某大型公建屋面虹吸雨水排水設(shè)計探究

1、    某大型公建屋面虹吸雨水排水設(shè)計探究    張佳杰摘 要：虹吸式雨水排水系統(tǒng)是近十幾年應(yīng)用較多的一種屋面排水形式，文章結(jié)合具體工程實例介紹了該排水系統(tǒng)的基本特點，詳細闡述了整個系統(tǒng)的水力計算方法及具體設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：虹吸式雨水排水；雨水量；懸吊管虹吸式雨水排水是指排水管內(nèi)雨水在負壓的抽吸作用下流動的一種排水系統(tǒng)。它與傳統(tǒng)的重力流屋面雨水排水系統(tǒng)相比，具有，敷設(shè)無需坡度，管道布置靈活，占用空間小的特點。就相同的雨水排水量而言，虹吸式系統(tǒng)所需雨水立管的數(shù)量和管徑遠小于重力流系統(tǒng)，系統(tǒng)可以有效提高建筑的空間利用率，從而減少整個工程投資造價。正是憑借自身

2、的特點該系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在有效解決大面積、大跨度的公共建筑物的屋面雨水排水方面。1 工程概況本項目為一座的大型商業(yè)綜合建筑，位于遼寧省朝陽市建平地區(qū)，其中商業(yè)部分共6層，高度31.45m，屋面面積9817m2；局部辦公樓部分共11層，高度45.8m，屋面面積816m2。屋面均采用虹吸式雨水排水。2 屋面雨水排水設(shè)計2.1 屋面雨水量計算。根據(jù)建筑給水排水設(shè)計規(guī)范（gb 50015-2003）4.9.5條規(guī)定，一般性建筑屋面的設(shè)計重現(xiàn)期為25年，重要公共建筑屋面為10年。暴雨強度公式：屋面排水區(qū)域劃分圖示（右圖）：2.2 管網(wǎng)水力計算（1）管道壓力計算公式：式中p節(jié)點壓力；h節(jié)點位高

3、；h節(jié)點前各管段水頭損失之和（管段水損失包括沿程和局部水頭損失）；v節(jié)點處的管內(nèi)流速；g重力加速度。（2）管道計算要求：懸吊管設(shè)計流速不宜小于1.0 m/s，立管的流速不小于2.2 m/s，排水管系出口流速不宜大于2.5 m/s，保證懸吊管內(nèi)無淤泥；管道內(nèi)最大負壓值應(yīng)小于0.08 mpa；各節(jié)點壓力差值不超過0.1 mpa，能滿足壓力平衡要求.（3）管道水力計算以屋面雨水排水區(qū)域1即yl-1為例：排水系統(tǒng)原理圖水力計算表編號 流量（l/s） 管長（m） 管徑（mm） 流速（m/s） 水力坡降 局阻系數(shù) 管道損失（m） 起點負壓（m）1-2 15.16 1 90 2.80 0.084 2.65

4、1.145 02-3 15.16 0.68 90 2.80 0.084 1.05 0.477 -0.553-4 15.16 12.06 90 2.80 0.084 0.6 1.249 -1.024-5 30.33 2.66 110 3.74 0.113 1 1.014 -2.585-6 45.49 14.4 125 4.35 0.129 1.8 3.596 -3.856-7 45.49 26.99 125 4.35 0.129 1.1 4.549 6.957-8 45.49 33.22 125 4.35 0.129 1.1 5.354 2.408-9 45.49 7.27 125 4.35 0

5、.129 1.15 2.048 -2.959-10 45.49 32.45 110 5.61 0.24 2.4 11.629 -5.6310-11 45.49 8.75 160 2.66 0.039 0.15 0.397 16.4311-12 45.49 5 200 1.70 0.013 0 0.066 16.2413-14 15.16 1 75 4.055 0.205 2.65 2.427 014-4 15.16 0.68 90 2.803 0.084 1 0.457 -1.8315-16 15.16 1 75 4.055 0.205 2.65 2.427 016-17 15.16 0.68

