隨著塑料產業的發展,塑料管材在給排水領域的應用范圍逐步擴大,這一方面得益于塑料管材本身的諸多特性,如防腐性較好、導熱系數小、質輕,安裝運輸方便等;同時也與塑料管材生產廠家不斷追求技術進步,進而改進塑料管材的應用特性及形成管材的多樣性有很大關系。寶碩管材公司的PVC-U螺旋消音排水管的成功開發便是一例。
在城市居民的住宅建設中,為了不斷的提升人們的生活質量,住宅建設在建筑用料、住房結構設計、綠色環保等方面都有了很大的改善。如解決居民樓所用立式排水管道在排水時所產生的噪音問題,就是很好的例證:排水產生的噪音使居民的生活缺乏應有的寧靜、破壞了居民的生活氛圍,尤其是在夜間,這種噪音所產生的不良效果更明顯。
在國外,立式排水管通常設置在管道井中,或直接埋在墻壁中,所以排水管的噪音問題并不突出。但在國內因受傳統建筑設計理念的影響,立式排水管均采用明敷的方式,因此它的美觀性和噪音問題比較突出。
上世紀九十年代以前,建筑內排水管基本上均采用鑄鐵管,但鑄鐵管的缺點是:耐腐蝕性差,易銹蝕;施工困難,成本高;外觀不美觀;內壁粗糙易堵塞。所以九十年代以后隨著住房產業政策的調整、多層甚至高層單元式住宅日新月異的發展,鑄鐵管逐漸被抗腐蝕性好、質輕、物美、價優、安裝方便的塑料管所代替。而在激烈競爭的過程中,PVC-U排水管獨占鰲頭,逐漸取得了霸主地位。
但隨著人們環保意識的不斷加強以及不斷的對高質量、高品位的生活環境的追求,噪音問題逐漸成為人們關注的焦點。事實上,傳統的鑄鐵管同樣存在噪音污染問題,只不過那時人們住的大都是平房,且生活環境、生活條件本身就比較差,所以鑄鐵管的噪音問題并未引起過多的關注。而恰在人們的生活環境和生活理念發生重大變化的時候,PVC-U排水管進入了人們的生活、進入了人們的視野,而PVC-U管又很好的解決了腐蝕性、美觀性和堵塞性的問題,所以它的噪音問題就顯得格外突出。
那么噪音是如何產生的呢?一般認為,流體在普通立式管道內流動過程中產生噪音的因素有如下幾個,1、流體在管內流動時形成的對管壁的沖擊,這種沖擊所產生的震動引發共鳴從而產生噪音。2、夾雜于流體中的空氣沒有順暢排出的通路,這一方面造成延遲水流下落的速度,從而產生先后水滴的撞擊而產生噪音;同時水流沖擊氣體也會引發氣震而產生噪音。3、水流下落沖擊管壁,一部分被反彈的水滴與后至的水流也會產生撞擊而引發噪音。這便是普通立式排水管在排水時產生噪音的一些因素。
目前解決排水過程中產生的噪音問題,主要采取兩個途徑:一是從建筑結構入手,像國外那樣采用暗敷的方式設置管道井或墻體澆鑄,這可以從根本上解決排水管的噪音污染問題,但由于傳統的建筑設計和配套施工的原因,難度比較大;二是通過改善管材的結構和材質,在一定程度上有效地降低排水過程中噪音的產生,但這種方式只能是降低,不能消除,不是從根本上解決各種材質的排水管均存在的噪音問題的最佳方案。
目前,廣大PVC-U排水管生產商大多通過采用新工藝、新技術、新結構生產新型管材產品來達到降低噪音的目的。通常采用的有如下幾種:PVC-U芯層發泡管,內壁螺旋消音管,內壁螺旋消音管結合芯層發泡結構。芯層發泡主要是通過中間發泡層阻隔和吸收聲音來達到降噪的目的。螺旋消音管主要是通過內壁螺旋筋對水流的導流作用來起到降噪的目的。
以下將主要介紹螺旋管降噪及其它特性。
通過采用特殊結構的模具系統、新的加工工藝及配方,成功的開發了螺旋消音管材,螺旋消音管屬于近年來開發的新型幾何結構的PVC-U管材。它的結構如圖1所示。PVC-U螺旋消音管的結構主要是在管材內壁設置與管壁一次成型的呈三角形狀起導向作用的螺旋形肋,在立式排水系統中,這些三角肋以一定的間隔曲線螺旋延續向下,管路通水時形成水的旋轉態流動?,F有PVC-U螺旋消音管材的內壁一般分為設置六條旋轉筋或八條旋轉筋,根據市場的實際需求開發了φ75、φ110、φ160等幾種規格的螺旋消音管材。
螺旋消音管內腔設置合理的導流筋結構,它根據科學的原理設計導流筋的旋轉角度(如右旋螺紋升角設計為α≤73°)、導流筋的高度、寬度和數量等,以期達到良好的導流效果。在立式排水系統應用中,流經螺旋消音管的水流沿管內壁的導流筋呈螺旋流動,由于導流筋的導流作用而避免了流動的混亂狀態,從而減輕了水流對管壁的沖擊,降低了噪音。同時,由于水流沿管內壁螺旋規則下流,這樣便在排水管路中央形成了一個中間空氣通路,這樣較好的實現了立式排水時其中氣體的順暢排出,從而避免了由此而誘發的噪音。由于提高了立式排水系統的通氣能力,這樣便消除了水流下落時的氣壓阻力,水流沿排水管路內壁形成穩定且密實的水流,從而大大提高了通水能力。良好的通氣能力也實現了系統中壓力的穩定,使得排水系統的使用安全性得以較大提高。
為了更好的說明螺旋管的特點,我們也安排了一些具有驗證性的試驗(實際模擬PVC-U螺旋消音管在立式排水系統中的應用),在試驗的過程中我們發現:
1、螺旋消音管在立式排水應用中可以形成效果明顯的螺旋狀態流動,這一點也可以進一步解釋和說明它的降噪和提高排水速度的效果。
2、實驗中還發現使用降噪管件會對螺旋管導流效果產生一定影響。而使用具有相同旋轉方向的螺旋式降噪管件與相應的螺旋消音管相匹配時,整個系統的使用效果最佳。
通過以上的實驗和論述我們可以發現,螺旋消音管在立式排水系統的應用中具有諸多優點。同時在選擇螺旋消音管時應注意根據排水量的不同選擇相應規格的管材,也要注意與消音排水管件的良好配合。