虹吸排水工作原理

虹吸排水系統(tǒng)及其工作原理

（1）虹吸排水系統(tǒng)工作原理

在一個(gè)水缸里裝有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在這端端口吸氣一會(huì),然后松嘴,那么缸中的水就會(huì)從管子中流下來.因?yàn)楣茏映室欢位⌒?像彩虹,又能直到吸水的作用,故稱為虹吸現(xiàn)象.虹吸式排水系統(tǒng)就是利用這個(gè)原理工作的.（2）虹吸屋面雨水排放工作原理

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)和重力式屋面雨水排水系統(tǒng)均由雨水斗、雨水懸吊管、雨水立管、雨水埋地管組成，但因?yàn)橄到y(tǒng)的工作原理完全不同，在二種不同水力條件下工作，因此系統(tǒng)中各部件的功能要求是不一樣的，系統(tǒng)也有其相應(yīng)的一套計(jì)算方法。虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的最大改進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步是開發(fā)了一種具有良好整流功能的雨水斗。雨水斗在其額定設(shè)計(jì)流量時(shí)處于淹沒泄流排水狀態(tài)，不滲氣；設(shè)計(jì)排水量大；雨水斗淹沒泄流的斗前水深小。采用了虹吸式雨水斗的屋面雨水排水系統(tǒng)，在降雨過程中相當(dāng)于從屋面上的一個(gè)穩(wěn)定水面的水池中泄水，經(jīng)屋面內(nèi)排水管系，從排出管排出，管道全充滿的壓力流狀態(tài)，面雨水的排水過程是一個(gè)虹吸排水過程。所以，把具有虹吸排水能力的屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)稱之為虹吸式屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)。虹吸式屋面排水系統(tǒng)的管道在設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度呈負(fù)壓，管材的選用應(yīng)考慮承受負(fù)壓的能力，雨水斗淹沒泄流的斗前水位降低到其一定的值，雨水斗開始有空氣滲入，排水管道內(nèi)的真空被破壞，排水系統(tǒng)會(huì)從虹吸壓力流的工況轉(zhuǎn)向重力流。（3）虹吸基礎(chǔ)知識(shí)

建筑雨水排水系統(tǒng)。建筑雨水排水系統(tǒng)是建筑物給排水系統(tǒng)的重要組成部分，它的任務(wù)是及時(shí)排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋頂積水對(duì)屋頂造成威脅，或造成雨水溢流、屋頂漏水等水患事故，以保證人們正常生活和生產(chǎn)活動(dòng)。

建筑雨水排水系統(tǒng)的分類根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，雨水系統(tǒng)有不同的類別：1）屋面雨水系統(tǒng)按照管道的設(shè)置位置不同可分為：外排水系統(tǒng)和內(nèi)排水系統(tǒng)。外排水是指屋面不設(shè)雨水斗，建筑物內(nèi)部沒有雨水管道的雨水排放方式。2）按照屋面有無天溝可以分為檐溝外排水和天溝外排水3）根據(jù)系統(tǒng)是否與大氣相通

虹吸原理

分為密閉系統(tǒng)和敞開系統(tǒng)4）按雨水管中水流的設(shè)計(jì)流態(tài)可分為重力半有壓流雨水系統(tǒng)、重力無壓流雨水系統(tǒng)和壓力流雨水系統(tǒng)（虹吸式雨水系統(tǒng)）5）根據(jù)立管連接雨水斗的個(gè)數(shù)分為單斗、多斗雨水排水系統(tǒng)。

虹吸系統(tǒng)的原理及其特點(diǎn)。降雨時(shí)屋面上積水達(dá)到一定高度，通過氣水分離的雨水斗，利用建筑物屋面的高度差所產(chǎn)生的勢(shì)能，使流態(tài)由附膜壁流轉(zhuǎn)化為氣水混合流，最后達(dá)到水一相流狀態(tài)，排水管道內(nèi)逐漸產(chǎn)生真空進(jìn)行排水。系統(tǒng)能充分利用水的動(dòng)能，在密閉的管道中產(chǎn)生連續(xù)不斷的虹吸作用，實(shí)現(xiàn)快速、高效的排除屋面雨水。它是解決大屋面雨水排放的先進(jìn)排水技術(shù)。由于虹吸排水系統(tǒng)是經(jīng)過精確的水力計(jì)算而設(shè)計(jì)的排水系統(tǒng)，其管道內(nèi)按滿流狀態(tài)設(shè)計(jì)，經(jīng)過高精度計(jì)算，能充分利用水的動(dòng)能使系統(tǒng)產(chǎn)生虹吸作用。水流流速快、流量大、管道有較好的自潔能力、相同管徑排水量大等優(yōu)點(diǎn)。和傳統(tǒng)重力排水系統(tǒng)相比有以下特點(diǎn)：廣泛適用于各種不同類型、用途的建筑物；懸吊管無需坡度敷設(shè)；降低管材的管徑；現(xiàn)場(chǎng)施工量減少；使用更少的材料；節(jié)省安裝空間；管道具有自潔能力，不易堵塞；從設(shè)計(jì)到施工簡單快捷。

