s t e ms s e p a r a t e l y ， p o i n t i n g o u t t h a t t h e r e s u l t s o f wa t e r p r o o fi n g i s g o o d Ke y wo r d s ：s i p h o n i c d r a i n a g e s y s t e m； d e s i g n ； s t a i n l e s s s t e e l t u b e ； p l a s t i c p i p e 目前， 国内大面积、 大跨度、 异型结构屋面 日 益增 多， 屋面排水几乎都采用虹吸排水方式， 但在具体施 工时需根据工程实际特点、 环境条件等因素， 综合考 虑决定虹吸排水系统所采用的管材类型。c J J 1 2 7 2 0 0 9 ( 建筑排水金属管道工程技术规程 第 4 1 3 条明 确规定， 适用于虹吸排水系统的金属管道为不锈钢管 和碳素涂塑钢管1。目 前国内虹吸排水工程采用的管 材类型和其占有的市场份额， 见表 1 。 1 不锈钢管虹吸排水工程 1 1 工程概况 东莞玉兰大剧院位于东莞市中心广场中轴线西 侧 ， 北临鸿福路， 东临广阔的景观广场， 南经人工音乐 收稿日期： 2 0 1 2 0 9 1 3 作者简介： 殷敏 ， 男， 深圳市卓宝科技股份有限公司虹吸事业部 工程师。 联 系地址： 5 1 8 0 3 8深圳市福田保税区桃花路 1 - 3号达 升物流 大厦 8层 。 表 1 虹吸排水工程采用的管材市场占有份额对照 占有份额 管材类 型 备 注 H D P E 管 8 0 行业主 流， 但受到高温等条 件局限 不锈钢管 1 5 有一定比例， 价格高昂， 埋地管需作防腐处理 涂塑钢管 5 较少采用， 价格较高， 埋地管需作防腐处理 注： 具体份额仅供参考。 湖与青少年活动中心、 科学技术博物馆相衔接。该项 目占地 3 6 0 1 0 in ， 获 2 0 0 4 年中国建筑鲁班奖。 大剧院主体建筑是由半个倒圆锥体和一个圆锥 体两部分巧妙组合而成。经综合考虑， 本项目 屋面排 水系统采用不锈钢管虹吸排水系统， 在具体设计和施 工过程充分论证了金属管虹吸排水工程的特点， 是典 型的金属管虹吸排水工程案例。 不锈钢管虹吸排水系 统的量化指标， 见表 2 。 1 2 不锈钢管简介 不锈钢管耐腐蚀性一般，埋地管需作防腐处理， 2 0 1 3 0 3 中国 建 筑 防水 屋 面 工 程 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 屋 面 辅 助 配 套 件 表 2 不锈钢管( S U S 3 0 4) 虹吸排水系统的性能指标 项目 性能指标 壁厚 mm 较 薄， 3 5 系统最大设计负压 k P a 9 0 规格范围 D N 5 0 3 0 0 连接方式 焊接、 法 兰连接 悬 吊方式 直接悬 吊 密度 ( g c m ) 7 9 3 摩擦阻力系数较大， 施工较难， 工期长， 运输及搬运费 高， 使用年限 2 O 一 3 0 年， 材料本身造价较 H D P E 高。 1 - 3 设计方案 东莞大剧院的屋面在呈螺旋状下降的阶梯部分 设置 6 条不锈钢天沟， 标高从 1 6 m到 3 3 m不等。该 工程设计有虹吸雨水系统 6个 ，其 中雨水斗 2 4个 ( P P 一 8 9型雨水斗 2 0个 、 P P m一 1 0 8型雨水斗 4个 ， 图 1 ) 。 为保证美观， 处于建筑内部的虹吸系统部分采 用了不锈钢管；考虑到工程的经济性和腐蚀问题 ， 室 外埋地部分的虹吸系统 ， 采用了 H D P E管。雨水斗与 天沟、 不锈钢管连接管及不锈钢管道间的连接， 均采 用氩弧焊连接( 图 2 ) ； 不锈钢管与 HD P E管间用钢塑 转换接头法兰连接。 安装尺寸表 焊后 型号 q mm A m m P P 一 6 3 1 4 0 3 0 0 P Pm一 76 1 5 o 3 o 0 P P一8 9 1 9 o 4 0 0 P P 一 l O 8 2 3 0 5 0 0 注： 钢板天沟宽度 A按工程设计定， 但不能小于表中数值。 图 1 p p l l l 型 雨水斗在单层不锈钢板天( 檐 ) 沟内安装 图 2 雨水 斗与管道连接 示意 1 4 设计要点 1 ) 设计初始 ， 应调整设计软件 ， 在管材选择上设 计为不锈钢管 ， 并按照实 际工程需要 ， 选择各规格不 锈钢管壁厚， 确保理论计算符合实际， 以使得系统在 最切合实际工况的条件下运行， 保证系统安全。 2 ) 埋地管采用了 HD P E管 ， 设计时这部分需要按 埋设 HD P E管进行绘制。 