超高层建筑特殊单、双立管系统排水能力对比研究

在34层高的等比例足尺试验塔上,对比研究了采用定流量排水时特殊单立管和特殊双立管(特殊单立管+专用通气管)排水系统的排水能力,并对这两种系统的楼层压力分布特性进行了分析。试验结果表明,特殊单立管系统的排水能力为7.5 L/s,特殊双立管系统的排水能力为4.0 L/s,可见特殊单立管系统的排水能力要优于特殊双立管系统。     

基于定流量排水方法的排水系统排水能力测试

在34层高度的试验塔上,采用定流量排水装置排水,考察不同排水流量在各排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出定流量排水时系统相应的排水能力,并进行多角度分析比较。结果表明:定流量排水时,自循环通气、苏维托和60%的伸顶通气系统均是负压先达到判定值,主副通气立管+环形通气管、内螺旋管+旋流器和66%的专用通气系统则是正压先达到判定值。     

特殊单立管系统立管轴线偏置的试验研究

在122.9 m高的试验塔上,采用定流量法,探究在特殊单立管系统的4层分别采用3种不同偏置管设置方法,开展了比对试验研究;同时,在偏置管处采用增加辅助通气管的形式,以期缓解立管轴线偏置对系统的影响。结果表明,偏置设置会改变系统的压力分布、降低系统的排水能力;增加辅助通气管会在一定程度上降低轴线偏置对系统的影响。     

合流制排水方式对排水立管排水能力的影响研究

在34层高度的试验塔上,首次采用定流量和瞬间流合流排水方式,瞬间流发生器定为3个,考察定流量排水选择的不同流量及其在不同排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出合流制排水方式下系统相应的排水能力,并进行多角度分析比较,由于管道系统内流量在大部分时间内都是一个定值,所以采用的判定标准为定流量标准。结果表明:DN110×DN110专用通气(结合管每层接)系统的排水能力明显优于DN110伸顶通气系统,且整个管道系统内的压力波动也明显小于DN110伸顶通气系统;DN110伸顶通气系统的排水能力略大于我国《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2009)中相应最大设计排水能力值,而DN110×DN110专用通气(结合管每层接)系统排水能力则略小于其相应的最大设计排水能力值。     

采用瞬间流法的特殊单立管排水系统排水能力研究

在34层高度的试验塔上,采用瞬间流发生器排水,考察不同排水流量在各特殊单立管排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出在瞬间流排水时系统相应的排水能力,并进行多角度分析比较。结果表明:苏维托系统排水能力明显优于DN110内螺旋+加强型旋流器系统、DN110内螺旋+普通型旋流器系统,且整个管道系统内的压力波动也明显小于另外两套系统;DN110内螺旋+普通型以及DN110内螺旋+加强型系统的排水能力明显小于我国《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2009)中相应最大设计排水能力值。     

采用瞬间流法的自循环与双立管系统排水能力研究

在34层高度的试验塔上,采用瞬间流发生器排水,考察自循环排水系统和双立管(主副通气+环形通气)排水系统中流量与压力的关系,从而得出各系统在瞬间流排水时所对应的排水能力。结果表明:瞬间流排水时,对于自循环系统和双立管(主副通气+环形通气)系统,系统内最大负压基本发生在系统顶层,最大正压基本出现在中间层。管径布置方式相同时,各系统瞬间流测试的排水能力为:主副通气+环形通气﹥自循环环形通气﹥自循环专用通气,且均小于现行规范值;采用同一系统不同排水立管管径时,排水能力为:DN110×DN110DN125×DN110。     

两种不同管材的超高层伸顶通气系统排水能力对比

在34层高度的试验塔上,采用定流量和瞬间流量两种排水方式,测试DN150铸铁管伸顶通气系统内的压力波动,探究系统排水能力。通过与PVC-U(硬聚氯乙烯)管伸顶通气系统对比,分析两种管材系统水力特性方面的区别。结果表明,在试验条件下铸铁管的排水能力优于PVC-U管。     

专用通气排水系统通气机理研究初探

在超高层足尺试验塔上模拟超高层排水系统,采用定流量排水方式,考察DN110PVC-U专用通气排水系统内的气流分布情况,探究排水流量的改变对通气立管内风向以及结合通气管处的风向、通气流量的影响情况。结果表明,在模拟超高层住宅排水系统中,通气立管中会出现气流方向频繁反复的楼层区域,且随着排水流量的增大该区域的位置有逐渐向下移动的趋势,处在气流方向频繁反复区域的结合通气管的平均通气流量较附近其他楼层的平均通气流量高。     

特殊单立管系统中吸气阀对系统压力的影响研究

在122.9 m高的超高层等比例试验塔上,采用定流量法,对比研究了在不设置、隔层设置和每层设置吸气阀的条件下,特殊单立管排水系统的排水能力和压力变化规律。结果发现,设置吸气阀能够同时缓解特殊单立管系统内的正、负压,且每层设置吸气阀时的缓解效果优于隔层设置。     

DN150铸铁伸顶通气系统排水能力测试

在超高层足尺试验塔上,设置两种不同高度的排水系统,分别采用定流量法与瞬间流量法,考察DN150铸铁伸顶通气系统内的压力分布情况,探究压力与流量之间的相关性,最终确定排水系统高度与通水能力之间的关系。结果表明,在定流量法中,超高层排水系统的排水能力小于小高层排水系统;在瞬间流量法中,超高层排水系统与小高层排水系统的排水能力基本相同。     

定流量或瞬间流排水的排水能力测试对比研究

在34层高度的试验塔上,分别采用定流量排水和瞬间流排水,得出不同排水方式下各排水系统相应的排水能力,并与规范值比较。结果表明:各系统排水能力瞬间流测试值与我国2009年版《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003)的规范值变化趋势接近,排水能力由高到低排序为:规范值﹥瞬间流测试值﹥定流量测试值,且排水系统的高层排水区域与中低层排水区域的排水能力衰减率不同。     