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,大空間、大容量、大面積的公共建筑，工業(yè)廠房、庫房需求量越來越大；對(duì)屋面雨水排放技術(shù)的要求將越嚴(yán)格，同時(shí)也推動(dòng)新的排水技術(shù)的發(fā)展。屋面面積的增大，排水管道也必須增大管道數(shù)量增多，這必將會(huì)影響建筑物美觀和實(shí)用的要求。傳統(tǒng)的排水方式已不能完全滿足現(xiàn)代建筑的需求，而虹吸排水系統(tǒng)的應(yīng)用是解決現(xiàn)代建筑大面積屋面排水問題的有效解決方式。虹吸排水技術(shù)具有很高的推廣價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。自從上個(gè)世紀(jì)九十年代初期國內(nèi)建筑業(yè)便開始采用虹吸排水系統(tǒng)。特別是在一批大型項(xiàng)目，如廠房、機(jī)場(chǎng)、體育館、展覽館等建筑中的實(shí)踐應(yīng)用均取得良好的排水效果，而且至今系統(tǒng)運(yùn)行良好。

虹吸系統(tǒng)組成和材質(zhì)。虹吸系統(tǒng)由虹吸試雨水斗、尾管、連接管、懸吊管、立管、埋地管、檢查口和固定及懸吊系統(tǒng)組成。

1）虹吸式雨水斗：雨水斗一般由反旋渦頂蓋、格柵片、底座和底座支管組成。額定流量分12L/s、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等，最常用的為25L/s和40L/s兩種額定流量的雨水斗。虹吸試雨水斗材質(zhì)可采用鑄鐵、鋁合金、不銹鋼、高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）等。管材和管件：用于虹吸式屋面

虹吸原理

雨水排水系統(tǒng)的管道，應(yīng)采用鐵管、鋼管（鍍鋅鋼管、涂塑鋼管）、不銹鋼管和高密度聚乙烯（HDPE）管等材料。用于同一系統(tǒng)的管材和管件以及與虹吸式雨水斗的連接管，宜采用相同的材質(zhì)。這些管材除承受正壓外，還應(yīng)能承受負(fù)壓。固定件：管道安裝時(shí)應(yīng)設(shè)置固定件。固定件必須能承受滿流管道的重量和高速水流所產(chǎn)生的作用力。對(duì)高密度聚乙烯（HDPE）管道必須采用二次懸吊系統(tǒng)固定。

