虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)講義

其實(shí)，這是一處地質(zhì)上罕見的虹吸泉。當(dāng)然，古人對(duì)這種奇特的自然現(xiàn)象是大惑不解的，認(rèn)為此洞與大海地脈相通，是大海的漲潮落潮引起泉水出沒，遂起名潮水洞。水滿過(guò)紅線引起虹吸

江西萍鄉(xiāng)有個(gè)奇異的潮水洞，洞坑內(nèi)平時(shí)是干的，而每當(dāng)子午二時(shí)則嘎然作響，如噴珠匯玉般涌出一股清冽晶瑩的泉水，順著小溪，叮叮咚咚流向寺龍河。不一會(huì)兒，水流停止噴涌，洞坑的水流完后，又恢復(fù)到無(wú)水的平靜狀態(tài)。泉水十二小時(shí)噴涌一次，這規(guī)律，千百年沒有改變。當(dāng)?shù)厝藰?gòu)小亭于洞口，游客可臨流坐飲，名觀潮亭。前言：大自然的啟示虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)一.兩種排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介目前，屋面雨水排水通常采用的方式稱為“重力式排水系統(tǒng)”。這是經(jīng)幾十年沿用下來(lái)的傳統(tǒng)方式，該系統(tǒng)由普通雨水斗、雨水立管、埋地匯總管組成。重力排水系統(tǒng)一例該排水系統(tǒng)主要工作原理是利用屋面雨水本身的重力作用由屋面雨水斗經(jīng)排水管道自流排放。排水管道按非滿流狀態(tài)設(shè)計(jì)，必須有一定的坡度。為了達(dá)到比較好的排放效果，在安裝管道時(shí)要求懸吊管的最小坡度為2%。為安全起見規(guī)范還規(guī)定宜采用單斗排水。即一個(gè)雨水斗對(duì)應(yīng)一根雨水立管。這樣，重力屋面雨水排水系統(tǒng)具有以下不足：雨水立管數(shù)量多；雨水管管徑大；雨水懸吊管因有坡度，占據(jù)的建筑空間大；對(duì)不同建筑物適用性、靈活性較差；連接各立管的埋地管地下工作量較多；整個(gè)系統(tǒng)的工程造價(jià)較高。重力屋面雨水排水系統(tǒng)隨著時(shí)代的前進(jìn)，當(dāng)今建筑物正朝著“大面積”、“大體量”的方向發(fā)展。在會(huì)館、展館、體育場(chǎng)館、大型廠房及候機(jī)樓、飛機(jī)庫(kù)等大型工業(yè)和民用建筑中，屋面面積很大，這勢(shì)必導(dǎo)致雨水管道增多，管徑增大，影響建筑物的美觀和實(shí)用。因此，傳統(tǒng)的屋面排水系統(tǒng)已顯得不相適應(yīng)了。人們發(fā)現(xiàn)，利用“虹吸”原理，可以解決大面積屋面排水問題。于是，一種“虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)”近十幾年來(lái)在國(guó)際上迅速發(fā)展起來(lái)，現(xiàn)已漸漸在國(guó)內(nèi)建筑物上有所應(yīng)用。二.什么是虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)是一個(gè)由防漩渦雨水斗、無(wú)坡度懸吊的高密度聚乙烯管、懸吊裝置、雨水立管、雨水出戶管組成的屋面排水系統(tǒng)。工作原理利用雨水從屋面流向地面的所具有的勢(shì)能，在管道內(nèi)形成滿流狀態(tài)后，對(duì)懸吊管及雨水口有負(fù)壓抽吸作用，也就是形成象前面介紹過(guò)的潮水洞那樣的“虹吸現(xiàn)象”，從而快速地徹底排清屋面積水。９Ｌ／ＳＤＮ７５ＤＮ９０ＤＮ１１０２７Ｌ／ＳＤＮ２００

虹吸排水系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)圖實(shí)體圖排水過(guò)程

將要形成虹吸形成虹吸未下雨?duì)顟B(tài)防漩渦雨水斗三.材料與安裝空氣在水流旋轉(zhuǎn)作用的帶動(dòng)下，空氣水水重力式排水系統(tǒng)的普通雨水斗有一個(gè)完全敞開的入口，從入口進(jìn)入整個(gè)雨水排放系統(tǒng)。空氣擋板

