高层住宅卫生间排水系统排水安全性能探讨

中国建材检验认证集团股份有限公司/国家建筑材料测试中心

朱生高 周建 李明扬 肖宾 卢国基 张得勇

摘要：随着高层住宅的快速发展，排水系统的排水安全问题频出。从典型事件出发，研究高层住宅卫生间排水安全问题，分析我国现状与国外的差距，从产品、设计、安装和使用等角度探讨解决方案，为健康住宅和防疫助力。

关键词：高层住宅；卫生间；排水安全；排水能力；水封；健康住宅

随着我国城镇化的快速发展，土地资源日益有限，现代建筑朝着高层方向发展。随着楼层高度的增加，排水器具数量大幅增加，对建筑室内外排水系统提出了更高的要求。住宅排水系统由不同的排水器具、排水管道及配件组成，一般为隐蔽工程，一旦安装完成，用户难以更改。大量的施工和应用反馈意见表明，高层排水系统中漏水、返臭气、堵塞等现象成为住户投诉的主要问题。经调研，在北京、上海、重庆、广州等四大城市中，超过75%的高层住宅住户受到返臭气影响。根据世界卫生组织的研究，臭气中所含的气态污染物大多属于“三致（致癌、致畸、致突变）”污染物，能够造成人体血液携氧量降低、肺损伤和崩溃等疾病，同时往往还夹杂有非气态污染物，如病毒、细菌等，能够造成腹泻、肺炎等疾病。日常生活中，由于臭气中污染物的浓度不会直接致病，而是通过长期的累积效应对人体健康产生影响，所以排水系统返臭气往往只被当成感官问题，其带来的健康隐患长期被忽视。

2020年初爆发的新型冠状病毒肺炎，这场突如其来的全球范围内大规模传染病疫情，使人们的行动轨迹从城市、街道退回到住区和居室，也使我们更加深切体会到，健康的人居环境与我们的生活和生命质量息息相关。绿色健康的住区环境和住宅环境不仅是家的避风港，更是特殊时期人们防护和抗击疫情、保障身心安全的第一道防线。从2003年非典疫情到2020年新型冠状病毒肺炎疫情，多起事件表明，高层住宅卫生间排水系统是病毒和有毒有害气体的传播途径之一。

本文从产品、设计、安装等多个角度探讨影响高层住宅卫生间排水系统排水安全性能的因素。

1 典型事件

1.1 SARS淘大花园事件

2003年3月底，香港淘大花园小区爆发SARS大面积感染事件，半个月内，淘大花园的感染人数竟达321人，在全港因SARS死亡的296名病人名单中，淘大花园的居民就占了42人。事后通过世卫组织和建筑专家分析，地漏存水弯头内没有存满足够的水，甚至干涸，地漏与地下水道的空气没有被隔开，就使得住户卫生间的地漏与室外下水道相通，带有SARS病毒的空气或小水滴通过排水管道中强大的向上垂直气流，穿过失效的地漏存水弯进入其他住户房间，造成大面积集体感染。建筑和卫生专家从淘大花园事件得出结论：（1）室内排水器具冒出的臭气是有害人体健康的，甚至会导致疾病；（2）被有害臭气污染的室内空气及卫生间用品足以使居民致病；（3）室内排水系统的存水弯出现事故会导致室内空气及卫生间用品污染，甚至传染疾病；（4）建筑排水系统对建筑内的卫生安全影响重大。

1.2 硫化氢中毒事件

2019年8月11日下午2时40分许，一对年轻夫妇被发现昏迷在上海市宝山区杨行镇某小区出租屋的卫生间内。经抢救无效，于当日下午4时15分被宣布临床死亡。经司法鉴定科学研究院鉴定，二人死亡原因符合吸入硫化氢气体中毒。事发当天，现场发现有硫化氢气体后，消防人员戴上防毒面具带着测试仪器，按下抽水马桶的冲水按钮，硫化氢迅速爆表。经宝山区分局刑侦支队、宝山区应急管理局、区房管局、中国科学院上海有机化学研究所、上海市公安局刑侦总队刑科所等部门研究认为，致命硫化氢气体超标，其来源可能为卫生间排水管道系统。

