浅谈虹吸式屋面雨水排水系统

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1、浅谈虹吸式屋面雨水排水系统　　【摘要】介绍虹吸式屋面雨水排水系统，并浅谈虹吸式屋面雨水排水系统设计过程中一些需要注意的问题。【关键词】虹吸式屋面雨水　　虹吸式屋面雨水系统的概念1968年首次在欧洲提出，1972年在瑞典建成首个商业化的虹吸式屋面雨水排水系统。由于系统设计计算精度较高、能充分利用雨水的动能，具有用料省、水平管道不需要坡度、所需安装空间小等优点，特别适用于公共建筑及厂房等大型屋面。　　虹吸排水系统是将传统的“重力流”变为“满管流”，而满管流会产生抽吸作用，提高排水速度。虹吸排水系统就是使排水系统在一定的水量下，使系统

2、达到“满管流”状态的系统。　　　　一、系统特点　　1.系统组成　　屋面雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无坡度悬吊管、悬吊装置、立管和雨水出户管组成。　　2.虹吸的形成　　虹吸式雨水排放系统管内压力、水流状态是不断变化的过程。降雨初期，雨量一般较小，悬吊管内是有自由液面的波浪流。根据雨量大小的不同，部分情况下初期无法形成虹吸作用，是以重力流为主的流态。随着降雨量的增加，管内逐渐呈现脉动流，拔拉流，进而出现满管气泡流和满管汽水混合流，直至出现水的单向流状态。降雨末期，雨水量减少，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到某一特定值，雨水斗逐渐开

3、始有空气掺入，排水管内的虹吸作用被破坏，排水系统又从虹吸流状态转变为重力流状态。因此在整个降雨过程中，悬吊管内的压力和水流状态会出现反复变化的情况。　　3.管材　　传统雨水管道为重力流管道，管材采用UPVC雨水管、焊接钢管。而虹吸式屋面雨水排水系统管材一般选用HDPE管，因为PE材料具有如下优点：比重轻、韧性强、抗冲击、耐侯性范围大，并具抗腐性、抗紫外线，不结垢、无毒等优点，材质寿命长达50-70年；在水利条件方面摩擦系数小、不易堵塞。HDPE管的连接方式：主要采用热熔连接，通过物理原理使材料熔为一体，安全可靠，并可根据需要进行

4、合理的机械连接。　　　　二、系统计算　　1.水力计算　　虹吸雨水排放系统的设计必须先进行水力计算，水力计算的最终目标是实现斗前水深的稳定可靠，利用较小的斗前水深就形成虹吸。水力计算是通过对充满度，流速，负压值三者之间的平衡来实现其最终目标的。首先是充满度，充满度太小，虹吸形不成，充满度太大，雨水无法按设计要求排除。一般地，充满度在60%左右就能形成比较稳定的虹吸流。其次是流速，流速太小，虹吸形不成，流速太大，容易造成对管道的冲刷。所以，虹吸雨水系统中的悬吊管流速不宜小于1m/s，立管流速不宜大于10m/s。再就是负压值，负压值太

5、小，虹吸形不成，负压值太大，管道会被吸扁。　　2.设计重现期　　设计重现期的是虹吸雨水系统至关重要的一个参数，根据规范要求，必须满足：虹吸系统+溢流系统=50年重现期，与传统的屋面排水系统不同，虹吸式屋面雨水排水系统需要设置溢流系统，因为虹吸雨水排放系统是不能排除设计重现期以外的雨水量的，而设计重现期也不是越大越好，一般是普通建筑为5年，重要建筑为10年。过大的设计重现期不仅增加系统的造价，而且在大多数情况下将会使系统形不成虹吸流，系统以重力流的形式排除雨水，而这种重力流的效率远低于真正的重力流。时间一长就会因管道积水引起污物淤

6、积，造成管道堵塞。而解决这一问题的最有效做法就是开设屋面溢流口，排除设计重现期以外的雨水量，若开不了溢流口，就做管道溢流系统。　　3.虹吸雨水斗　　虹吸雨水斗是虹吸雨水系统的收集装置，其关键技术为不掺气的新型雨水斗，该种雨水斗采用特殊的构造，使雨水在进入雨水排放系统前得到整流，最大限度地将空气隔离在雨水排放系统之外，为系统内形成满管流提供条件。　　4.雨水天沟　　一般屋面采用虹吸雨水排放系统，雨水斗均布，雨水天沟不用找坡，但是如果大型屋面雨水沟采用集中布斗，就需要适当找坡。雨水沟的最小尺寸宜为500宽，250深。否则系统易漏气，

7、不易进水，无法设置溢流口，对钢天沟而言，沟深太小还容易翻水。　　　　三、系统安装　　虹吸排水管道安装在吊顶内水平管道可贴楼板或梁安装而无需放坡，并且多个雨水斗连接于一个水平管内，节约了宝贵的建筑空间。系统安装有以下要求：　　1.虹吸雨水斗与屋面或天沟和管路系统应可靠连接。　　2.虹吸式雨水斗布置在屋面的最低点，对雨水立管作对称布置，当虹吸式雨水排水系统接多个虹吸式雨水斗时，雨水斗排水连接管应接在悬吊管上，不得直接接在雨水立管的顶部。　　3.天沟的起点深度应根据屋面的汇水面积、坡度和虹吸式雨水斗的斗前水深确定，天沟坡度不宜小于。　

8、　4.雨水立管应设置检查口，其中心距地面m，最大设置间距不应大于30m，连接管与悬吊管的连接宜采用45o斜三通。　　5.雨水斗的进水口应水平安装，进水口高度应保证天沟内的雨水能通过雨水斗排净。　　6.在雨水立管的底部弯管处应设支墩或采取牢固的固定措施。　　四、结