浅议屋面雨水虹吸排水系统技术与.doc

浅议屋面雨水虹吸排水系统技术与施工要点 摘要：虹吸排水应用于大型建筑屋面雨水排水系统较之重力流排水系统显示出较大的优越性，本文通过工程实践提出相关技术问题。 关键词：虹吸排水；施工 一、引言 目前我国屋面雨水排水系统多采用重力式雨水排水系统。根据资料介绍，近年来虹吸式屋面雨水排水系统在欧美各国得到发展。此雨水系统对应我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)中的压力流雨水系统。对工业厂房、库房、公共建筑等大型屋面的建筑形式，采用虹吸式雨水排水系统更具科学性和先进性。在屋面雨水排水系统中，虹吸屋面排水系统正在获得越来越广泛的应用，其作为密闭的内排水系统与传统的重力流排水系统相比，在技术上、经济上都有明显的优势。 二、虹吸排水技术介绍 1、虹吸排水简介 屋面雨水排水系统，最早用的是重力流排水系统，即雨水由天面天沟汇集后经雨水斗下接的立管靠重力自流排出。这种系统管线并不能被水完全充满。水沿立管管壁流下时，一般情况下只占立管断面的一部分，甚至一小部分为水，一部分为空气。可见，如果能将上述的“重力流”变为“满管流”，则立管管径就可以比原来的管径小得多，而且满管流会产生抽吸作用，提高排水速度。虹吸排水系统就是使排水系统在一定的水量下，使系统达到 “满管流”状态的系统。 2、形成虹吸排水的条件 管内液体的流态要达到虹吸状态，应具备以下几个条件（见图1）： （1）、入水口和排水口之间存在高差； （2）、管道中充满水； （3）、立管与水平管中水的流速要足够大并同时能满足管道中的负压大于水的蒸发压力。 可见管道充满水是虹吸状态必要而充分的条件，即要达到虹吸状态，管道必须充满水，而达到了虹吸条件，管道必然是“满管流”。这就是虹吸排水系统的基本概念。 3、虹吸形成过程及其优势分析 对大型屋面可“分区排水”，整个屋面排水系统可由数个子系统组成， 每个子系统一个天沟，这样天沟可避开伸缩缝。系统的设计是当天沟内雨水深度达到一定深度时，首先是尾管充满水达到虹吸条件，继而使整个系统产生虹吸，即可使天面雨水快速排放。因虹吸排水流速很大，要通过消能井再排入市政雨水排水系统。而当雨量较小时，该虹吸系统也只有做为重力流系统使用。这样，虹吸排水系统可用比重力流排水系统小得多的管线能排出几十年一遇的暴雨雨水。此外，在相同排水量的情况下，虹吸排水系统所需的斗前水深要小于重力流系统。比如，计算表明排水量为40L/s时，用直径300mm的重力流雨水管，其斗前水深需100mm，而直径100mm的虹吸雨水管，其斗前水深仅需73mm，这对屋面的建筑和结构设计都非常有利。虹吸系统所用管径不仅比重力流小，而且可比重力流“少”。图1所示系统，即一个横管，一个立管，可以上接十余个雨水斗，而重力流系统则需要多根立管。此外，虹吸系统的横管可以水平安装，而重力流系统其横管必须有不小于5‰的坡度，将使横管末端降低，从而影响使用空间或影响建筑结构处理。虹吸系统的立管因数量少，可利用楼梯间、立柱旁等处敷设，不占用更多的使用空间，横管也可以敷设在非敏感的公共走廊等处。总之，虹吸排水系统能给建筑设计一个非常有利的条件。 4、虹吸排水系统与重力排水系统重要设计参数的比较 两种排雨水系统雨水斗和雨水立管的最大设计泄流量见表1和表2： 表l 雨水斗最大设计泄流量 雨水斗直径/mm 重力排水系统泄流量/L·s-1 虹吸排水系统泄流量/L·s-1 50 ～ 6 75 ～ 12 100 12 25 125 26 ～ 表2 雨水立管最大设计泄流量 雨水斗直径/mm 重力排水系统泄流量/L·s-1 虹吸排水系统泄流量/L·s-1 50 ～ 11.8 75 5.7 26.5 100 19.0 47.1 150 42.0 106.0 200 82.0 188.5 通过上述比较可以看山，与重力雨水排水系统相比，虹吸雨水排水系统具有以下优点：①管径小；②管道安装所需空间小；③悬吊管道坡度小，可为管道安装提供方便，节约建筑空间；④下水道连接管和理地管道少，地下工程量小；⑤系统流速大，有较好的自清作用。缺点是：两系统取同样的设计重现期时，虹吸雨水排水系统出现溢流的几率大。 三、虹吸排水的施工要点 1、雨水斗安装。虹吸系统的雨水斗与普通雨水斗的主要区别在于有结构独特的空气挡板，空气挡板不仅能有效地阻止空气进入尾管，而且对由空气挡板下面流入尾管的雨水具有整流作用。再有，即使天沟内落叶等垃圾没有及时清扫，空气挡板的结构也能使排水功能不受大的影响。雨水斗安装在天面的天沟里，混凝土屋面与金属屋面用雨水斗，其主要构件部分均相同，只是因安装条件不同而略有差异。现以混凝土屋面用雨水斗为例说明雨水斗的安装。 雨水斗以不锈钢底盘、夹圈、空气挡板等几个部件组成，不锈钢底盘固定安装在天面，上面安装空气