采用瞬间流法的专用通气排水系统排水能力研究

在34层高度的试验塔上,采用瞬间流发生器排水,考察不同排水流量在各专用通气排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出瞬间流排水时系统相应的排水能力,并进行多角度分析比较。结果表明:瞬间流排水时专用通气排水系统内最大正、负压基本发生在系统中间层。与我国《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2009)最大设计排水能力值比较,发现结合管设置方式相同时,瞬间流测试的排水能力(结合管每层接)排序为:DN110×DN110DN125×DN110DN110×DN75,结合管隔层接时相应排序为:DN110×DN110DN110×DN75DN125×DN110。     

DN100铸铁伸顶通气系统排水能力研究

在122.9 m高的超高层住宅性能足尺试验塔内,采用DN100铸铁管为排水立管,分别考察在采用定流量法排水和瞬间流量法排水时,超高层(33层)和小高层(15层)伸顶通气排水系统的排水能力。结果表明,两种排水方式下小高层伸顶通气排水系统的排水能力均优于超高层。     

高层建筑排水系统负压缓解试验研究

在34层高度的试验塔上,采用定流量排水装置排水,考察伸顶通气排水系统和特殊单立管排水系统在不同负压缓解器安装工况下的系统压力分布,探究负压缓解器对高层建筑排水系统负压的缓解效果。为达到较好的负压缓解效果,建议在伸顶通气排水系统每层横支管及系统顶部均设置负压缓解器;在特殊单立管系统每层横支管设置负压缓解器,系统顶部设置通气帽。     

不同采集周期对立管排水能力的影响研究

在34层高的试验塔上,分别采用瞬间流测试法和定流量测试法对系统高度为11层的DN110普通单立管系统(PVC-U)进行排水能力测试,数据采集周期分别设定为20、50、200、500ms,分析了采集周期对排水系统测试结果的影响。结果表明:当以相同排水工况下数据重现性较高的3次试验为分析对象、以平均值法作为数据处理基本方法时,无论是瞬间流排水还是定常流排水,数据采集周期对试验结果造成的影响均较小。此外,在深入分析系统最大负压所在楼层的压力波动情况的基础上,证实了瞬间流排水条件下采集周期过大会导致采集过程中系统压力波动的最不利峰值出现遗漏,进而影响试验数据的重现性;同时提出了定流量排水条件下的楼层压力波动曲线的孤立峰值需要进行过滤的建议。     

关于单立管系统通气流量影响因素的试验研究

在34层高的试验塔上,采用定流量测试法,分别测试PVC-U普通单立管系统、PVCU特殊配件单立管系统(光壁管+旋流三通)以及PVC-U特殊单立管系统(螺旋管+旋流三通)管顶通气流量与系统最大负压。结合通气流量随排水量以及系统最大负压的变化情况进一步分析单立管系统管顶通气流量的影响因素。结果表明:系统最大负压是影响通气流量的主要因素,其主要受水膜气水界面切应力和自由水滴的共同作用;在管顶通气条件相同的情况下,通气流量的大小是系统最大负压和水舌阻力共同作用的结果。     

双乙字弯对DN110单立管系统排水性能的影响初探

在超高层等比例试验塔上,采用定流量排水装置排水,分别对设置有双乙字弯的DN110单立管系统和DN110普通单立管系统的压力波动情况、管顶通气流量和立管中的水流平均下降速度进行了对比测试。结果表明:当DN110单立管系统每隔5层安装1个双乙字弯时,立管中水流的平均下降速度得到减缓,但是系统的通水能力并未得到明显提高。     

通气立管管径对副通气立管排水系统通水能力的影响

对副通气立管排水系统进行了不同通气立管管径(DN100、DN75、DN50)的对比试验,分别测定系统的最大通水能力,并观测了各个楼层的压力波动、水封损失、排水系统通气量变化。结果表明,通气立管管径越大,副通气立管排水系统的通水能力越强,3种管径下系统的最大排水流量分别为17.0、14.0、7.5 L/s,说明副通气立管排水系统具有较大的通水能力;当通气立管管径为DN75时,副通气立管排水系统就可以满足《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)中高层建筑最大排水流量10 L/s的要求。     

结合管设置方式对专用通气排水系统通气的影响

在超高层足尺试验塔上,考察DN110 PVC-U专用通气排水系统隔层安装结合通气管工况下的气流分布情况,探究结合通气管设置方式对通气立管内风向以及结合通气管处风向、通气流量的影响情况。试验表明,在模拟超高层住宅排水系统中,隔层安装结合通气管工况下通气立管中同样会出现两处气流方向频繁反复的楼层区域,且随着排水流量的增加该区域的位置有逐渐向下移动的趋势;出现气流方向频繁反复的中部楼层区域的平均通气流量较附近其他楼层的平均通气流量更高;横支管最大正、负压均有偏向于正压的波动趋势。     

有吸气阀的旋流式单立管系统最大正压的缓解方法

在超高层等比例试验塔上,采用定流量排水装置排水,对每层横支管均设有吸气阀的不同类型旋流式单立管系统的气压波动情况进行了测定。通过对比研究了立管顶部通气方式及立管底部与横干管的连接方式对系统最大正压的影响,并分析了正压衰减器(PAPA)在不同安装条件下对系统最大正压的缓解情况。结果表明,旋流式单立管系统顶部采用吸气阀通气、立管底部设置PAPA以及采用大曲率扩径弯头均能对系统最大正压起到一定的缓解作用,其中大曲率弯头的正压衰减效果最为明显。