一种新型的阳台排水系统测试验证平台及测试方法与流程

本发明属于建筑排水，尤其涉及一种排水系统防反溢解决方案的测试验证平台及测试方法，尤其适用于第四代住宅开敞阳台排水系统的防反溢性能测试与评估。

背景技术：

1、随着第四代住宅的快速发展，在南方地区需要面临台风、暴雨等极端天气，对于第四代住宅的开敞大阳台，急需解决强降雨带来的反溢风险。阳台屋面排水系统在实际应用中，为应对横支管返水问题，涌现了一些排水系统防反溢解决方案，但这些方案在实际工程应用前缺乏系统性的性能验证手段。

2、目前，一些先进的屋面排水技术已经在建筑领域有所应用。例如，公开号为cn121071994a的专利提出了一种基于坡度结构与深度学习的阳台排水健康诊断装置和方法。该技术通过设定专用装置，精确设计铝板的坡度预设并结合声学传感器对水流声信号进行实时采集和分析，解决了阳台屋面排水系统中坡度设计不精准、排水效率低、施工难度大以及无法早期发现堵塞问题的技术缺陷。

3、然而，上述现有技术仍存在以下缺陷：

4、第一，现有技术主要关注排水系统的常规排水效率和堵塞诊断，未能有效解决反水、地漏反溢等方面的问题，无法对低矮楼层出现的返水问题进行有效验证和评估。

5、第二，缺乏能够模拟不同楼层工况、不同降雨强度条件的综合性测试平台，难以对各类防返溢解决方案进行定量化的性能评价。

6、第三，现有测试手段无法同时监测排水管道压力变化、水力流态变化和液位变化等多维度参数，难以全面评估防返溢方案的可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术中缺乏能够对阳台排水系统防反溢解决方案进行系统性、定量化性能验证的测试平台的不足，本发明提供了一种新型的阳台排水系统测试验证平台及其测试方法，旨在实现对各类防返溢解决方案在不同工况下的防返溢性能进行全面、准确的测试与评估。

2、为解决上述技术问题，本发明的一种新型的阳台排水系统测试验证平台及测试方法的具体技术方案如下：

3、一种新型的阳台排水系统测试验证平台，包括：

4、至少两个测试平台，每个所述测试平台均设有进水管和承载水箱，所述承载水箱用于模拟阳台屋面的汇水区域，所述承载水箱内设有地漏、进水口和出水口，所述进水管连接所述进水口，所述地漏底部连接所述出水口；

5、一个蓄水池，各所述测试平台的出水口通过管道连接至同一根排水管，所述排水管连通至所述蓄水池；

6、测试系统，包括：

7、流量控制单元，设置于各所述测试平台的进水管路上，用于独立控制各测试平台的进水流量；

8、压力检测单元，设置于各所述测试平台的出水口处，用于实时检测排水管道内的压力变化；

9、液位检测单元，设置于各所述承载水箱处，用于实时监测所述承载水箱内的液面高度；

10、流态观测单元，设置于所述排水管的指定位置处，用于观测管道内的水力流态变化；

11、数据采集单元，分别与流量控制单元、压力检测单元、液位检测单元和流态观测单元电连接，用于同步采集和记录测试数据。

12、进一步的，所述测试平台包括自上而下分层设置的顶部测试平台、二层测试平台和一层测试平台，用于分别模拟不同楼层高度的阳台屋面的汇水区域。

13、进一步的，所述顶部测试平台包括雨水斗承载水箱、雨水斗、进水口一、排水口一、进水管一和抽水泵一，所述雨水斗安装在所述雨水斗承载水箱底部并连接所述排水口一，所述进水管一的一端通过所述抽水泵一连接至所述蓄水池底部，另一端连接至所述进水口一，通过所述抽水泵一将所述蓄水池内的水抽送至所述雨水斗承载水箱中。

14、进一步的，所述顶部测试平台的雨水斗承载区域可拆卸更换安装不同类型的雨水斗，所述雨水斗的类型包括虹吸式雨水斗、重力式雨水斗和半有压雨水斗。

15、进一步的，所述二层测试平台包括二层承载水箱、二层地漏、二层进水管道、二层横支管排水管道和抽水泵二，所述二层地漏安装在所述二层承载水箱底部并连接所述二层横支管排水管道，所述二层进水管道的一端通过所述抽水泵二连接至所述蓄水池底部，另一端设置于所述二层承载水箱内，通过所述抽水泵二将所述蓄水池内的水抽送至所述二层承载水箱中；

16、所述一层测试平台与所述二层测试平台结构相同，包括一层承载水箱、一层地漏、一层进水管道、一层横支管排水管道和抽水泵三。

17、进一步的，所述流量控制单元包括电动调节阀和电磁流量计，所述电动调节阀和所述电磁流量计分别安装在各所述测试平台的进水管路上，并分别与所述数据采集单元电连接，所述电动调节阀用于调节进水流量，所述电磁流量计用于实时反馈进水流量；

18、所述压力检测单元包括压力传感器和数据记录仪，所述压力传感器安装在各所述测试平台的横支管排水管道末端，所述压力传感器与所述数据记录仪连接，所述压力传感器的量程为-0.1～3mpa，准确度等级为0.5级，所述数据记录仪的采集频率为每秒20次；