6、 90 2.803 0.084 1.05 0.477 -1.8317-5 15.16 9.91 90 2.803 0.084 1 1.23 -2.30最大損失路徑： 12-11-10-9-8-7-6-5-17-16-15，總損失：31.77 m，剩余壓頭：16.08 m。最小損失路徑： 12-11-10-9-8-7-6- 5-4-3-2-1，總損失：31.52 m， 剩余壓頭：16.33 m。系統(tǒng)可用高差： 47.85 m， 要求最大平衡誤差： 0.51m， 計算最大平衡誤差： 0.25m，滿足工程要求。3 系統(tǒng)設(shè)計要求3.1 虹吸雨水排水系統(tǒng)天溝無需做坡度，并應(yīng)保證水平。屋面及天溝須設(shè)置溢水

7、口。溢流口有效水深大于100mm。3.2 排出管在接入排水溝前需放大管徑，以減小水流對溝壁的沖擊。與排出管連接的雨水檢查井應(yīng)能承受水流的沖力，應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3.3 懸吊管與雨水斗出口的高差應(yīng)大于l m；立管檢查口設(shè)置在離室內(nèi)地面1.0m處，雨水排至室外第一個雨水井，出戶長度暫按5m計。水平管懸吊系統(tǒng)應(yīng)防晃動、抗振動、抗伸縮性好3.4 雨水斗安裝于金屬屋面天溝內(nèi)， dn75 雨水斗天溝寬度應(yīng)大于 500 mm。多只雨水斗的排水系統(tǒng)，靠近主立管的雨水斗支管不可以直接與主立管相接，應(yīng)接在水平懸吊管上。3.5 排水系統(tǒng)的緊固件應(yīng)采用與系統(tǒng)管道配套的專用管道固定系統(tǒng)。金屬緊固件的里層和外層均應(yīng)做

8、好防腐處理，固定吊架處采用止動管卡或采用特殊防滑動管件，明露管道支架應(yīng)美觀。3.6 設(shè)計時應(yīng)選用泄水量大、斗前水深小、攔污能力強的雨水斗，雨水斗的進水口應(yīng)水平設(shè)置與安裝，高度應(yīng)能保證天鉤或屋面的雨水通過雨水斗排凈。4 設(shè)計中注意的問題4.1 管道安裝：虹吸雨水排水系統(tǒng)管道內(nèi)水流速較快，對管道有較大的沖刷作用和較好的沖刷潔凈作用，但同時也對管道產(chǎn)生一定的振動力，管道要進行抗震考慮，安裝管道的固定件必須承受滿流時的重量和作用力；同時，管道位置應(yīng)方便維修，不宜設(shè)置在結(jié)構(gòu)柱等承重結(jié)構(gòu)內(nèi)。4.2 溢流及其設(shè)置：虹吸雨水排水系統(tǒng)對溢流有一定倚賴性，應(yīng)考慮溢流裝置設(shè)置位置能保證雨水能夠通暢到達，溢流設(shè)置高度

9、應(yīng)根據(jù)建筑屋面允許的最高溢流水位因素確定，最高溢流水位應(yīng)低于建筑屋面允許最大積水深度。5 結(jié)語對于大面積屋面雨水排水而言，采用虹吸系統(tǒng)可以有效地減少排水系統(tǒng)的立管數(shù)，增強排水效果較好。但虹吸式排水系統(tǒng)也有其自身的局限性和適用條件。對于高度小，或者屋面非大跨度、大面積的建筑，虹吸式雨水排水系統(tǒng)的則反而沒有優(yōu)勢。所以在設(shè)計屋面雨水排水系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)建筑整體結(jié)構(gòu)，并結(jié)合屋面布局形式，選擇適當(dāng)?shù)挠晁潘问健⒖嘉墨I1 徐志通，童球.壓力流（虹吸式）屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用j.給水排水，2002，28（6）：48-53.2 潘俊杰，何蓉.壓力流虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用探討j.中國給水排水，2011，27 （14）