虹吸設(shè)計(jì)虹吸系統(tǒng)的反方案設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：方案初步設(shè)計(jì)系統(tǒng)深化校核方案初步設(shè)計(jì)虹吸系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)主要包括暴雨強(qiáng)度、匯水面積、雨水斗型號(hào)及數(shù)量等的確定和雨水斗、管道的布置。1）暴雨強(qiáng)度在選擇暴雨強(qiáng)度和重現(xiàn)期時(shí)要考慮建筑物用途和其重要性等等因數(shù)，并結(jié)合《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》來確定，虹吸系統(tǒng)的重現(xiàn)期不應(yīng)小于規(guī)范要求。一般虹吸系統(tǒng)的暴雨重現(xiàn)期不小于當(dāng)?shù)?年，取10年居多，也會(huì)因建筑物要求適當(dāng)增高。因一些地區(qū)暴雨強(qiáng)度有兩個(gè)或更多的計(jì)算公式，設(shè)計(jì)時(shí)最好有相應(yīng)設(shè)計(jì)師提供的具體數(shù)據(jù)，保證設(shè)計(jì)取值準(zhǔn)確。沒有溢流的雨水系統(tǒng)是不安全的。溢流的功能主要是雨水系統(tǒng)事故排水和超量雨水的排除。建筑物的溢流可以以溢流口或溢流系統(tǒng)的方式設(shè)置。溢流口是在天溝或其他集水區(qū)域的側(cè)墻上一定高度設(shè)置的排水口；溢流系統(tǒng)又可以分為重力式和虹吸式。溢流口或溢流系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在溢流時(shí)雨水能通暢流達(dá)的場(chǎng)所，溢流口或溢流裝置的設(shè)置高度應(yīng)根據(jù)建筑屋面允許的最高溢流水位等因素確定，最高溢流水位應(yīng)低于建筑屋面允許的最大積水深度，沒有具體要求時(shí)，將溢流系統(tǒng)或溢流口的進(jìn)水最低點(diǎn)設(shè)在天溝最低點(diǎn)以上100mm至150mm位置。溢流重現(xiàn)期選擇一般是與虹吸系統(tǒng)相結(jié)合的。如：一般要求虹吸系統(tǒng)及溢流的總排水能力不低于當(dāng)?shù)?0年重現(xiàn)期。歐洲國家VDI協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)規(guī)范認(rèn)為，屋面溢流裝置必須能夠滿足百年一遇的降雨強(qiáng)度下時(shí)的雨水流量進(jìn)行校核。溢流系統(tǒng)的暴雨強(qiáng)度就是總的暴雨強(qiáng)度減去相應(yīng)的虹吸系統(tǒng)暴雨強(qiáng)度，因?yàn)?0年的暴雨強(qiáng)度比10年的暴雨強(qiáng)度一般相差不會(huì)超過10年暴雨強(qiáng)度的一半。

虹吸原理

附圖：

虹吸原理

雨水斗

暢流虹吸式雨水斗有多種規(guī)格，能夠滿足工程的實(shí)際需要，其材質(zhì)為不銹鋼。在降雨過程中，屋面雨水通過進(jìn)水格柵落入深斗中，斗內(nèi)帶孔隙的整流罩，使處于渦流狀態(tài)的雨水平穩(wěn)地以淹沒泄流流出進(jìn)入排水管。暢流虹吸式的雨水斗能最大限度地減小天溝的進(jìn)水深度，使屋面承受的雨水荷載降到最小，同時(shí)又使雨水斗的出口獲得較大的淹沒水深，消除了在設(shè)計(jì)流量下工作時(shí)的滲氣現(xiàn)象，提高了雨水斗的額定流量。

虹吸原理

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什么是虹吸排水系統(tǒng)？他的工作原理是？

（1）什么是虹吸排水系統(tǒng)？他的工作原理是？

在一個(gè)水缸里裝有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在這端端口吸氣一會(huì),然后松嘴,那么缸中的水就會(huì)從管子中流下來.因?yàn)楣茏映室欢位⌒?像彩虹,又能直到吸水的作用,故稱為虹吸現(xiàn)象.虹吸式排水系統(tǒng)就是利用這個(gè)原理工作的.虹吸屋面雨水排放工作原理

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)和重力式屋面雨水排水系統(tǒng)均由雨水斗、雨水懸吊管、雨水立管、雨水埋地管組成，但因?yàn)橄到y(tǒng)的工作原理完全不同，在二種不同水力條件下工作，因此系統(tǒng)中各部件的功能要求是不一樣的，系統(tǒng)也有其相應(yīng)的一套計(jì)算方法。虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的最大改進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步是開發(fā)了一種具有良好整流功能的雨水斗。雨水斗在其額定設(shè)計(jì)流量時(shí)處于淹沒泄流排水狀態(tài)，不滲氣；設(shè)計(jì)排水量大；雨水斗淹沒泄流的斗前水深小。采用了虹吸式雨水斗的屋面雨水排水系統(tǒng)，在降雨過程中相當(dāng)于從屋面上的一個(gè)穩(wěn)定水面的水池中泄水，經(jīng)屋面內(nèi)排水管系，從排出管排出，管道全充滿的壓力流狀態(tài)，面雨水的排水過程是一個(gè)虹吸排水過程。所以，把具有虹吸排水能力的屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)稱之為虹吸式屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)。虹吸式屋面排水系統(tǒng)的管道在設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度呈負(fù)壓，管材的選用應(yīng)考慮承受負(fù)壓的能力，雨水斗淹沒泄流的斗前水位降低到其一定的值，雨水斗開始有空氣滲入，排水管道內(nèi)的真空被破壞，排水系統(tǒng)會(huì)從虹吸壓力流的工況轉(zhuǎn)向重力流。（2）虹吸基礎(chǔ)知識(shí)