1.3 新型冠状病毒肺炎疫情

2020年全球大爆发的新型冠状病毒肺炎疫情，新型冠状病毒不仅可由近距离接触和飞沫唾液传播，也可由气溶胶传播，粪便和排水系统中也发现了新冠病毒。

2020年2月18日，中国工程院院士钟南山强调，防范新冠肺炎，保持下水道畅通极为重要。此前有团队已经在粪便里发现新冠病毒。钟南山认为，新冠病毒并不一定通过消化道传播感染，“因为下水道中污染物干了，又通过空气、气溶胶传播，人们吸入造成感染”，说明医学界也认识到排水管道系统安全运行对于防止病毒扩散的重要性。2月19日，中国疾病预防控制中心流行病学首席科学家曾光就国家卫健委办公厅发布的《关于印发新型冠状病毒感染肺炎诊疗方案（试行第六版）》进行解读时，在传播途径上明确了气溶胶传播的存在。紧接着，香港、广州、内蒙等多地发生高层住宅中，同一单元相同位置不同楼层发生新型冠状病毒肺炎的病例，对于传播的途径分析，专家论证，建筑排水管道中的带病毒气溶胶是可以传播新冠肺炎的，下水道向上下层传播疾病和有毒有害气体，排水系统中水封产品水封失效是主要原因。

2 国内外研究现状及差距

在欧洲和日本等发达国家和地区，住宅用水器具、管材管件等独立产品均建立有完善的标准体系，包括产品标准、管道系统性能评价及施工指南等，同时也对高层建筑排水系统排水能力进行了大量的研究。欧洲率先建立排水试验塔（塔高24m）测试排水系统排水能力，日本随后建立了排水系统模拟试验塔，目前有四座，最高塔高度为108m。这些测试塔实现了高层建筑排水系统排水能力实践验证研究。同时，这些地区的政府机构对地漏等水封产品提出了特定要求，严格监管水封产品质量和施工质量，以保证居室室内健康。

长期以来，我国的住宅排水系统通水能力研究很少，产品应用过程与实际反差大，影响排水效果与室内卫生安全性。另外，我国在建筑排水技术研究、设备和材料方面与国外发达国家还有较大差距，一些设备的性能和技术参数还有待进一步提高；在大量新技术、新产品不断涌现时，由于评判标准和检测装置不完善，排水系统的性能优劣难以评判，同时在技术研发、工艺优化方面缺乏系统地研究。如何深入研究相关测试技术并进行模拟，掌握技术规律对于排水系统的优化与提升至关重要。

3 存在主要问题

3.1 用水器具

卫生间内返臭气、排水不畅等现象显著，与用水器具及配件有直接关系，多出现在地漏、坐便器和面盆处。对这几种用水器具优化选材，并规范安装和使用，是保障卫生间居室健康的第一道关。

住宅卫生间用地漏结构形式多样，包括水封地漏、机械密封地漏、密封型地漏、防反溢地漏、混合密封型地漏、防干涸地漏、多通道地漏等，其产品标准有行标CJ/T 186-2018《地漏》和国标GB/T 27710-2010《地漏》，分别在建筑工程领域和家装领域应用。按照GB 50015-2019《建筑给水排水设计标准》，地漏标准应满足CJ/T 186-2018要求，并明确规定：严禁采用活动机械活瓣替代水封，严禁采用钟式结构地漏，但在家装领域，仍有活动机械活瓣地漏和钟式结构地漏在应用，造成大量的返臭气事故。同时，地漏产品质量参差不齐，经我检测中心市场抽查和日常检测统计，相当一部分地漏产品不合格，主要不合格项目为水封深度、密闭性能和防返溢性能等。另外，因温度过高、室内空气干燥和房间长时间无人居住，易造成水封深度减少，甚至水封干涸，也是居民经常忽视的。