進(jìn)水格柵防漩渦雨水斗虹吸式排水系統(tǒng)專用的防漩渦雨水斗內(nèi)有空氣擋板和進(jìn)水格柵，降雨過(guò)程中，雨水通過(guò)格柵，側(cè)面進(jìn)入雨水斗，當(dāng)屋面匯水達(dá)到一定高度時(shí)，雨水斗內(nèi)的反渦流性能將阻擋空氣從外界進(jìn)入，使雨水平穩(wěn)流進(jìn)入排水管。同時(shí)，還能保持一定的斗前水深，以滿足虹吸現(xiàn)象完全隔斷空氣的要求。

1將已安裝保護(hù)螺絲的雨水斗斗體預(yù)埋在設(shè)計(jì)位置的混凝土中2旋掉保護(hù)螺絲，將表面的灰塵清洗干凈；安裝上專用的配套螺桿；裝上自粘密封膠圈；鋪設(shè)柔性防水卷材3用螺帽將防水壓環(huán)緊固在雨水斗斗體上4依次安裝整流裝置、導(dǎo)流罩密封膏封邊防水層附加防水層水泥砂漿層屋面板螺栓固定

管道作為排水系統(tǒng)最主要的部分，必須確保系統(tǒng)安全可靠，高效持續(xù)的運(yùn)行。虹吸式系統(tǒng)作為一個(gè)特殊的排水系統(tǒng)，其管道必須保證完全的密封性，并且做到盡可能降低噪聲，吸收震動(dòng)，抗擊沖擊外力和抗溫度變化形變。由于虹吸系統(tǒng)是利用負(fù)壓排水的，因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰Α５且膊皇峭耆膭傂泽w。因此，虹吸排水系統(tǒng)不采用PVC管，采用的是HDPE高密度聚乙烯管，這種管材能承受較大的沖擊力，且不會(huì)因彎曲而破裂、折斷，還具有耐腐蝕性，其抗極端溫度范圍也大，同時(shí)管子自身重量輕，施工方便。管道連接方式方便靈活。管道可根據(jù)需要，采用不同的連接方法，如：對(duì)焊、電焊管箍連接、法蘭連接、螺紋連接、伸縮管接頭等。HDPE還可以和鋼管，鑄鐵管，陶瓷管等其它管材的管道連接。只需通過(guò)專門的加熱電焊機(jī)就可以進(jìn)行操作。高密度聚乙烯管虹吸式雨水管道系統(tǒng)的懸吊管安裝坡度為零，可以采用傳統(tǒng)的管道支吊架安裝。更好的是有一種比較先進(jìn)的固定裝置，稱為二次懸吊裝置，它包括與管道平行的方形鋼導(dǎo)軌，管道與方形鋼導(dǎo)軌間的連接管卡和用于固定鋼導(dǎo)軌的吊架。安裝方便牢固

。無(wú)論是懸掛管道的重力、系統(tǒng)震動(dòng)的外力，還是熱脹冷縮引起的內(nèi)力，都由連接件傳至方形導(dǎo)軌，減少對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的影響，鋼屋架結(jié)構(gòu)可采用。懸吊裝置圖懸吊裝置二次懸吊裝置一次懸吊裝置總而言之，固定系統(tǒng)雖然是虹吸式雨水排放系統(tǒng)的輔助部分，卻起到至關(guān)重要的保護(hù)的作用

安裝示例

安裝示例安裝示例

在滿足流速大于等于0.7m/s的條件下，保證水流方向的持續(xù)流動(dòng)性是維持虹吸作用的關(guān)鍵。在管道90o轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，很有可能因?yàn)楣軆?nèi)流速的突然下降而引起虹吸作用被破壞（見圖）銜接管段水流發(fā)生90o的方向改變

因此，當(dāng)水流有90o的方向改變時(shí)，此處的彎頭連接方式，必須注意設(shè)計(jì)一個(gè)銜接管段，以保證流速不會(huì)突然大幅下降，從而整個(gè)虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。

