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近年来,随着社会经济建设的快速进步和发展,高层及超高层建筑已遍布全国各大都市,建筑排水系统所面临的压力也越来越大。反臭气是影响室内居住环境的主要突出问题之一,能够严重污染室内空间,影响居民的身体健康。如今房地产行业的发展速度迅猛,如何提高排水系统的排水能力是一个亟待解决的问题。特殊单立管排水系统相对于其他排水系统,具有节省材料、安装方便、节约空间等优点,具有很大的应用前景。国外有关我国特制特殊单立管排水系统的研究较少,国内有关其排水能力等的实测研究也较少,尤其涉及到高层及超高层建筑。针对以上问题,本课题以“《高层住宅排水系统卫生安全技术规程》研究项目”为依托,以122.9m高的足尺试验塔为基础,以旋流型特殊单立管排水系统为对象,主要完成以下三个内容:(1)清水作为试验排水介质的可行性研究;(2)特殊单立管(旋流器特殊单立管)排水系统的排水特性及其排水因素的影响研究;(3)在前两点的基础上,对特殊单立管排水系统进行优化研究。通过大量的排水试验,主要试验结论如下:(1)采用瞬间流量法排水,在超高层(100.5m)特殊单立管排水系统中,以胶棉作为固体废物的模拟物,研究和对比加入模拟物前后的系统极值压力、楼层极值压力和横支管瞬时压力的变化情况。结果表明,加入模拟物能够影响排水系统的压力波动,但这种影响较为微弱,且其并不会随着汇合流量的增大而显著增加,由此可以确定建筑排水试验中采用清水作为排水介质是可行的。(2)超高层定流量法排水时,特殊单立管系统的排水能力可高达8.5L/s。在排水系统的特性研究中,系统的楼层极值压力随系统高度的降低而有逐渐增大的趋势,主要呈“八”字型变化;系统最大正压和最大负压主要集中在排水系统的底部;横支管瞬时压力的变化为正、负压交替。(3)以(2)为基础,定流量排水时,以(2)中的特殊单立管排水系统为空白系统,根据不同的影响因素将(2)系统的相应管件、管径等改变后,各影响因素、系统的排水能力及其与原始系统的比例分别为:(1)上部连接管件:将加强II型旋流器改为加强I型(4.5L/s,52.9%);(2)下部连接管件:将大曲率变径弯头改为90°弯头(2.3L/s,29.4%);(3)排水立管管径:将DN110改为DN125(9.0L/s,105.8%);(4)系统排水高度:将33F(F代表层数,100.5m)分别改为26F(代表高层建筑,9.0L/s,105.8%)和15F(代表小高层建筑,9.5L/s,117.6%)。因而,对于旋流型特殊单立管排水系统,需要加强II型旋流器和大曲率变径弯头同时使用才能保证系统的排水能力,且管径和系统排水高度对特殊单立管排水系统排水能力的影响有限。(4)通过对(3)中不同设置系统的通气流量的对比,结果表明,增大管径能够明显提高系统的通气流量,但是通气流量的提高对系统排水能力的提升程度有限,且系统排水高度的改变对通气流量变化的影响较小。(5)以(2)为基础,在系统横支管上设置吸气阀后,系统正、负压均得到有效的缓解(压力绝对值变小)。不同设置工况下的的系统排水能力及其与原始系统的比例为:每层设置(9.5L/s,117.6%)>隔层设置(9.0L/s,105.8%)。(6)特殊双立管排水系统的排水能力为5.5L/s,楼层极值压力随排水楼层的降低也呈“八”字型变化。相同排水流量下,特殊双立管排水系统的通气流量近为特殊单立管排水系统的50%。