地漏在排水系统中的设置研究——如何选择地漏

作者:唐国丞 李云贺
单位:华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究总院
摘要:市场上地漏产品鱼龙混杂, 部分厂家玩弄概念, 打着“防臭地漏”“三防地漏”的名义以次充好。正确的选择地漏, 关系到民生健康安全, 是设计人员、消费者需要了解认知的事情;正确的判别地漏是否合格, 是正确选用的基础。从地漏的分类出发, 对地漏的特性要求、应用条件、选用误区进行总结分析, 供正确选择地漏参考。
关键词:地漏 特性 应用条件 选用误区
作者简介:唐国丞, 通讯处:200002上海市汉口路151号电话:18016418128E-mail:guocheng_tang@ecadi.com;

地漏在排水系统中的设置研究——如何选择地漏

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唐国丞 李云贺

华东建筑设计研究院有限公司/华东建筑设计研究总院

    要:

   市场上地漏产品鱼龙混杂, 部分厂家玩弄概念, 打着“防臭地漏”“三防地漏”的名义以次充好。正确的选择地漏, 关系到民生健康安全, 是设计人员、消费者需要了解认知的事情;正确的判别地漏是否合格, 是正确选用的基础。从地漏的分类出发, 对地漏的特性要求、应用条件、选用误区进行总结分析, 供正确选择地漏参考。

   作者简介: 唐国丞, 通讯处:200002上海市汉口路151号电话:18016418128E-mail:guocheng_tang@ecadi.com;

   收稿日期:2017-08-01

Research on the setting of floor drain in drainage system-how to choose floor drain

Tang Guocheng Li Yunhe

    

   Received: 2017-08-01

1 地漏分类

   地漏是排除地面积水或同时接纳器具排水的装置, 由箅子、本体、排出接口等部件组成。地漏按照有无水封可以分为有水封地漏及无水封地漏;按照材料可以分为塑料地漏、铸铁地漏、不锈钢地漏、铜 (铜合金) 地漏等;规格按排出口公称尺寸分为DN50、DN75、DN100、DN150;按照使用功能或构造形式可以分为直通式地漏和专用型地漏。直通式地漏是本体未带水封或其他附件的下排口地漏;专用型地漏是具有一种及一种以上功能的非直通式地漏, 例如防干涸地漏、注水地漏、密闭式地漏、网框式地漏、防返溢地漏、多通道地漏、侧墙式地漏、同层排水地漏、防虹吸式地漏、大流量专用地漏等。

2 地漏特性要求

2.1 流量

   流量即为地漏的排水流量, 指单位时间内地漏所能排出的水量。经试验验证, 地漏的排水量主要受地漏箅子的开孔面积、地漏面的淹没深度、地漏内部构造等因素影响。经试验数据分析, 地漏箅子开孔总面积不小于排出接口内径的断面面积, 或接纳大流量排水的大流量专用地漏箅子开孔总面积不小于2.5倍排出接口断面面积时, 在规定的淹没深度下, 其排水流量见表1。

2.2 防腐耐热

   当设置场所有腐蚀性排水或连续热水排水时, 应针对排水性质选用不同的材质。如实验室废水排水可能为酸性或碱性, 地漏及其后的排出管道应根据排水性质选择适合的耐酸、耐碱的材质;有连续40℃以上的热水排水时, 为防止地漏受热变形应采用耐热材质的地漏, 如金属或耐热塑料等。

   表1 地漏最小排水流量    下载原表

表1 地漏最小排水流量

   注: (1) 防返溢地漏、侧墙式地漏的流量数据宜为表中同规格地漏的80%; (2) DN75多通道地漏流量不宜小于1.25L/s; (3) 住宅淋浴间的地漏 (DN50) 最小排水流量不小于0.6L/s。

2.3 防堵

   如地漏品质较差, 内外表面不光滑、不平整, 甚至有气泡、裂纹和明显的痕纹、凹陷等时, 在使用时表面的毛刺容易挂脏, 有气泡、裂纹和明显的痕纹、凹陷的地方容易损坏, 形成毛刺或导致漏水、水封构造破坏等。头发、纤维等杂物随排水进入地漏后易被毛刺、断口等截留, 造成地漏堵塞排水不畅。因此, 在选用地漏时应选用内外表面光滑、平整, 没有气泡、裂纹和明显的痕纹、凹陷, 并且完整无缺损, 浇口及溢边平整的地漏产品;塑料地漏不应有色泽不均及分解变色线。

2.4 连接方式

   地漏与排水管道的连接方式通常有:粘接、承插连接、卡箍连接、螺纹连接。地漏与排水管道的连接方式通常与地漏排出接口形式及排水管道的材质有关。通常粘接连接适用于排出接管为硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管的场所, 法兰压盖承插连接及卡箍连接适用于排出接管为离心铸铁管的场所, 螺纹连接通常适用于排出接管为衬塑镀锌钢管的场所。