建筑雨水排水系統(tǒng)建筑雨水排水系統(tǒng)是建筑物給排水系統(tǒng)的重要組成部分，它的任務(wù)是及時(shí)排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋頂積水對(duì)屋頂造成威脅，或造成雨水溢流、屋頂漏水等水患事故，以保證人們正常生活和生產(chǎn)活動(dòng)。建筑雨水排水系統(tǒng)的分類根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，雨水系統(tǒng)有不同的類別：1）屋面雨水系統(tǒng)按照管道的設(shè)置位置不同可分為：外排水系統(tǒng)和內(nèi)排水系統(tǒng)。外排水是指屋面不設(shè)雨水斗，建筑物內(nèi)部沒有雨水管道的雨水排放方式。2）按照屋面有無天溝可以分為檐溝外排水和天溝外排水3）根據(jù)系統(tǒng)是否與大氣相通分為密閉系統(tǒng)和敞開系統(tǒng)4）按雨水管中水流的設(shè)計(jì)流態(tài)可分為重力半有壓流雨

虹吸原理

水系統(tǒng)、重力無壓流雨水系統(tǒng)和壓力流雨水系統(tǒng)（虹吸式雨水系統(tǒng)）5）根據(jù)立管連接雨水斗的個(gè)數(shù)分為單斗、多斗雨水排水系統(tǒng)虹吸系統(tǒng)的原理及其特點(diǎn)降雨時(shí)屋面上積水達(dá)到一定高度，通過氣水分離的雨水斗，利用建筑物屋面的高度差所產(chǎn)生的勢(shì)能，使流態(tài)由附膜壁流轉(zhuǎn)化為氣水混合流，最后達(dá)到水一相流狀態(tài)，排水管道內(nèi)逐漸產(chǎn)生真空進(jìn)行排水。系統(tǒng)能充分利用水的動(dòng)能，在密閉的管道中產(chǎn)生連續(xù)不斷的虹吸作用，實(shí)現(xiàn)快速、高效的排除屋面雨水。它是解決大屋面雨水排放的先進(jìn)排水技術(shù)。由于虹吸排水系統(tǒng)是經(jīng)過精確的水力計(jì)算而設(shè)計(jì)的排水系統(tǒng)，其管道內(nèi)按滿流狀態(tài)設(shè)計(jì)，經(jīng)過高精度計(jì)算，能充分利用水的動(dòng)能使系統(tǒng)產(chǎn)生虹吸作用。水流流速快、流量大、管道有較好的自潔能力、相同管徑排水量大等優(yōu)點(diǎn)。和傳統(tǒng)重力排水系統(tǒng)相比有以下特點(diǎn)：廣泛適用于各種不同類型、用途的建筑物；懸吊管無需坡度敷設(shè)；降低管材的管徑；現(xiàn)場(chǎng)施工量減少；使用更少的材料；節(jié)省安裝空間；管道具有自潔能力，不易堵塞；從設(shè)計(jì)到施工簡單快捷。隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,大空間、大容量、大面積的公共建筑，工業(yè)廠房、庫房需求量越來越大；對(duì)屋面雨水排放技術(shù)的要求將越嚴(yán)格，同時(shí)也推動(dòng)新的排水技術(shù)的發(fā)展。屋面面積的增大，排水管道也必須增大管道數(shù)量增多，這必將會(huì)影響建筑物美觀和實(shí)用的要求。傳統(tǒng)的排水方式已不能完全滿足現(xiàn)代建筑的需求，而虹吸排水系統(tǒng)的應(yīng)用是解決現(xiàn)代建筑大面積屋面排水問題的有效解決方式。虹吸排水技術(shù)具有很高的推廣價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。自從上個(gè)世紀(jì)九十年代初期國內(nèi)建筑業(yè)便開始采用虹吸排水系統(tǒng)。特別是在一批大型項(xiàng)目，如廠房、機(jī)場(chǎng)、體育館、展覽館等建筑中的實(shí)踐應(yīng)用均取得良好的排水效果，而且至今系統(tǒng)運(yùn)行良好。虹吸系統(tǒng)組成和材質(zhì)虹吸系統(tǒng)由虹吸試雨水斗、尾管、連接管、懸吊管、立管、埋地管、檢查口和固定及懸吊系統(tǒng)組成。虹吸式雨水斗：雨水斗一般由反旋渦頂蓋、格柵片、底座和底座支管組成。額定流量分12L/s、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等，最常用的為25L/s和40L/s兩種額定流量的雨水斗。虹吸試雨水斗材質(zhì)可采用鑄鐵、鋁合金、不銹鋼、高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）等。管材和管件：用于虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的管道，應(yīng)采用鐵管、鋼管（鍍鋅鋼管、涂塑鋼管）、不銹鋼管和高密度聚乙烯（HDPE）管等材料。用于同一系統(tǒng)的管材和管件以及與虹吸式雨水斗的連接管，宜采用相同的材質(zhì)。這些管材除承受正壓外，還應(yīng)能承受負(fù)壓。固定件：管道安裝時(shí)應(yīng)設(shè)置固定件。