另外，坐便器水封失效，安装不规范造成渗漏和使用过程中堵塞，也是常见问题，随之造成大量的安全隐患。病毒粪口传播的主要传播途径是坐便器，研究人员指出马桶冲水行为是可能导致生物气溶胶产生的主要原因，且生物气溶胶在空气中的浓度会因为上述问题而增大。另外，很多居民出于节约用水考虑，用容器盛水冲洗坐便器，这样的后果是坐便器无法自动补水造成水封深度不足，当排水管道中压力波动加大时，水封破坏，有毒有害气体通过坐便器通入卫生间。

面盆下水器存水弯也容易被忽视，其种类较多，性能差异很大，而且存在大量安装不规范现象，如不安装存水弯，导致排水系统中臭气从此处返至卫生间。

3.2 管道系统排水能力研究

对于高层建筑，建筑排水立管的排水能力是指在同时满足用水器具安全功能条件下立管的最大排水流量，测试标准将器具水封是否被破坏和管道系统内压力波动作为排水能力的判定条件。长期以来，我国建筑排水管道排水能力的确定依据计算：（1）经验法---根据卫生器具数量或排水当量确定排水立管管径（1964版、1974版规范）；（2）终限理论法---根据终限理论计算立管排水能力，确定排水立管管径（1988版、1997版规范）。高层建筑排水立管排水能力的确定长期以来根据经验计算得出，随着我国城镇化的不断推进，高层建筑数量越来越多，排水系统问题频出，经验计算已经不能满足实际需求。国内外大量实践研究表明，排水能力应该通过排水流量测试来确定，不能仅取决于计算。随着我国排水测试塔的建立，排水管道系统性能安全性能评价已成为可能，可以从立管系统形式、横支管布置方式、管配件、横干管辅助配件等组合下进行系统综合评价，研究不同排水系统内压力波动对水封的影响，是确保排水系统卫生安全性能的核心内容。

3.3 不同管道安装方式对排水系统性能的影响

目前，我国建筑排水大部分采用穿层排水系统，在楼板施工时，将排水孔位定好，排水管穿层敷设。这种排水方式一直以来在我国普遍使用，具备成本低、检修方便及不占用卫生间净空间，但是同时也存在产权不明、易污染楼下住户、卫生器具受孔位限制等缺点。考虑到这些不足，我国多部标准和规范，已明确规定，采用同层排水技术。而欧洲和日本等国家和地区，大部分建筑采用同层排水方式。同层排水不贯穿楼板，降低渗漏到楼下几率；减少层高占用，无需吊顶；管道布局灵活，可减少布管材料，减少弯头、存水管等管件；排水更顺畅，降低堵塞几率，大幅度降低噪音；减少卫生死角，方便清洁，减少病菌上下层传播的可能性。但鉴于使用习惯和认知程度，以及造价问题，同层排水技术在我国的应用占比很少。随着社会发展进步，推广普及同层排水技术是健康住宅的趋势。

3.4 施工质量

我国大量住宅是毛坯交房，卫生器具及其连接的排水支管都是由住户装修时安装，另外住宅使用一定年限后的二次装修，居民会按照自己的需求对卫生间的布置进行改造，不可避免地改动户内排水支管，漏接、错接水封的状况比比皆是；管道反坡排水不畅，甚至卫生间地面反坡无法向地漏排水的情况都有发生。虽然我国已经有地漏、用水器具和管道安装图集等规范，但是与国外发达国家和地区的要求相比，在人员素质和施工质量可靠性等方面存在不少差距，再考虑到现场施工的规范性，易造成工程事故或在存在较大隐患。

4 结语

由于研究基础薄弱，使得我国在设计、产品和施工质量等方面与国外先进国家相比均存在巨大差距。在设计方面，由于没有全面系统、可比对的科学试验数据为支撑，使得工程领域的技术规范只能盲目依据国外的技术参数。同时，在产品质量和施工质量方面，存在各种不合格、不规范现象，使得高层住宅卫生间排水系统在使用过程中造成事故。另外，使用环节不规范也会对卫生间环境造成不利影响。

总之，上述多种不利因素，导致高层住宅中的居民普遍受到排水系统返臭气的困扰，特别是在突发大规模疫情时期，居民的健康受到隐性威胁。在加强产品和施工质量管控的同时，进行深入系统的研究，对构建健康住宅，提高人居环境质量，具有重大意义。