图1 防干涸地漏

   图1 防干涸地漏   下载原图

    

2.5 水封稳定性

   地漏的水封是指地漏中用于阻隔有害气体等逸出的存水构造, 其作用是隔绝排水系统中污浊空气与室内环境, 避免排水系统中有毒有害气体、致病细菌病毒等进入室内, 从而引起人们感官不适甚至传播疾病。保证水封的稳定性是保证室内环境免受污染的重要措施。水封破坏有静态破坏和动态破坏2种:静态破坏通常有蒸发和毛细作用, 动态破坏通常为压力波动破坏及自虹吸破坏。因此防止水封破坏通常是从这4个方面去着手。

   (1) 防止水封蒸发可以采用防干涸地漏 (其构造内有防干涸部件, 本体自带水封) 、防干涸部件加存水弯 (见图1a、图1b) 或注水地漏 (见图1c) 。

   防干涸地漏及防干涸部件加存水弯可以通过不排水时关闭地漏箅子下的活动机构, 以达到减缓水封蒸发的目的。但因防干涸机构为活动部件, 且长期使用时由于材料老化、污垢沉积等原因会造成活动机构开合面无法完全关闭, 因此采用防干涸部件时必须在其排出接口设置水封。而采用防干涸地漏 (本体自带50mm水封) 时无需设置存水弯, 以避免重复设置水封。

   注水地漏可通过注水控制器, 根据使用者需求, 定时、定量向地漏水封中注入清水以保证地漏水封高度, 当地面不经常排水或可能有较长时间无人居住时, 定时定量向地漏水封注水是有效防止水封干涸的措施。采用定时自动补水控制方式, 其时间从24~168h可调节, 补水量从0~1 600mL/min可调, 适用水压0.1~0.45 MPa, 进水口径为G1/2 (DN15) 。控制电源采用电池, 工作电压4~6 V, 并有电池低压LED灯闪烁提示。注水控制器距地漏面的垂直距离不低于500 mm, 具有电池低压报警功能;电磁阀使用寿命:不低于50万次。地漏注水控制器应具备下列功能:通过单片机设置程序来控制电磁阀装置, 使地漏能定时自动供水给地漏, 形成有效的水封, 同时具备定时自动清洗功能。地漏注水控制器采用遥控器调节参数, 设有间隔时间调节按钮、低电压报警指示灯及正常电压指示灯;同时具备不冲水自动报警和长流水自动报警功能, 保障产品安全有效工作。地漏注水控制器, 在控制电磁阀上配置有防真空装置, 能有效保证电磁阀的出水端形成空气隔断, 确保清水水源不受地漏排水的污染。

   (2) 毛细作用是指由于污水中的毛发、纤维等在水封内积存且延伸至水封出口外, 从而形成毛细作用, 导致水封内的水被吸出。为防止此类情况发生, 可以选用网框式地漏:带有拦截水中杂物可挪动网框的地漏, 其内部结构分为有水封和无水封两种, 见图2 (当采用无水封网框式地漏时, 应在地漏排出口后设置水封深度不小于50mm的存水弯) 。地漏入口的网框可以截留排水中的头发、纤维等, 且可拆卸清洗。同时在选用地漏时, 应选用无毛刺地漏, 可以避免头发、纤维等在水封内积存, 避免毛细作用发生。

图2 网框式地漏

   图2 网框式地漏   下载原图

    

   (3) 排水系统中由于卫生器具排水的间断性和多个卫生器具同时排水的多变性, 以及大风倒灌等原因, 会使排水系统中的某些管道瞬间出现正压, 导致水封进口端面上升, 甚至出现喷溅、冒溢;某些时段又会瞬间出现负压, 使水封出水端水面上升出流。这两种情况会造成水封内存水的直接损失和水封震荡时的加速蒸发损失, 从而使水封破坏。有水封地漏的水封稳定性应满足地漏在达到水封深度时, 当排水系统受到正负压± (400±10) Pa时, 持续10s, 地漏中的剩余水封深度不应小于25mm, 防虹吸式地漏剩余水封深度不应小于35mm。由此可见防虹吸式地漏具有更强的水封稳定性。除采用防虹吸式地漏外, 防干涸地漏、防干涸部件加存水弯等形式也具有一定的防正负压作用。

   (4) 另外一个破坏水封稳定的原因是自虹吸作用, 在地漏接纳瞬间大流量排水的情况下, 水封自身会迅速充满水而造成虹吸, 使排水结束后水封中水量损失、水面下降。防虹吸式地漏内部有虹吸破坏装置, 可减少自虹吸作用引起的水量损失 (如图3所示) 。

