虹吸屋面排水与重力流屋面排水的区别

1、虹吸系统简介1.1 虹吸屋顶排水系统特点在降雨初期，当屋顶雨水高度不超过雨水斗高度时，整个排水系统的工况与重力排水系统。随着降雨持续，当屋顶雨水高度超过雨水斗高度时，采用科学设计的防涡流雨水斗，控制进入雨水斗的雨水流量，调整流型，减少涡流，从而大大减少雨水进入排水系统。系统中夹带的空气量使系统中的排水管道充分流通。利用建筑物屋顶的高度和雨水的势能，使雨水不断流经雨水悬管，输送到雨水立管时形成虹吸效应。并且那里的管道负压最大。屋顶雨水在管内负压的抽吸作用下，以高流量排至室外。 1.2虹吸式和重力式雨水排放系统的区别。虹吸式屋面雨水排放系统的排水管道是按全流、全压状态设计的，因此虹吸式排水系统中的雨水悬挂管道可以无坡度敷设。同时，当虹吸效应发生时，管道内水的流速很高，因此系统具有良好的自洁效果。但重力排水设计计算并非按全流量计算，雨水悬管的敷设坡度不得小于0.005。虹吸排水系统排水管的排水量远大于重力排水系统相同管径排水管的排水量。即排除相同的雨水流量，采用虹吸排水系统的排水管管径小于采用重力排水系统的排水管管径。管道直径。虹吸排水系统本质上是一种多斗压流雨水排水系统。因此，与重力排水系统相比，埋地管道显着减少。目前该系统在国内的应用刚刚开始，但在国际上该系统已有近二十年的应用历史，涉及航站楼（法国戴高乐机场航站楼、香港新机场航站楼、瑞士苏黎世机场航站楼）车站大楼）、展览馆（香港会议展览中心）、体育场（丹麦哥本哈根足球场、澳大利亚悉尼体育场）、工业厂房（奥地利克莱斯勒汽车厂、法国雪铁龙汽车厂）、商业中心、停车场、货运仓库、办公楼等。据不完全统计，目前使用吉博力虹吸排水系统的项目已近4万个，屋顶排水面积约3000万平方米。

2 系统组成及工况2.1 概述屋顶雨水排水系统一般由虹吸雨水斗、无坡吊管、立管和雨水出口管（排放管）组成。形成虹吸屋面雨水排水的前提是：必须有具有良好气水分离装置的雨水斗。在设计降雨强度下，雨水斗不与空气混合。降雨过程中，利用雨水斗与出水管高度差形成的压力差，通过屋顶排水系统将室外排水管中的水排出。在此过程中，排水管内充满压力流，屋顶雨水的排出过程是虹吸作用的结果。因此，这样的系统称为虹吸屋顶雨水排水系统。虹吸式雨水排水系统管道内的压力和水流状态是不断变化的。降雨初期，降雨量普遍较小，悬管内存在带有自由液面的波流。根据降雨量的不同，有些情况初期不能形成虹吸效应，流型以重力流为主。随着降雨量的增加，管内逐渐出现脉动流和拉出流，进而出现管内充满气泡流以及管内蒸汽与水的混合流，直至出现水的单向流动状态。降雨结束时，雨水量减少，雨水斗前的水位被淹没并排出，下降到一定值（根据不同雨水斗产品的设计不同）。雨水斗逐渐开始与空气混合，排水管内的虹吸作用被破坏。排水系统由虹吸流状态转变为重力流状态。在整个降雨过程中，随着降雨量的增加或减少，悬吊管内的压力和水流状态会反复变化。与悬管类似，立管内的水流状态会逐渐从壁流过渡到气泡流和气水浮流，最后形成虹吸效应时，会出现接近单向流的状态。 2.2 雨水斗一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统能否按设计要求工作的关键之一。其流动稳定性越好，产生虹吸所需的屋顶集水高度越低，整体性能越低。越是优越。标准雨斗由雨斗底座（PE材质）、圆盘（ASA）、格栅顶盖（PE）组成。另可根据需要提供通用绝缘底座、固定件、法兰件、焊接件、防火帽、微加热线圈等配件。压力流（虹吸式）雨水斗由HDPE、铸铁或不锈钢制成。每个部分都有不同的结构功能。雨水斗置于屋顶层，上部布有进水格栅。降雨时，雨水通过格栅盖侧面进入雨水斗。当屋顶集水达到一定高度时，雨水斗内的防涡流装置会阻挡外界空气的进入，消除涡流状态，让雨水顺利漫过排水沟，进入排水沟。管子。虹吸式雨水斗最大限度地减少了天沟积水的深度，最大限度地减少了屋顶的雨水负荷，同时提高了雨水斗的额定流量。目前主导产品可部分通用。其最大的优点是产品对不同功能、不同材料的屋顶系统具有广泛的适用性。也就是说，一个雨水斗通过相应的配件组合可以适用于不同的屋顶，如混凝土屋顶、金属屋顶、木质屋顶、可供人行走或绿化的屋顶、屋顶凹凸不平、梯形结构的屋顶等。雨水斗是整个虹吸系统的关键部分。对于整个虹吸式屋顶雨水排水系统来说，最重要的是防止空气通过雨水斗进入整个系统。如果空气直接进入雨水斗，会在管道内形成气团，大大降低系统的排水效率，最终与传统重力排水系统相同。