虹吸原理固定件必須能承受滿流管道的重量和高速水流所產(chǎn)生的作用力。對(duì)高密度聚乙烯（HDPE）管道必須采用二次懸吊系統(tǒng)固定。虹吸設(shè)計(jì)虹吸系統(tǒng)的反方案設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：方案初步設(shè)計(jì)系統(tǒng)深化校核方案初步設(shè)計(jì)虹吸系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)主要包括暴雨強(qiáng)度、匯水面積、雨水斗型號(hào)及數(shù)量等的確定和雨水斗、管道的布置。1）暴雨強(qiáng)度在選擇暴雨強(qiáng)度和重現(xiàn)期時(shí)要考慮建筑物用途和其重要性等等因數(shù)，并結(jié)合《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》來確定，虹吸系統(tǒng)的重現(xiàn)期不應(yīng)小于規(guī)范要求。一般虹吸系統(tǒng)的暴雨重現(xiàn)期不小于當(dāng)?shù)?年，取10年居多，也會(huì)因建筑物要求適當(dāng)增高。因一些地區(qū)暴雨強(qiáng)度有兩個(gè)或更多的計(jì)算公式，設(shè)計(jì)時(shí)最好有相應(yīng)設(shè)計(jì)師提供的具體數(shù)據(jù)，保證設(shè)計(jì)取值準(zhǔn)確。沒有溢流的雨水系統(tǒng)是不安全的。溢流的功能主要是雨水系統(tǒng)事故排水和超量雨水的排除。建筑物的溢流可以以溢流口或溢流系統(tǒng)的方式設(shè)置。溢流口是在天溝或其他集水區(qū)域的側(cè)墻上一定高度設(shè)置的排水口；溢流系統(tǒng)又可以分為重力式和虹吸式。溢流口或溢流系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在溢流時(shí)雨水能通暢流達(dá)的場(chǎng)所，溢流口或溢流裝置的設(shè)置高度應(yīng)根據(jù)建筑屋面允許的最高溢流水位等因素確定，最高溢流水位應(yīng)低于建筑屋面允許的最大積水深度，沒有具體要求時(shí)，將溢流系統(tǒng)或溢流口的進(jìn)水最低點(diǎn)設(shè)在天溝最低點(diǎn)以上100mm至150mm位置。溢流重現(xiàn)期選擇一般是與虹吸系統(tǒng)相結(jié)合的。如：一般要求虹吸系統(tǒng)及溢流的總排水能力不低于當(dāng)?shù)?0年重現(xiàn)期。歐洲國家VDI協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)規(guī)范認(rèn)為，屋面溢流裝置必須能夠滿足百年一遇的降雨強(qiáng)度下時(shí)的雨水流量進(jìn)行校核。溢流系統(tǒng)的暴雨強(qiáng)度就是總的暴雨強(qiáng)度減去相應(yīng)的虹吸系統(tǒng)暴雨強(qiáng)度，因?yàn)?0年的暴雨強(qiáng)度比10年的暴雨強(qiáng)度一般相差不會(huì)超過10年暴雨強(qiáng)度的一半。

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