图3 防虹吸式地漏

   图3 防虹吸式地漏   下载原图

    

2.6 自清能力

   自清能力指地漏内部构造具有防止杂物沉积的能力, 通常在额定排水流量下采用100个小塑料球的排出率的测定方法来衡量其自清能力。日常生活中, 地漏通常用来排除地面积水, 地面污物常会随地面积水排入地漏, 这些污物进入地漏后无法及时排除会导致流道堵塞;此外地漏内潮湿的环境利于细菌生长, 在地漏构造表面长期生长的细菌等可能会形成生物膜, 也会导致地漏流道堵塞, 排水不畅。因此, 地漏的自清能力是保证地漏排水顺畅的一个重要因素。有水封地漏的水封部件不可拆卸清洗时, 地漏的自清能力应能达到90%以上;水封部件可拆卸清洗时, 地漏的自清能力应能达到80%以上。

2.7 承压

   承压主要指地漏本体和地漏箅子的承压性能。地漏本体的承压性能应满足本体承压试验, 密封地漏排水口, 在进水口处加0.2 MPa水压, 保持30s, 地漏本体无损坏、裂纹、裂痕。针对不同场所设置的地漏, 其箅子应能满足相应的承压要求:仅有人经过的场所, 如卫生间、清洁间等, 地漏箅子的承受荷载为轻型荷载;设置在地下车库、停车场等场所时, 根据经过车辆的特性地漏箅子承受的荷载分为重型荷载和加强型荷载, 其中可承受重型荷载的地漏适用于小轿车经过的区域, 可承受加强型荷载的地漏适用于货车经过的区域。地漏应根据设置场所、箅子所需承受的的承载能力进行选用。

3 地漏应用条件

3.1 居住卫生间

   居住卫生间内地漏通常有两种功能———淋浴间排水和卫生间地面排水。

   当作为淋浴间排水时, 地漏需排除用户的淋浴水。通常地面积水深度超过15mm时, 积水有可能淹没使用者的鞋底, 脚底触及积水而致使用者有不适感受。为使淋浴更加舒适, 市场上出现了一些额定压力高、额定流量大的淋浴器, 其给水能力已远超常规的淋浴花洒。本次修编的行标《地漏》 (CJ/T186-2018) 对住宅淋浴间的地漏 (DN50) 的最小排水流量做出了不小于0.6L/s的规定。在行标《地漏》的修编过程中, 编制组试验平台对参编单位送来的DN50的地漏进行了大量的试验。在送检的所有产品中, DN50规格的地漏箅子开孔面积大多数可以满足与排出接口之比大于1, 水封比大于1。试验时, 有水封地漏直接安装在测试平台上测试, 无水封地漏在排出接口加设P型存水弯后在试验平台上测试。试验结果显示, 在淹没深度15mm的情况下, 半数以上的送检地漏可以满足排水流量不小于0.8L/s, 大部分送检地漏可以满足排水流量不小于0.6L/s的要求。行标规定DN50的地漏在淹没深度15mm的情况下最小排水量为0.8L/s, 另考虑在住宅淋浴间内排水量较其他民用建筑小, 因此规定在住宅淋浴间的地漏 (DN50) 最小排水流量不小于0.6L/s。

   居住卫生间内地漏另一种用途即为排除淋浴间以外的地面积水, 通常为排除地面冲洗水、卫生洁具溅出水等。其特点是排水量小, 排水间隔长。此处地漏遇见的问题通常是由于长时间不排水而导致水封损失, 在排水系统中有间歇性大流量排水时, 系统内的正负压交替作用会导致水封穿透, 使排水系统内的气体进入室内, 污染室内环境。在以往工程中, 有为了避免此类情况出现而不设置地漏的案例, 也有采用多通道地漏来解决水封干涸的的问题。抛开不设置地漏的情形, 采用多通道地漏的优点是利用浴盆、洗脸盆等其他卫生洁具的排水来补水, 但缺点是其他卫生器具排水时地漏处会有较大的噪声。建议在居住卫生间内设置地面排水地漏时采用防干涸地漏或注水地漏。防干涸地漏具有减缓水封蒸发的结构, 在室内环境温度20℃湿度20%条件下, 2周内蒸发造成的剩余水封深度不小于25 mm。注水地漏功能前文已经描述, 此处不再赘述。

