建筑给水系统中气阻危害的产生原因及对策

孟庆霞

摘要：本文通过对建筑给水系统中气组危害以及产生原因进行研究，同时对气阻现象做了分析，结合一些工程实例，指出气阻危害的大小与供水横干管倒坡的坡度，横干管与支管管径的比值，支管管长，系统中最高用水点与横干管的高差有关。综合分析总结出了建筑给水系统中气组危害的解决对策，以供行业人员参考研究。

关键词：建筑给水；气组；原因；有效对策

中图分类号：TU821文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）02-0163-01

1.建筑给水系统中气阻危害及原因概述

本文从高层建筑以及低层建筑两方面的建筑给水系统实例来分析气阻的危害和原因。高层和底层建筑给水系统都是由水箱供水到用户的给水系统，高层建筑的高位水箱置于23层主楼屋顶，并向11层附楼供水；低层建筑为4层建筑，水箱放置在4楼屋顶。

在高层建筑给水系统中，我们可以看出，在建筑中8、9、10、11楼供水压力不稳定，打开水龙头出流量变化较大，这种现象楼层越高越明显，并经常出现断流现象。当将给水系统中的闸阀与管路连接处断开后，会有大量气体随水流—超冲出，气体排净（水流稳定）后将管路接上，系统即恢复正常。

低层建筑给水系统中，当建筑中一层食堂龙头刚打开时，有水流涌出，但流量很快逐渐减小，在水压稳定时出水量很小，且仅一个龙头有水，其余2个不出水。当将给水系统中闸阀打开时，会有大量气体随水流一起冲出，气体排净关上闸阀后系统供水正常。

通过以上简单分析不难发现管路中之所以积气，问题出在屋顶水箱出水横管出水口（设为a）——横管尾端（设为b）。最前段在施工时因敷设不当，本应a高b低的横干管敷成厂b高a低的错误现象，使得建筑给水形成倒坡。当水箱放空后，水管中水面降至与水龙头平齐后将不再下降，水面上部管内就会充满空气。水箱再次进水时，水管中水面上升，由于倒坡管中一部分空气被封在管内，当被封在管内的气体压力等于h1时，水管在转角处将被管中空气完全阻断，不再有水流通过，此时水管中水面亦不再上升。

此时再打开龙头，瞬间出水压力明显，旋即压力减弱，出流量很小。当出流稳定时，由计算可知其出流量的大小应为：Q2=hl+h2-h3-h出流水头，1，2AZL，hi——被封在管内的气体压力；h2——管转角处到水管中水平面的距离；h3——水管与水龙头的距离；h出流水头——水龙头到水管中水平面的距离；AZ——与管材管径有火的管道阻力系数；L——管道长度（出水口至水管中水面的管长）。

2.考虑局部阻力后的系数

由上式可看出，当h1，h2，h3，h出流水头，管材管径确定后，流量的大小与管道长度成反比，即L越长，Q越小，若其它条件不变，h3增大时，O值也会减小。

结合图3可看出，龙头出水时，h2减小，水管中水面上空气压力随即降低且小于h1，因此横管中的水在压力hl-（h2mh3）的作用下部分越过水管第二个转角断面，当hl+h2=h3+h出流水头+1，2Q2AzL时，达到动态平衡。此时由于水龙头流量等于过流断面第二个水管转角处的流量，水管中水面上压力不再减小，水龙头出水流保持恒定。当打开阀门放水时，阀门内的压力等于hl+h（以相对大气压计），阀门出口处的压力等于零，且出口管径与立管相当，管道长度可忽略不计，因此阻力很小。阀门打开后水流迅速喷出，管中气压降低，其降低值一部分由第二个转角断而过流量填补，另一部分则由出流口涌入的空气填补，当水管中水面降至出流口时，管内外大气相通，水流在h1的作用下不断涌出。由于管中阻力小，流速大，出流水将大量气体带出，直至管中积气消失，关闭阀门，系统恢复正常。实际情况也表明了这一点，在打开高层建筑给水系统中的阀门、低层建筑给水系统中的阀门处放水时，先是水流流出，随即很快减小，并伴有瞬时断流和进气现象，接着便是混有气体的水流向外喷涌，经过一段时间，出流稳定，此时关闭阀门2、3，系统即恢复正常供水。

低层建筑给水系统中由于横干管管径与支管管径差别不大，且支管（40m）较长，水流阻力较大，系统稳定时，转角断面的实际过流而积很小，因此一层用水器具出水压力小，出流最小，且仅一个龙头出水，其它2个无水流流出。高层住宅（当时只有部分房屋有人居住），尽管也存在气阻，但横干管的管径（DN100）较给水支管（DN100）大得多，a-b段较短，在有气阻的情况下，横干管转角断面的实际过水断面比用水支管的断面大，加之低层用户用水点与屋顶横干管的高差大，在供水平衡时，通过转角断面的流量完全能满足较低层用水器具的用水量。层高越大，h3越大，高层用水器具可利用的水頭也越低。所以在实际使用时出现低层的用户供水正常，高层用户供水不正常，中间几层有时正常（低层用水量小），有时不正常（低层用水量小）的现象。

3.解决建筑给水系统中对气阻危害所采取的对策

通过建筑给水工程实际现场观察和实验发现，气阻危害的大小与供水横干管倒坡的坡度，横干管与支管管径的比值，支管的管长，系统中最高用水点与横干管的高差有很大的关联。因此我们可得出，供水横干管倒坡的坡度越大，支管越长，最高用水点与横干管的高差越小，气阻的作用越明显，危害也越大。在处于极端情况下，当h1=0时，则形成完全气阻，供水系统完全丧失正常功能。当施工中无法确定横干管敷设坡度是否倒坡，或已竣工工程存在气阻现象时，可在水箱下面横管的最尾端设一手动或自动排气阀来预防和解决气阻危害。类似于K距离输水管线最高处发置的排气阀。

因此在实际建筑给水工程中，当水箱出水横干管沿屋面敷设时，一定要采取切实措施，确保横管不出现倒坡现象。切忌图省事，以自然屋面为参考敷设给水管。否则，一出现倒坡，会给今后的物业管理埋下隐患。

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现代物业杂志社

2020-01-22