金属管虹吸排水系统工程案例解析

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５１８０３８）　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：１００７—４９７Ｘ（２０１３）一０３—００３７—０３　中图分类号：ＴＵ２３１；ＴＵ７４５　文献标识码：Ｂ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｃａｓｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌ　Ｔｕｂｅ　Ｓｉｐｈｏｎｉｃ　Ｄｒａｉｎａｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｙｉｎ　Ｍｉｎ　（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　Ｚｈｕｏｂａｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５　１　８０３８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｂｉｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　ａｅｓｔｈｅｔｉｃｓ，ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｐｉｐｅ　ａｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｐｈｏｎｉｃ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃａｓｅｓ　ｏｆ　Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｙｕｌａｎ　Ｇｒａｎｄ　Ｔｈｅａｔｒｅ　ａｎｄ　Ｋａｎｇｊｉａ　Ｒ＆Ｄ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｓ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｓｉｐｈｏｎｉｃ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ，ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ　ｉｓ　ｇｏｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｐｈｏｎｉｃ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ；ｄｅｓｉｇｎ；ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ；ｐｌａｓｔｉｃ　ｐｉｐｅ　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。ｃＪＪ　１２７—　表１虹吸排水工程采用的管材市场占有份额对照　管材类型　占有份额／　％　备注　ＨＤＰＥ管　不锈钢管　涂塑钢管　８０　行业主流，但受到高温等条件局限　１５　５　有一定比例，价格高昂，埋地管需作防腐处理　较少采用，价格较高，埋地管需作防腐处理　２００９（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　注：具体份额仅供参考。　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　湖与青少年活动中心、科学技术博物馆相衔接。该项　目占地３６　０１０　ｉｎ　，获２００４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　东莞玉兰大剧院位于东莞市中心广场中轴线西　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，　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：２０１２—０９—１３　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：５１８０３８深圳市福田保税区桃花路１－３号达　升物流大厦８层。　２０１３．０３中国建筑防水．屋面工程　一　屋面辅助配套件　表２不锈钢管（ＳＵＳ　３０４）虹吸排水系统的性能指标　项壁厚／ｍｍ　系统最大设计负压／ｋＰａ　规格范围　目　性能指标　较薄，≤３．５　９０　ＤＮ　５０～３００　连接方式　悬吊方式　密度／（ｇ／ｃｍ　）　焊接、法兰连接　直接悬吊　７．９３　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２Ｏ一３０年，材料本身造价较ＨＤＰＥ高。　１－３设计方案　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　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１６　ｍ到３３　ｍ不等。该　工程设计有虹吸雨水系统６个，其中雨水斗２４个　（ＰＰⅢ一８９型雨水斗２０个、ＰＰｍ一１０８型雨水斗４个，　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ＨＤＰＥ管，设计时这部分需要按　埋设ＨＤＰＥ管进行绘制。　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ＨＤＰＥ管。雨水斗与　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ＣＥＣＳ　１８３：２００５《虹吸式屋面雨　水排水系统技术规程》确定［２１。　４）雨水斗设计时不需要设计法兰盘，因为雨水斗　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ＨＤＰＥ管间用钢塑　转换接头法兰连接。　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。　焊后　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　安装尺寸表　型号　ＰＰⅢ一６３　ＰＰｍ一７６　ＰＰⅢ一８９　康佳研发大厦。该大厦地下３层，地上２４层，总建筑　Ａ／ｍｍ　３００　３ｏ０　４００　ｑ￣／ｍｍ　１４０　１５ｏ　１９ｏ　面积１０万余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。　ＰＰⅢ一ｌＯ８　２３０　５００　注：钢板天沟宽度Ａ按工程设计定，但不能小于表中数值。　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　图１　ｐｐｌｌｌ型雨水斗在单层不锈钢板天（檐）沟内安装　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／ｋＰａ　９０　规格范围　ＤＮ　５Ｏ～３００　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１１个ＰＰⅢ一１０８型　虹吸式雨水斗，３个虹吸排水系统，屋面汇水面积约　４　０００　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ＨＤＰＥ管虹吸排水　系统有４５。斜三通，但将正三通加上４５。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（ＨＤＰＥ）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．ＣＪＪ　１２７—２ｏ０９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，２００９．　【２】　同济大学建筑设计研究院．ＣＥＣＳ　１８３：２００５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，２００５．　２０１３．０３中国建笳防７ｋ．屋面工程）３９１