3 )不同的工程项目需要根据具体的工程结构进 行悬吊方案的设计 ，不锈钢管直接悬吊在屋面结构 上， 固定点间距参照 C E C S 1 8 3 ： 2 0 0 5 虹吸式屋面雨 水排水系统技术规程 确定2 1。 4 ) 雨水斗设计时不需要设计法兰盘 ， 因为雨水斗 出水尾管也为不锈钢材质， 可直接采用氩弧焊的方式 与不锈钢管连接。 5 )屋面管道安装需要结合异型屋面结构特点进 行科学合理布置，确保系统在最佳水力工况下运行， 能够快速安全地排除屋面积水。 2 涂塑钢管虹吸排水工程 2 1 工 程概 况 在深圳市深南大道南麓， 矗立着一幢近百米高的 康佳研发大厦。该大厦地下 3 层 ， 地上 2 4层 ， 总建筑 面积 1 0 万余 m 。大厦屋面采用了虹吸排水系统， 考 虑到本工程的特殊性， 特别是系统的安全性， 本工程 采用了涂塑钢管。 这是目前华南地区为数不多的高层 建筑金属管虹吸排水工程。 2 2 涂塑钢管简介 钢管涂塑工艺是 目 前国内最先进的防腐技术。 涂 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 屋面辅助配套件 塑钢管及其系列产品，均根据使用介质及工作条件， 用不同配方的高分子防腐粉末涂料， 通过特殊的设备 均匀地涂覆于金属表面。防腐涂料经固化和塑化后 ， 在金属表面形成一层均匀、 致密、 光滑的塑料涂层， 使 得钢管成为一种新型的钢塑复合管。 它集钢材优越的 机械性能与高分子材料卓越的耐化学腐蚀性能于一 体 ， 极大地延长了钢管的使用寿命 ， 具有独特的防腐 耐酸碱性、 抗磨损、 无结垢、 助润滑、 耐负压等优越性， 可替代衬塑管、 镀锌管、 不锈钢管、 铜管等。涂塑钢管 虹吸排水系统的量化指标 ， 见表 3 。 表 3 涂塑钢管虹吸排水系统的-眭能指标 项目 性能指标 系统最大设计负压 k P a 9 0 规格范 围 D N 5 O 3 0 0 连接方式 卡箍连接 悬吊方式 直接“ 门” 字架悬吊固定 线膨胀系数 较小 2 3 设计方案 康佳研发大厦屋面共配备了 1 1 个 P P 一 1 0 8 型 虹吸式雨水斗 ， 3个虹吸排水系统 ，屋面汇水面积约 4 0 0 0 m ， 雨水斗与涂塑钢管之间采用法兰连接( 图 3 ) ， 涂塑钢管之间采用卡箍连接 ， 涂塑钢管采用“ 门” 字型吊架支撑固定， 所有配件均与管材同材质且配套 使用。立管在管道井内布置， 排出管接室外第一检查 井，涂塑钢管埋地管需要进行特殊防腐蚀处理 ( 图 4 ) 雨水斗连接管 防水垫 圈 涂塑钢管 图 3 雨水斗与涂塑钢管的连接示意 2 4 设计要点 1 ) 设计初始 ， 应调整设计软件 ， 在管材选 择上选 腐 图 4 埋地涂塑管外防腐做法 择涂塑钢管， 并按照实际工程需要 ， 选择各规格涂塑 钢管壁厚 ， 确保理论计算符合实际， 以使得系统在最 切合实际工况的条件下运行， 保证系统安全。 2 ) 目前涂塑钢管主要应用在给水领域， 很多配件 都是适用于给水的，所以将其应用在排水系统中时， 需要进行技术处理， 使得系统更有利于排水。 比如： 涂 塑钢管只有正三通这个配件， 不像 H D P E管虹吸排水 系统有 4 5 。 斜三通，但将正三通加上 4 5 。 弯头并经方 向处理， 可以达到更好的排水效果， 系统运行工况更 佳。 3 结语 东莞大剧院不锈钢虹吸排水工程已经历 8 个雨 季， 使用效果良好， 得到了业主一致认可； 康佳集团总 部大厦涂塑钢管虹吸排水工程排水效果良好， 已经历 了多次暴雨检验， 排水通畅， 支架牢固无晃动。 业主选择金属管虹吸排水系统主要是基于工程 项目 对环境温度、 建筑美学、 管道压力、 安全等因素的 考虑，从东莞大剧院和康佳总部大厦工程实例来看， 虹吸系统整体应用情况较好，达到了预期的排水效 果。 但由于金属管系统造价偏高且排水配套配件并不 齐全 ， 高密度聚乙烯( H D P E ) 虹吸排水管材及管件的 快速普及， 在一定程度上也缩小了金属管虹吸排水工 程的应用范围。 参考文献 ： 1 中华人民共和国住房和城 乡建设部 C J J 1 2 7 2 o 0 9建筑 排水金属管道工程技术规程 s 】 北京： 中国建筑工业出版 社 ， 2 0 0 9 【 2 】 同济大学建筑设计研究院 C E C S 1 8 3 ： 2 0 0 5虹吸式屋面雨 水排水系统技术规程 S 】 北京： 中国计划出版社， 2 0 0 5 2 0 1 3 0 3 中国建笳防7 k 屋面工程) 3 9 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m