管道彎頭連接角彎管段當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)90oT型支管時(shí)（見圖6-1），當(dāng)橫管內(nèi)水流以較快的速度沖向管壁突然遇到阻礙，在極短的時(shí)間內(nèi)速度降為零。一方面對(duì)于管壁形成極大的沖擊，另一方面，水流撞擊管壁后又以一個(gè)與初始方向相反的速度，迅速的在管內(nèi)形成回流，這樣，兩股方向相反的水流在管內(nèi)沖撞，很容易形成水塞，阻礙排水。（見圖）因此，必須采用相對(duì)較大的管徑，具體情況可根據(jù)建筑空間和環(huán)境情況來(lái)進(jìn)行選擇。最好的選擇還是設(shè)計(jì)一個(gè)避免出現(xiàn)90o變化的銜接管段。

Y型銜接管段90oT型支管兩股方向相反的水流虹吸式雨水排放系統(tǒng)與重力排水系統(tǒng)的連接通常，戶外排出管和排水窨井是重力排水系統(tǒng)形式的，虹吸式雨水排放管與之相連接應(yīng)注意采用正確的方法。連接方法如圖，主要有三種：(a)圖表示在連接前先在垂直管上擴(kuò)大管徑；(b)圖表示在進(jìn)入地下埋管第一個(gè)人孔前管道改變方向時(shí)擴(kuò)大管徑。(c)圖表示在管首與排水窨井交匯時(shí),使用與窨井連接的變徑彎頭，提前中止虹吸作用。屋面水位 只有當(dāng)屋面水位達(dá)到一定程度時(shí)（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品有不同的固定值），整個(gè)系統(tǒng)才真正作為一個(gè)虹吸式雨水排放系統(tǒng)工作。這一水位一直持續(xù)到屋面的雨水量小于虹吸系統(tǒng)的排水能力為止。但是，水位必須嚴(yán)格控制及限定在某一高度，否則屋面上累積的雨水會(huì)對(duì)屋面形成超荷載，根據(jù)試驗(yàn)和長(zhǎng)期實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，屋面雨水的水位高度必須限制在55毫米內(nèi)，這依靠精確的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)保證。系統(tǒng)密封性 管道抗?jié)B漏并不意味著系統(tǒng)密封性得到滿足。傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，對(duì)于抗?jié)B漏的要求是允許發(fā)生小范圍的滲漏，只要有補(bǔ)救措施即可。但是虹吸系統(tǒng)中，微小的不密封和滲漏足以造成漏氣，一旦排水管道內(nèi)出現(xiàn)氣團(tuán)，虹吸式排水的效率馬上大大降低，嚴(yán)重的甚至?xí)茐暮缥饔?。這些，平時(shí)并不易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)突然出現(xiàn)大降雨強(qiáng)度（即暴雨），則可能立即造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰。進(jìn)而因?yàn)槲菝嬗晁疅o(wú)法及時(shí)排放，超過(guò)屋面的荷載強(qiáng)度，破壞屋面結(jié)構(gòu)。防火性能 PVC管在燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出有害的煙氣，只要很少量的PVC燃燒廢氣就足以對(duì)人身造成危害。而HDPE管在燃燒中不會(huì)產(chǎn)生有害氣體。管道和配件都必須具備阻燃的條件，當(dāng)建筑物一處發(fā)生火災(zāi)時(shí)系統(tǒng)能夠防止火災(zāi)被迅速傳遞到建筑物的其他部分。但是，材料本身的阻燃性并不是最重要的，整個(gè)管道系統(tǒng)的防火擴(kuò)散性才是將災(zāi)害損失降至最低的關(guān)鍵。四.與關(guān)鍵詞有關(guān)的內(nèi)容：琴臺(tái)大劇院工程應(yīng)用虹吸排水系統(tǒng)比重力排水系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)適用于各種類型、各種用途的建筑物；排水橫管道采用無(wú)坡度敷設(shè)；泄流量大；所需地下埋管較少；現(xiàn)場(chǎng)施工量減少；管道及配件的使用量減少