产品别名 |
虹吸排水,虹吸排水系统 |
面向地区 |
用途 |
排水管 |
虹吸排水设计粗略步骤
1. 根据设计图纸要求,确定采用虹吸排水的屋面区域.
2. 在cad图纸上计量所选区域的面积，即屋面设计汇水面积,F。
3. 在暴雨强度及雨水流量计算软件中，查出工程所在地，按规定的设计重现期年限下的，降雨历时为5分钟的暴雨强度值q（l/s•10000m²）
4. 由公式：屋面雨水设计流量：Q=k•ΦqF k<1, Φ>1 通过跟当地设计院的工作人员沟通确定应用哪一个公式进行计算。一般，我们取用公式Q=qF进行计算。为了使单位变为l/s，我们把公式变为Q=qF/10000 这样得到的屋面雨水设计流量Q(单位：l/s)
5. a.根据屋面雨水设计流量和给定的雨水斗的额定流量参数值，确定雨水斗的数量。一般雨水斗的计算分担值不要超过20l/s，若超过太多应该多加斗。b.根据确定的雨水斗的数量，在cad图中找到天沟的位置，计量出天沟的长度，然后计算出雨水斗之间的距离，一般2个雨水斗之间的间距不宜大于20m，然后确定雨水斗在图纸中的具体位置。
备注：虹吸式屋面雨水排水系统技术规程：
3.1.5对汇水面积大于5000 m²的大型屋面，宜设置不少于2组立的虹吸式屋面雨水排水系统。
3.3.2 4雨水斗顶面至过渡段的高差，在立管管径不大于DN75时，宜大于3m；在立管管径不小于DN90时，宜大于5m；
3.3.2 5悬吊管设计流速不宜小于1.0m/s；立管设计流速不宜小于2.2m/s,且不宜大于10m/s；
3.3.2 6虹吸式屋面雨水排水管系过渡下游的流速，不宜大于2.5m/s;当流速大于2.5m/s时，应采取消能措施；
3.3.2 7立管管径应经计算确定，可小于上游悬吊管管径。
4.1.3 虹吸式雨水斗与屋面应设置在每个汇水区域屋面或天沟的低点，每个汇水区域的雨水斗数量不宜少于2个。2个雨水斗之间的间距不宜大于20m。设置在裙房屋面上的虹吸式雨水斗距离裙房与塔楼交界处的距离不应小于1m,且不应大于10m。
4.1.7虹吸式雨水斗防叶罩隔栅间隙的形状可采用孔状或细槽状。孔状间隙口的直径不宜小于6mm,且不宜大于15mm。
4.1.8虹吸式雨水斗宜对雨水立管做对称布置。
4.1.9当连接多个虹吸式雨水斗时，虹吸式雨水斗的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。
4.1.10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，天沟的坡度不宜小于0.003。
4.1.11天沟的过水断面应根据汇水面积的设计流量计算确定。天沟的宽度应保重雨水周边的均匀进水。
4.2.6 1管材和管件应采用不低于PE80等级的高密度聚乙烯（HDPE）原材料制造。
4.2.6 2管材的纵向回缩率不应大于3%；
5.1.4 1雨水立管应按设计要求设置检查口，检查口中心宜距地面1.0m。当采用高密度聚乙烯（HDPE）管时，检查口的大设置间距不宜大于30m.
