雨水系统在工业厂房应用与探析

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1、雨水系统在工业厂房应用与探析　　摘要：雨水系统在工业厂房的应用的研究是十分必要的。本文对雨水系统在工业厂房的应用进行了研究，具有重要的参考意义。关键词:大屋面雨水排放;虹吸雨水排放系统;HDPE塑料管中图分类号：TU991文献标识码：A文章编号：随着我国近年现代化进程的不断推进，经济持续快速发展，伴随着产业结构的升级、技术进步和国际竞争力的提升，出现了工业项目规模越做越大的情况，超10万平米的厂房屡见不鲜。随着厂房面积的爆炸式增长，许多技术新问题暴露出来，其中大屋面雨水排水方案的选择，就需要慎重，需要多方位考量，力求最优。7传统的屋面雨水排放形式是重力式雨水排放系统。该系统

2、通常由天沟、雨水口、悬吊管、立管和出户管组成，系统采用重力式雨水斗，利用屋面雨水本身的重力作用，由屋面雨水斗经排水管道自流排放，雨水斗中雨水排放是自由堰流，雨水由雨水斗进入雨水系统的过程中，过水断面不断收缩，形成漩涡水流夹带着空气进入排水系统，使整个系统呈气液二相流,流入雨水斗的雨水掺着的空气形成气团，导致管道内压力变化较大，容易导致排水不畅。在设计重现期的降雨强度下，系统被设计成雨水在立管中附壁流,立管中心为空气,系统中的水压接近大气压，因此传统雨水系统的水头就是天沟深度，雨水系统内的水流流速非常小，雨水斗的设计流量偏小，因而排水管的管径较大，根据规范要求，重力流雨水系统

3、的悬吊管按非满流计算，其充满度不大于0.8，管内流速不宜小于0.75m/s。为保证系统的排水能力和管道的自清流速，悬吊管需要较大的管径和一定的坡度，为了单管连接的雨水管上的各个雨水斗的雨水能正常排放，故连接雨水斗的数量一般不多于4只，因而增加了雨水悬吊管和立管的根数，占据了较多的建筑空间。同时重力式雨水排放系统需要在室内地面设置排水沟和检查井，这就给厂房的工艺布置带来了一定的限制。对于现代要求美观的大面积多跨工业建筑，重力式雨水排放系统具有一定的局限性。7虹吸式雨水排放系统已有30多年的发展历程，最近几年时间其技术已趋于成熟，据报道在发达国家，有总面积超过数亿平方米的建筑屋

4、面采用了虹吸雨水系统。虹吸式雨水排放系统是在重力式雨水排放系统上发展起来的一种新型的雨水排放系统，该系统以雨水在高处所具有的势能为排放动力，依靠独特的雨水斗设计，使在雨水量较大的情况下，将落在屋面的雨水迅速畅通的排除的一种系统。该系统排放雨水的过程如下：在降雨初期雨水量未达到虹吸雨水斗产生虹吸的流量时，排放系统是重力流方式排水，系统处于波浪流和脉冲流的状态，随着雨量的增大，斗前水深逐步增大，当斗前水深达到32~55mm时，由于虹吸雨水斗设计有空气挡板，在入口处空气被挡在雨水斗外，气水分离，管道内没有气体进入，大量的雨水进入使立管达到虹吸满管流状态，虹吸的形成使系统排水能力突

5、然增大,，斗前水深又会回落，系统又会重新回到重力流方式。这种变换会持续一段时间直到降雨量进一步增大,使斗前水深趋于稳定，系统渗气量进一步减少，进入稳定的虹吸满管流流态。虹吸式雨水排放系统经水力试验证明系统是在一相流状态下满管流运行的。因此系统的工作原理符合水流运动的能量守恒及其转化定律。7两种屋面雨水排放形式比较后，不难发现：传统屋面重力流排水原理是基于利用屋面结构上的坡度，水自然流入屋面上的雨水斗，然后水以汽水混合的状态依靠重力作用顺着立管而下。整个系统的水力计算依靠人工手算为主，又由于是汽水混合流，所以管径计算都放大。同时由于屋顶排水本身要求具有一定的坡度，受屋顶结构的

6、限制，若要有效的排水，需增加雨水斗及相应的排水立管，并且这些大量的立管需经过环绕厂房的地沟最后汇集排入到总雨水管内，再排入城市雨水管网。虹吸雨水排放系统排水管道均按满流有压状态设计，因此虹吸雨水排放系统雨水悬吊管可以做到无坡度敷设。同时，当产生虹吸作用时候管道内水流速度很高，使得系统具有较好的自清作用。相同管径的虹吸雨水排放系统中排水管的泄流量远远大于重力流雨水排放系统中排水管的泄流量。同样，当排除相同量屋面雨水时，虹吸系统的排水管管径将小于采用重力排水系统的排水管管径。传统重力流管道采用焊接钢管焊接，UPVC管粘接等。雨水系统管材的选择关系到整个系统运行的可靠性与安全性，

7、系统各个连接处，要保证绝对的严密性，所以承插连接的铸铁管和胶水黏结的普通塑料管不能适用于虹吸雨水排放系统。而且虹吸雨水管道还要能够承受一定的内压力，普通的塑料管如U-PVC管也不适用。管材的选择还要考虑系统中管件和管材材质的一致性，目前虹吸雨水排放系统较为普遍的是采用HDPE（高密度聚乙烯）管，该管材根据需要可以采用法兰连接、螺纹连接、对焊、电焊管箍连接等，强度和严密性都可以保证，更为重要的是其承受负压的性能较好。尽管HDPE管为可燃塑料管，但相对于钢管热传导差，在发生火灾后阻火圈能有效防止火灾蔓延。同时该管材同一