防止或減小排水通氣管結霜的措施

摘要：霜封可造成通氣不良或形成完全不通氣的排水系統。通氣管的霜封是個極復雜而重要的問題，為了保持排水系統正常運行，維護室內的環境衛生，應根據各自的具體條件，因地制宜，采取各種可能的措施，防止或減小寒冷地區通氣管霜封的危害

關鍵詞：通氣管；霜封；伸頂通氣管

中圖分類號：TU96 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2008）05-123-01

排水通氣管是排水系統中的重要組成部分，其作用為保持排水管內一定壓力，以減少管中正負波動，保護存水彎的水封，防止排水管內有害氣體進入室內，維護房屋的環境衛生；排除管道內腐氣，減少管道腐蝕，延長管道使用年限；促使管中排水通暢；降低排水系統內的噪聲；同時還可以排放室外排水管中的有害氣體，保護排水管道和維護人員的安全。因此必須保持通氣管末端接通大氣，使之不致受阻堵塞，充分發揮其通氣作用，這是能否維持建筑排水系統正常運行，保持室內衛生的關鍵問題。但是由于種種原因，如設計、安裝、維修保養等工作不當或在寒冷地區冬季被霜封，而出現通氣管被堵塞的現象，致使通氣管失去通氣作用，水封被破壞，臭氣冒入室內，噪聲過大等問題。

一、排水通氣管的霜封情況

通氣管的霜封室指伸頂通氣管因受天寒影響而部分結霜或全部結霜封閉的現象。霜封可造成通氣不良或形成完全不通氣的排水系統。管道霜封有兩種形式：一是管內形成冰霜層，輕者中間有孔洞，尚可局部通氣，但通氣量不足，增大管內的壓力波動，嚴重者封閉整個管道斷面，使通氣管完全失去作用；另一種使管端形成冰帽，也可堵塞通氣孔道，阻礙氣流流通；有時可二者兼而有之。通氣管的霜封在北緯400以北地區普遍存在，如東北、內蒙及新疆北部等廣大地區均有此現象，因此探討通氣管的霜封問題具有現實意義。

二、排水通氣管結霜的理論分析

當室外冷空氣降到0℃以下時，室內濕空氣與0℃以下的管壁接觸，由于溫差，使管內熱量向管外冷空氣中散放，管內溫度降低，致使通氣管中濕空氣部分凝成水滴降落于管內，部分上升凝結于管壁上形成冰霜，即產生霜封現象。如室外低溫持續時間較長時，散發的熱量增加，管內霜層逐漸加厚。冰層的導熱系數較低，約為鋼的1/30，隨著冰層的加厚，增大了傳熱阻力，降低了傳熱量。如管外溫度不再繼續降低時，管內溫度將逐漸回升。當溫度升到0℃時，管內濕空氣凝成水滴所放散的熱，如能滿足傳熱要求，即達到熱平衡狀態，凝結水滴將不再結霜而回落于管內。因此，在冰霜層達到一定厚度時即不再增加。如果通氣管的管徑較小，而寒冷期持續時間又較長，管內熱量通過冰霜層和管壁不斷向外散放，管中溫度隨之下降，冰霜層將繼續加厚，通氣管最終將全部結霜而被封閉。

三、防止或減小排水通氣管結霜的措施

前面已在理論上說明了通氣管結霜的情況，明確了結霜與室外冷空氣溫度、冷風速度、管徑、管長、管道材料、保溫情況、管內氣流溫度和氣量等多種因素有關。因此看出通氣管的霜封是個極復雜而重要的問題，必須作好防止寒冷地區通氣管的霜封工作。為了充分發揮通氣管的通氣作用，保持排水系統的正常運行，維護室內環境衛生，下面提出幾項防止或減少通氣管霜封的措施。

1.在坡屋頂或不使用的平屋頂上，縮短屋頂通氣管的高度，是一種行之有效的防止霜封的措施。根據加拿大等國家寒冷地區防止霜封的經驗，通氣管高出屋面的高度越小，則管內越不易結霜，他們甚至將出屋頂的管段縮短到0.03~0.05m。在這種情況下，即使在暴風雪中暫時將通氣管口覆蓋，但由于初降的雪是松散多孔的，還是可以通氣的，且覆蓋的雪層會很快融化，不致妨礙通氣作用。

2.增大通氣管管徑。在通氣管伸出屋面之前適當放大管徑，也是寒冷地區常用的減少霜封措施。美國和日本規定伸出屋面通氣管的管徑不應小于75mm，一般應比立管管徑大1~2號。增大管徑可以避免管道被冰霜封閉或延緩封閉時間，因為當結霜增大到一定厚度時，即達到熱平衡狀態，霜層厚度不再擴展，由于管徑較大，仍可保留足夠的通氣孔隙。又由于放大管件的局部邊界影響，使管內上升的濕空氣不會立即與冷管壁接觸，因而較不易凍結。

3.采取防寒保溫措施。處于寒冷地區的國家，有在防水板處留有熱空氣間隙，以利頂樓熱氣循環，保護通氣管不致被結霜封閉。此外在極嚴寒或有水霧潮濕地區，管壁易結霜封閉，有在通氣管周壁圍以銅質盤管，管中通入熱水或蒸汽，用來防止通氣管被結霜封閉。

4.在向陽面或有遮攔北風設施等處設置通氣管，可以減少或防止通氣管的霜封。應盡量避免將通氣管安置在水箱間或其他構筑物的背陰處，避開寒風直接吹襲，有條件時安設在放熱設備如排放采暖水等處，都能減輕管道的霜封危害。

5.采用傳熱性能差的管道材料，可以減少管道散熱，減輕管道霜封。

總之，在寒冷地區通氣管的霜封是個嚴重問題，為了保持排水系統正常運行，維護室內的環境衛生，應根據各自的具體條件，因地制宜，采取各種可能的措施，防止或減小寒冷地區通氣管霜封的危害。