5.1.4 2雨水管道应按设计规定的位置安装；
5.1.4 3连接管与悬吊管的连接宜采用45度三通；
5.1.4 4悬吊管与立管、立管与排出管的连接应采用2个45度弯头或R不小于4D的90度弯头。
5.1.4 5高密度聚乙烯管道穿过墙壁、楼板或有防火要求的部位时，应按照设计要求设置阻火圈、防火胶带或防火套管；
5.1.4 6雨水管穿过墙壁和楼板时，应设置金属或塑料套管。楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm,底部与楼板底面齐平。墙壁内的套管，其两端应与饰面齐平。套管与管道之间的缝隙应采用阻燃密实材料填充；
5.1.4 7在安装过程中，管道和雨水斗的敞开口应采取临时封堵措施。
嘉虹虹吸排水配件的名称及用途
1、45°（135°）三通，如无注明，支管按顺水流方向安装，一般支管直接与45°弯头连接。
2、45°弯头。
3、偏心变径接头（俗称大小头），在水平管上偏心变径的的部位向下（管顶平接），立管上朝固的外面安装。
4、90°检查口，安装在立管上，检查口盖中心相对首层地面的标高一般为1.0米，检查口盖一般垂直墙面向外，且长段在下。
5、加强型电焊管箍，用于锚固管卡以及管道不容易连接的地方。
6、90°加长弯头。短的一端连接雨水斗尾管。
7、水平管安装片，通过M10的螺纹杆与方钢吊卡连接以悬吊方钢。
8、锚固销，用于锁紧方钢吊卡、方钢连接件和水平管卡。
9、方钢吊卡，用于悬吊方钢，用M10的螺杆连接水平管安装片。将三角契从标有标记的一侧插入孔中并紧固。
10、方钢连接件，用于连接方钢，锁紧方式与方钢吊卡相同。
11、水平管卡，安装时，将管道固定在下面的管卡上，将上部锁紧在方钢上。
12、立管管卡，与立管安装片连接固定立管。
13、立管安装片，通过M18/M20的螺杆连接立管管卡，以固定立管。
虹吸排水溢流系统的设计。
虹吸式屋面雨水排水系统应设溢流口（溢流装置）或溢流系统。溢流口或溢流系统的功能主要是（雨水系统）事故排水和超量雨水的排除。其设计的总排水能力，不宜小于设计重现期为50年，降雨历时5min时的设计越来越少流量。（欧洲国家VDI协会设计规范认为，屋面溢流装置[溢流系统]，能够满足一遇的降雨强度下5min时的雨水流量进行设计。）溢流口或溢流系统应设置在溢流时雨水能通畅流达的场所。溢流口或溢流装置的设置高度应根据建筑屋面允许的高溢流水位等因素确定。高溢流水位应低于建筑屋面允许的大积水（深度）水深。设计溢流流量等于50年（或100年）重现期流水量减去虹吸排水系统设计重现期雨水流量。溢流系统的设计根据设计溢流流量的强弱设置，设计所选择的溢流系统应满足溢流排水量的排除能力要求。溢流口面积的设置要求可按公式计算：
（Q50年降雨水强度总量—Q设计重现期雨水量）*25cm / L/S
=溢流口面积
虹吸排水系统技术要点
虹吸式屋面雨水排放系统的技术条件
1 水的持续流动性
在满足流速大于等于0.7m/s的条件下，水流方向的持续流动性是维持虹吸作用的关键。特别是在管道转弯角度相对较大，甚至呈90o的时候，很有可能因为管内流速的突然下降而引起虹吸作用被破坏。
因此，当水流有90o的方向改变时，此处弯头的连接方式，注意设计一个衔接管段，以流速不会突然大幅下降，而是维持上升的状态，从而整个虹吸式屋面雨水排放系统得以正常运行。
当系统中出现90oT型支管时，当横管内水流以较快的速度冲向管壁突然遇到阻碍，在极短的时间内速度降为零。一方面对于管壁形成的冲击，另一方面，水流撞击管壁后又以一个与初始方向相反的速度，迅速的在管内形成回流，这样，两股方向相反的水流在管内冲撞，很容易形成水塞，阻碍排水管排放，破坏虹吸作用。
因此，采用相对较大的管径，具体情况可根据管道的空间和环境情况来进行选择。水力情况好的选择还是设计一个避免出现90o变化的衔接管段。
2 气水混合流的存在
当系统管道内形成虹吸作用时，由于可供使用的管道管径不一定恰好是计算所得的管径尺寸，因此管道内部会有很多溶解在水中的小气泡，并不是完全理想化的液体单相流。这些微小气泡在流动过程中会逐渐释放，然而这种气水混合流而非气水两相流的流态，仍可以被看作虹吸作用是允许存在的状态，并不影响虹吸作用的形成，也不影响系统的排水能力。
但是，溶解在水中的气泡并不意味着管道内的气团。如果排水管道内，中间部分是气团，沿壁部分是水流，这样就是传统重力雨水排放系统的管内流态。管道内气团的存在，严重影响虹吸作用时管内满流状态的形成，水流在管内的充满度相当低，大大减小了系统的排水能力。
3 系统的一体性和密封性
为虹吸排水的产生和持续作用，就要求从雨水斗到管道系统的整套排放系统是一体的，各部分紧密相连。