因此，虹吸式屋顶雨水排水系统中使用的雨水斗必须具有优化设计的具有防涡流功能的盖子，以防止空气通过雨水斗入口处的水流带入整个系统，并有助于当桶前的水位上升到一定程度时，形成水封，完全阻止空气的进入。雨水斗的设计和安装也有一定的严格要求： (1)雨水斗距离墙壁至少1米。 (2)雨水斗之间的距离一般不宜大于20米。 (3)平屋顶有碎石层时，雨水斗格栅顶盖周围碎石厚度不能大于60mm，最小粒径为15mm。 （4）如果雨水斗安装在天沟内并采用焊接件，天沟的宽度应至少为350mm，雨水斗在天沟内的安装开口应为70mm270mm至290mm290mm。 （5）雨水管安装在混凝土屋面内时，屋面厚度不得小于160mm。 （6）连续梯形截面的屋顶雨水斗开口尺寸必须为280mm280mm，以便安装固定件。如果洞口大于300mm300mm，则需要对屋顶进行加固。 （7）如果屋顶为混凝土，与雨水斗连接的雨水管直径至少为35mm（用电焊管箍连接件连接），对应的屋顶厚度为180mm至190mm。 （8）有保温层的屋面保温层厚度不应小于40mm。若隔离层厚度大于180mm，则必须将雨水斗底座延长至适当长度，与直径为56mm的连接管连接。 2.3系统管道管道作为虹吸式屋面雨水排放系统最重要的组成部分，必须保证系统安全、可靠、高效、持续运行。虹吸系统作为一种特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封和完备的防火措施，并且必须尽可能地降低噪音、吸收振动、抵抗冲击外力、最大程度地抵抗温度变化引起的变形。管道完全防漏并不意味着满足系统的密封性。一般来说，防渗漏的要求是只要补救措施到位，允许小范围渗漏。然而，虹吸系统一旦发生泄漏，并不容易察觉。当突然发生强降雨时，可能会导致整个系统立即崩溃。此外，由于屋顶雨水不能及时排出，荷载强度超过屋顶的承载能力，导致屋顶倒塌。当然，小泄漏不一定会造成漏气，但足以造成漏气。一旦排水管内出现气团，虹吸排水的效率就会大大降低，严重时甚至会破坏虹吸效果。由于虹吸系统采用负压排水，因此管壁必须具有相当的承压能力。但它并不是一个完全的刚体。因为虹吸系统的负压一般不大于-0.08Mpa。过大的负压会导致管道内的水流流动过快，产生空化，对金属管道或金属接头造成很大的损坏（-0.09Mpa接近空化的临界值）。同时，过高的负压会给系统带来很大的振动，降低系统的使用寿命。管道和配件必须是阻燃的，这样当建筑物的某一部分发生火灾时，该系统可以防止火势迅速蔓延到建筑物的其他部分。因此，材料本身的阻燃性并不是最重要的。整个管道系统的抗火扩散能力是最大限度减少灾害损失的关键。 HDPE管道具有良好的承压性能，管壁在外荷载作用下不会破裂。能抵抗冲击压力，减少水锤冲击破坏，保证系统安全运行，保持彩虹效应的负压。管道连接方式方便、灵活。管道可根据需要采用不同的连接方式进行连接，如对焊、电焊管箍连接、法兰连接、螺纹连接、伸缩管接头等。HDPE还可与钢管、铸铁管、陶瓷管连接和其他管道。

使用专用加热焊接机即可简单操作。 HDPE管道是在热条件下生产的，在制造过程中材料本身的张力已经降低，因此成品中可能出现的微小尺寸变化不会造成任何危害，最大限度地减少热胀冷缩带来的危害。从物理和化学性能来看，HDPE管道具有极强的防腐能力，不受各种酸、碱、盐引起的电化学反应的影响。管道比金属管道更耐磨。可耐受400c 至1000c 之间的极端温度。该管道重量轻，施工方便，可提前预制，大大提高安装效率。 HDPE管材作为一种新型节能管材，基于当前我国建筑行业住宅工业化、设计标准化、材料集约化、建筑生产施工工厂化、管理科学化的发展趋势，HDPE管材具有巨大的发展潜力。