3.2 公共建筑排水沟

   公共建筑排水沟通常设置于厨房、公共淋浴间、设备机房、车库出入口等位置。

   厨房、公共淋浴间的排水特点是排水流量大、水温较高、排水杂质多。因此此类排水环境中设置地漏, 应采用带网框式地漏, 网框需经常清理, 以确保地漏排水通畅。

   网框式地漏的滤网应便于拆洗, 滤网孔径或孔宽宜为4~6mm, 过水部分孔隙总面积不小于2.5倍排出接口断面面积。

   设备机房、车库进出口排水沟内排水特点是水中杂质相对较少, 但排水量大。如超高层项目中消防转输水箱溢流水量可以达到40L/s, 普通地漏难以满足其排水需求。排水沟排水的另外一个特点是需排出的水汇集在排水沟内, 当沟内水无法及时排出时才会溢流至地面, 因此排水沟内设置的地漏其箅子前的淹没深度较大。前文已经介绍, 地漏的排水流量与其箅子开孔面积及淹没水深有关, 此处可以利用此优势, 在排水沟内设置大流量专用地漏。根据表1可知, DN150大流量专用地漏在箅子前淹没深度50mm的情况下, 最小排水流量可以达到10L/s。在试验时, 送检的DN150大流量专用地漏排水量结果最大值可以达到11.5L/s, 可见, 大流量专用地漏是用来排出公建大流量排水的理想附件。

3.3 同层排水

   当住宅卫生间的卫生器具排水管不允许穿越楼板进入楼下其他用户室内或者布置受条件限制时, 卫生器具的排水横支管应采用同层排水, 此时地面排水应采用同层排水地漏排出。同层排水地漏为横出口, 直埋于结构找平层内, 自带水封, 其水封深度不低于50mm。DN50的同层排水地漏 (直埋式地漏) 总高度不宜大于200mm且不宜小于100mm。同层排水地漏构造如图4所示, 直接埋设在垫层中, 箅子平行于地面, 自带水封。

图4 同层排水地漏

   图4 同层排水地漏   下载原图

    

3.4 有严格卫生要求的场所

   有严格卫生要求的场所通常为洁净车间、手术室等, 其地面可能不经常排水, 或排水后需将地漏密封, 以防止细菌等进入室内, 此种环境可采用密闭式地漏。此种地漏具有密封盖板, 排水时由人工打开、不排水时密闭, 如图5所示。在居住卫生间的地面及管道井、技术夹层等偶发性排水需求的场所, 建议也可采用密闭式地漏。

4 地漏选用误区分析

   部分厂家推广产品时进行过度宣传, 如打着“三防地漏”甚至“四防地漏”的幌子欺骗用户。其所谓的“三防”、“四防”通常指防返水、防返味、防菌虫、防堵塞等, 将其产品吹嘘为全能地漏。防返味及防菌虫通常为防干涸地漏的功能;防返水即为防返溢地漏的功能;防堵塞考验的是地漏的自清能力。某些防干涸地漏确实有一定的防返溢功能, 且某些防返溢地漏也具有一定的防干涸功能, 但在选用的时候仍应加以鉴别。如图6中 (防溢球式) 防返溢地漏采用的是地漏内部设置防溢球, 当排水系统中的水进入地漏本体时, 防溢球漂起堵住地漏进口, 从而达到防返溢的作用。然而本体内部的水封仍与室内空气直接相连, 并不具备防干涸的功能。因此在购买或选用地漏时, 应根据地漏的构造判断其广告是否有夸张虚假成分。

图5 密闭式地漏

   图5 密闭式地漏   下载原图

    

图6 防返溢地漏

   图6 防返溢地漏   下载原图

    

   误导消费者采购选用地漏的另一个因素就是价格。从外观上, 可能普通消费者无法鉴别每种地漏的区别及质量好坏。外观上看起来差不多的地漏, 其价格却差别很大, 而消费者往往会选用价格相对便宜的。然而当一种产品价格便宜到明显低于市场同类产品的时候, 应慎重对待。因为只有降低成本才能使售价降低, 而降低成本通常通过降低原材料价格、制造工艺突破等手段。据了解, 虽然近年各企业的制造工艺不断进步, 但尚未取得大幅度降低制造成本的制造工艺技术上的突破。因此市场上价格过于便宜的地漏通常存在偷工减料等问题。

5 结语

   地漏作为排水系统中的一个附件, 在设计中容易被设计师忽略。在工作中, 部分设计师认为地漏仅为一个排水附件, 具有排水功能即可, 然而并不了解各种地漏的功能、构造及其适用条件, 忽略了错误使用时造成的严重后果。在工程中, 设计人员应结合规范、技术措施、设计手册及地漏产品特性选用;施工单位应根据所选用地漏的安装说明施工;采购方应根据设计文件中注明的地漏形式选购, 不应随意调换地漏形式。小附件, 大用途, 只有在细节上做到细致入微, 才能铸就精品工程。

  

参考文献

   [1] CJ/T 186-2018地漏 

    

参考文献[1] CJ/T 186-2018地漏
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