如果雨水斗有一个完全敞开的入口，空气就会在水流旋转作用的带动下，从入口出进入整个雨水排放系统，这样就根本无法形成满流的虹吸状态，整个系统也不再是的虹吸式排放系统了，实际上已经作为一个传统的重力式排水系统在工作了。
但是，重力式排放系统为了达到比较好的排放效果，在安装管道时要求悬吊管的小坡度为2%。而虹吸式系统的悬吊管安装坡度为零，没有重力势能的作用，整个系统无法有效进行排水。
因此，只有当雨水口的入口处半敞开时，才能有效阻止空气随时进入系统，当斗前水深满足一定要求时，能够形成水封，完全隔断空气，迅速形成虹吸作用。
除了入口处有效阻止空气进入，还系统管道中没有空气进入。所以，另一个要求就是系统的完全密封性，要管道无渗漏。
为此，配件连接时不能采用橡胶密封圈，用承插的方式进行连接（见图9-1）。这样系统的气密性很难得到有效，容易导致管道渗漏。因为在虹吸作用时，管道内的管流是压力流的状态，一方面管壁承受压力，承插口处同样受压，容易发生渗漏；另一方面，一旦发生渗漏，则管内压力状态改变，影响正常的虹吸作用。
4 屋面水位
只有当屋面水位达到一定程度时（根据不同的雨水斗产品有不同的固定值），整个系统才真正作为一个虹吸式雨水排放系统工作。
在某个持续的降雨过程中，开始水位低于形成虹吸作用的高度，随着水位逐渐上升，达到这一特定值后，系统开始形成虹吸作用。水位一直持续，直到屋面的雨水量小于虹吸系统的排水能力为止。
但是，水位严格控制及限定在某一高度，否则屋面上累积的雨水会对屋面形成的未能预见的荷载，可能导致屋面结构的变形或者破坏，甚至出现渗漏。
根据欧洲标准，屋面雨水的水位高度限制在55毫米内。这个数字是长期实验和实际工程经验的结果。
可以将毫米水量换算至每平方米的雨水重量：
由此可知，屋面承受的荷载与毫米水深的关系。显而易见，当水位大于55毫米时，会对屋面结构产生相当大的重量负荷。当在屋面或天沟设计时，考虑到这方面的情况。
尤其对于天沟来说，水位不可以超过55毫米，否则随着时间的推移，天沟将会慢慢变形。对于排水系统和整个建筑产生非常大的影响。
屋面排水技术的发展
1 重力流技术
目前国内绝大部分屋面仍采用重力流技术排水。其优点是设计施工方便，造价低。但随着建筑技术的不断发展，这种技术越来越难以满足对于复杂结构或大面积屋面对排水的要求。
在这种背景下，压力流技术应运而生。
2 压力流（虹吸）技术
2.2.1 重力－压力流
这种技术采用下沉式雨水斗，斗前水深较深；计算流态为一相流，不考虑渗气因素。悬吊管为水平安装，管道结点即合流交汇点进行压力平衡计算，但水头损失计算以沿程水头损失为主。由于雨水立管存在压力零点，这种立管上部也呈负压状态。管系中的实际流态属于重力－压力流。整个系统统只对雨水斗有较高要求。
由于计算不属于计算范畴，因此产生虹吸的效率较低，系统对屋面的负荷要求较大，工作稳定性较低，系统寿命难以保障。属于早期虹吸技术。
2.2.2 虹吸－压力流
这是目前国际上的虹吸技术。
该技术采用强制虹吸式雨水斗，斗前水深较潜。计算流态为汽水混合流，考虑渗气因素，因此与实际情况极为接近。悬吊为水平安装，采用全系统压力平衡计算，一般为计算机软件计算。管材材质，粗糙度和管件的当量长度是计算所在。虹吸会在一定瞬间激发。该技术对系统的整体性及计算精度有很高的要求。而计算精度又与大量的实验及工程经验数据有直接关系。
该系统产生虹吸的效率很高，系统对屋面的负荷要求较小。系统工作稳定性高，系统寿命可以充分保障。属于成熟的虹吸技术。
虹吸排水系统原理
虹吸屋面雨水排放系统采用特殊设计的雨水斗，使雨水在很浅的天沟水深下，即可在管道中形成满流状态。利用建筑物的高度和落水具有的势能，在管道中造成局部真空，使雨水斗及水平管内的水流获得附加的压力而形成虹吸现象。利用虹吸作用，地加快水在排水管内的流速，快速排放屋面雨水。
虹吸排水系统形成的四个环节
1.降雨初期，雨量一般较小，悬吊管内是一有自由液面的波浪流
2.随着降雨量的增加，管内逐渐呈现脉动流，拔拉流
3.降雨量再增大，系统出现间歇式虹吸现象,出现满管气泡流和满管汽水混合流,并逐步趋于稳定
4.降雨量进一步增大，系统达到设计状态，出现水的单向流状态,稳定且全面的系统虹吸形成
虹吸排水系统的优势
1. 重力排水与虹吸系统的比较
传统重力排水系统：
a 横管需要一定坡度
b 立管较多，影响美观
c 管道和配件使用量大
d 使用寿命较短
e 大范围的地面开挖工作
f 现场施工量大
g 后期装修费用较高
2.虹吸雨水排放系统：
a 横管不需要坡度
b 管径较小，便于建筑处理
c 减少立管和雨水斗数量
d 系统寿命长
e 小的地面开挖工作，雨水井少
f 施工简单快捷
g 可节省大量装修费用
