[建筑]虹吸雨水原理.doc

原理 虹吸式排水系统在降雨初期，屋面雨水高度未超过雨水斗高度时，整个排水系统工作状况与重力排水系统相同。随着降雨的持续，当屋面雨水高度超过雨水斗高度时由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗，通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡，从而极大地减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量，使得系统中排水管道呈满流状态，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能，在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用，并在该处管道内呈最大负压。屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外 虹吸式屋面雨水排水系统的最大改进和技术进步是开发了一种具有良好整流功能的雨水斗。雨水斗在其额定设计流量时处于淹没泄流排水状态，不渗气；设计排水量大；雨水斗淹没泄流的斗前水深小。采用了虹吸式雨水斗的屋面雨水排水系统，在降雨过程中相当于从屋面上的一个稳定水面的水池中泄水，经屋面内排水管系，从排出管排出，管道全充满的压力流状态，面雨水的排水过程是一个虹吸排水过程。所以，把具有虹吸排水能力的屋面雨水内排水系统称之为虹吸式屋面雨水内排水系统。虹吸式屋面排水系统的管道在设计降雨强度呈负压，管材的选用应考虑承受负压的能力， 雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到其一定的值，雨水斗开始有空气渗入，排水管道内的真空被破坏，排水系统会从虹吸压力流的工况转向重力流。虹吸雨水瞬间大流量，与其连接的市政管网无接纳能力，导致雨水从井内外溢。原理概括：由于压强差在起作用。当弯管两侧中同一液面的压强不同时，管中的水（或其它液体）就向着压强较小的一侧流动。利用虹吸原理必须满足三个条件：　管内先装满液体2、管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。3、出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液片受到向下的的压强（大气压加水的压强）大于向上的大气压。保证水的流出。虹吸排雨水系统原理 近几年来，屋面虹吸排雨水系统在国内众多大、中、小型建筑应用像雨后春笋般展现，为不少建筑设计师解除了诸多建筑造型的限制，现代建筑的复杂性，以及建筑界与工程界提出的严格要求，常常使得落后于现代先进建筑科技的传统屋面排水方案不具有可行性，如排水量大，重力排水系统影响建筑造型；室内排雨悬吊管放坡影响室内使用空间，排水管与建筑不协调。同时把屋面排雨水设计带到新的领域。自从UV排水系统在1968年发明以来，第一个UV系统（1968年发明）提供了屋面排水技术的突破，它在雨水斗周围的水深达到一定高度时，可以避免空气通过雨水斗进入排水管内。世界各国越来越多对虹吸排雨水系统的研究。，一些科学家和工程师，如Bernouilli，?Prandtl，?Darcy，?Weisbach，?Colebroke等建立起来的设计理论便可以用来进行精确的满管流排水系统的设计，这项技术对于建筑界的贡献立即表现出来。 一、虹吸系统基本原理介绍 原理简介基本上，屋面雨水排放系统可分为重力流系统与满管流或虹吸系统。重力流系统在重力流系统中，水沿着立管的管壁流下。一般情况下，管材断面约1/5-1/3为水，?剩余为空气。水平管的流量系数则可能达到1。因此，重力流系统的流量得视其管子所装置的坡度而定。??虹吸系统在虹吸系统中，所有的管子在指定的降水强度下将达到1的流量系数。管子内的压力也有别于大气压强。通过利用建筑物（雨水斗与排放点的高度差距）所产生的压头，管径设计可达到满管流。因此，概念上，利用较小于传统管径的管道便可更快速地排出相同的水量。 虹吸系统电脑软件利用建筑物所产生的压头?(h1-h2)来平衡管子内的磨擦系数损失以及计算出以最小的管径来排放所设计的水量。捷流系统电脑软件通过分析水平管与立管的剖面以及管子的长度来平衡系统的压力。 正如以上所提及的，管子里的压力有别于大力气强。基本上，系统可接受管子里的压力超出于大气压强。无论如何，管子内的压力若相当于水的蒸发压力，可能会导致气化作用的产生。为避免气化作用的发生，?管子里的压力必需维持在水的蒸发压力以上。也就是说，?如果大力气强被制定为0，管内负压力则需高于－8.0m。重力流系统与系统的比较重力流雨水系统特点：气液二相流1． 雨水斗数量多2． 管径大3． 立管数量多4． 水平集水管需要坡度5． 雨水检查井数量多6． 大屋面工程，地面需布置排水沟7． 影响建筑美观 ????????????????????????????????? 虹吸雨水系统特点：满管流1． 雨水斗布置灵活2． 管径缩小3． 管道走向可以根据需要灵活设置4． 水平集水管不要坡度5． 雨水斗检查井数量少6． 大屋面工程，无需设置室内检查井7． 有利于建筑美观 二、虹吸雨水排水系统特点介绍虹吸系统在世界上的应用有30多年的历史，虹吸雨水排水系统经过