19、所述液位检测单元包括超声波液位计，所述超声波液位计通过支架固定安装在各所述测试平台的承载水箱边缘，安装高度距离承载水箱底部50cm；

20、所述流态观测单元包括高清工业相机，所述高清工业相机通过支架固定在所述排水管的指定位置处。

21、进一步的，所述一层横支管排水管道和所述二层横支管排水管道的长度均大于100cm，末端搭配90度弯头向上延伸10cm，所述压力传感器通过螺纹连接设置于所述弯头处；

22、所述二层横支管排水管道距离所述顶部测试平台的雨水斗的距离大于100cm，各所述横支管排水管道之间的间距大于100cm；

23、所述排水管的入水深度大于30cm。

24、进一步的，所述排水管和各所述横支管排水管道均采用透明管材，所述排水管的口径与所述地漏的口径统一，各所述测试平台的出水口通过专用三通管件连接至同一根排水管。

25、本发明还公开了一种所述测试验证平台的阳台排水系统防反溢性能测试方法，包括以下步骤：

26、准备阶段：控制顶部测试平台以预设流量进水，分别测试多个流量工况，各流量下持续排水至承载水箱液面高度稳定后，通过压力检测单元和数据采集单元采集各横支管排水管道的压力变化数据，分析处理所述压力变化数据，确认横支管排水管道正压最大时对应的排水管流量，并将该流量作为立管测试流量；

27、测试阶段：根据所述准备阶段测定的立管测试流量，控制顶部测试平台进水流量达到立管测试流量；启动流态观测单元对一层测试平台的地漏位置及管道连接位置进行拍摄；控制一层测试平台的进水流量从起始流量开始逐级增加，直至达到测试地漏的标定排水流量后停止；

28、判定阶段：观测液位检测单元数据，若测试平台内液位高度不超过预设阈值且预设时间内无明显液位上升、地漏无可见持续喷溅，则判定当前防返溢方案合格。

29、进一步的，所述准备阶段中，分别测试1l/s至10l/s的多个流量工况，最高测试流量可达60l/s，各流量下持续排水至少5分钟，数据采集时间为1分钟，采集频率为每秒20次；

30、所述测试阶段中，一层测试平台的进水流量从0.1l/s开始逐次增加0.1l/s；

31、所述判定阶段中，所述预设阈值为1.5cm或5cm，所述预设时间为5分钟。

32、本发明的一种新型的阳台排水系统测试验证平台及测试方法具有以下优点：

33、1. 填补了防反溢性能系统性验证的空白本发明针对第四代住宅开敞阳台在台风、暴雨等极端天气下的反溢风险，首次构建了专门用于防反溢解决方案的测试验证平台，能够对各类地漏、雨水斗及横支管防返水装置进行定量化的性能评估，解决了现有技术仅关注排水效率和堵塞诊断、而无法有效验证反溢问题的缺陷。

34、2. 多楼层工况协同模拟能力通过自上而下分层设置的至少两个（优选三个）测试平台，本发明能够同步模拟不同楼层高度的阳台屋面汇水区域同时排水的实际场景，真实还原低矮楼层因立管压力波动而出现返水的工程工况，为防反溢方案的楼层适应性评价提供了可靠的试验条件。

35、3. 多维度、同步化参数采集，评估更全面本发明集成了流量、压力、液位、水力流态四维一体的测试系统：

36、压力传感器实现每秒20次的高频采集，精确捕捉管道正负压瞬变；

37、超声波液位计实时监测水箱液面细微变化（阈值可达1.5cm）；

38、透明管材配合高清工业相机直观记录水流形态。多参数同步联动，能够从“压力波动—液位响应—流态演变”全链条揭示防反溢方案的失效机理，评估维度远超单一参数测试手段。

39、4. 宽流量覆盖范围，适应极端工况测试流量可从1l/s覆盖至60l/s，涵盖从日常排水到百年一遇暴雨强度的完整区间，能够充分检验防反溢方案在极端大流量下的安全冗余能力，为第四代住宅在南方台风多发区的应用提供可靠数据支撑。

40、5. 模块化、可扩展的平台设计

41、顶部测试平台的雨水斗承载区域可拆卸更换，兼容虹吸式、重力式、半有压等多种雨水斗类型，适应不同排水系统方案的测试需求；

42、横支管排水管道末端预留个性化管路配置接口，可根据不同防反溢产品的安装形式进行灵活改造，具有很强的通用性和扩展性。

43、6. 判定标准明确，工程指导价值高本发明给出了清晰的合格判定准则——液位不超过预设阈值（1.5cm或5cm）且5分钟内无持续上升、地漏无可见喷溅，判定标准直观、可量化，便于工程技术人员直接依据测试结果进行方案选型和优化设计，具有直接的工程应用价值。

44、7. 为设计规范和产品标准制定提供试验依据本平台能够为第四代住宅阳台排水系统的设计参数选取、产品标准修订（如cj/t 186等地漏流量标准）提供系统性的试验数据支撑，推动行业从经验设计向数据驱动的精细化设计转型。