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浅议屋面雨水排水系统

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论文导读：在大型屋面雨水排水设计中，传统的重力式雨水系统越来越不能满足需求，取而代之的虹吸式雨水系统。虹吸雨水系统的组成与传统的重力式雨水系统类似，包括虹吸雨水斗、悬吊管、立管和排出管等。因此，虹吸雨水系统除外檐沟外，均须设置安全溢水口，以排出超过重现期的雨水。

关键词：虹吸式雨水系统，重力式雨水系统虹吸雨水斗，安全溢水口，悬吊管

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随着社会经济的发展，大型厂房及大型公共建筑日益增多。这些建筑屋面面积超大，屋面雨水如何安全、顺畅的排放，已经成为给排水设计师面前的一道难题。加之在建筑设计中，建筑师更多地考虑建筑物外表的美观，投资方要求尽量降低管线安装占用的层高、减少管井面积，如何解决这道难题就显得更加迫切。在大型屋面雨水排水设计中，传统的重力式雨水系统越来越不能满足需求，取而代之的虹吸式雨水系统。

虹吸式雨水系统是当今国际上较为先进的屋面雨水排放系统。该系统诞生至今已有50多年的历史，它被广泛应用于大型厂房、展览馆、机场、运动场、高层裙房等跨度大、结构复杂的屋面排水。虹吸雨水系统的组成与传统的重力式雨水系统类似，包括虹吸雨水斗、悬吊管、立管和排出管等。

虹吸式雨水系统的工作原理是，利用能够隔绝空气的虹吸式雨水斗和经过精密的水力平衡计算的管道系统，依靠建筑物的势能，雨水在密闭的管道系统内形成满管流，在立管处跌落产生虹吸作用，将屋面的雨水迅速排放的新型雨水排放系统。该系统的优点如下：

第一，雨水斗、雨水管数量少、口径小。虹吸雨水斗构造特殊，其水力条件好，排水量是同等口径的重力流雨水斗的3~4倍。虹吸式雨水系统管道内的水流是满管流，重力式雨水系统管道内的水流是水气二相流，前者流速是后者的3~4倍。在同等条件下，虹吸式雨水系统雨水斗和立管数量大约是重力式雨水系统的三分之一，且管径更小。相对应的雨水出户管水量和室外雨水检查井数量也较少。

第二，虹吸式雨水系统悬吊管安装不需要坡度，只要水平安装不出现倒坡即可。这是因为在虹吸式雨水系统中，一旦形成虹吸，雨水斗、悬吊管和立管上部形成负压区。悬吊管即使没有坡度，水流在负压的抽吸作用下，仍能高速流动。重力式雨水系统悬吊管内，水的流动是靠重力作用（坡度）推动的。

基于以上的优点，虹吸雨水系统能承担更大面积的屋面排水，而且节省管材和方便施工，满足现代大型屋面排水的需求。在建筑平面布局上，管井数量少，占用建筑面积小，等于增加了建筑物的使用面积。顶层悬吊管水平敷设，节省了悬吊管坡度占用的层高，从而节省基建投资。虹吸雨水系统应该在大型屋面排水设计中大力推广。

虹吸雨水系统的核心技术是虹吸雨水斗和管道系统水力计算。虹吸雨水斗是专业厂家生产的定型产品，管道系统水力计算是由专业计算软件完成的，厂家出于技术必威体育官网网址，不愿意将虹吸雨水斗的水力特性参数和计算软件提供给其他人。所以，虹吸雨水系统只能由各生产厂商自己设计，给排水工程师只能做好前期的预埋预留工作，同时提出以下设计要求。虹吸雨水系统设计应遵守以下原则：

■虹吸式屋面雨水排放系统中不应接入其他非虹吸式屋面雨水排放系统的管道。

■悬吊管宜无坡度敷设，不得倒坡。

■每根立管宜单独排放。

■不同屋面结构形式的雨水宜采用独立的系统单独排出。

■雨水排出管的消能可在立管后扩大管径或在排出口末端做消能井。

■管道不宜敷设在建筑物承重结构内。因条件限制管道必须敷设在建筑物承重结构内时，应确保不会对建筑物承重结构产生任何影响。

任何事物都有两面性，有利就有弊。虹吸雨水系统也是一样的，其排水能力没有安全余量，系统本身不能负担超过设计值的雨水量。虹吸雨水斗和管道的设计排水量取值基本已经达到了实际的最大值，当屋面雨水量超过设计排水量时，屋面容易积水。因此，虹吸雨水系统除外檐沟外，均须设置安全溢水口，以排出超过重现期的雨水。安全溢水口是在屋面女儿墙上开的一个矩形洞，超量的雨水通过洞口顺建筑外墙排放。论文大全。现代建筑外墙一般都干挂石材或外挂玻璃幕墙，建筑主体外墙与外挂装饰材料之间留有缝隙，溢水口穿过此缝隙，防水不好做。此外，雨水通过溢水口沿建筑外立面流下，会在外立面上留下冲刷的痕迹，破坏建筑外观。

重力式雨水系统则有很大的安全余量，能够排除超过设计流量的雨水量。在设计流量下，重力式雨水系统管道中水流流态为水-气二相流。屋面雨水量增大，超过设计流量时，雨水在屋面聚集。雨水斗前水深逐渐增加，达到一定深度后，雨水斗不再进气，管道内形成满管流，流态由重力流变成压力流，系统排水量大增。所以，从排水安全角度来说，传统的重力式雨水系统要优于虹吸雨水系统。

虹吸雨水系统对管材的抗环变形性能要求较高。虹吸形成后，排水立管上部及悬吊管内形成负压区，排水立管下部及排出管内为正压区，管道既承受内压，也承受外压。所以对管材的抗环变形性能要求较高。

在欧美、日本等一些，虹吸雨水