虹吸式雨水排水系統(tǒng)_secret

虹吸式雨水排水系統(tǒng)

通過某客站改造工程無柱雨棚虹吸排水系統(tǒng)的實際施工情況，分析了虹吸式水排水系統(tǒng)的工作原理、技術(shù)優(yōu)勢、特點、管材選用以及施工技術(shù)，從而為類似的虹吸雨水排水系統(tǒng)工程的施工提供一定的參考。

工程概述

某客站改造工程是某市標志性工程，是奧運會配套工程。某客站鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚投影面積60000平方米，采用虹吸式雨水排水系統(tǒng)。虹吸雨水匯水總流量2091L/S，結(jié)合屋面匯水面積及天溝分布情況,整個屋面分為52個匯水區(qū)域，每個匯水區(qū)域分別設(shè)計了一個虹吸排水系統(tǒng)，共設(shè)計了62個YG-100B型雨水斗、10個YG-80B雨水斗。

系統(tǒng)特點

虹吸式雨水排水系統(tǒng)是一種新型的雨水排水系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的重力雨水排水是完全不同的。系統(tǒng)在降雨初期，天溝雨水高度未超過雨水斗一定高度時，整個排水系統(tǒng)工作狀況與重力排水系統(tǒng)相同，隨著降雨的持續(xù)，當屋面雨水高度超過雨水斗一定高度時，由于采用了科學(xué)設(shè)計的仿漩渦雨水斗，通過控制進入雨水斗的雨水流量和調(diào)整流態(tài)減少漩渦，從而極大地減少了雨水進入排水系統(tǒng)時所夾帶的空氣量，使得系統(tǒng)中排水管道呈滿流狀態(tài)，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的重力勢能，在雨水連續(xù)流經(jīng)過雨水懸吊管轉(zhuǎn)入雨水立管跌落時形成虹吸作用，并在該處管道內(nèi)形成最大負壓，屋面雨水在管道內(nèi)負壓的抽吸作用下以較高的流速被排至室外，此時的流量遠遠大于重力排水的流量。屋面雨水的排放過程是一個虹吸作用的結(jié)果，我們把這樣的系統(tǒng)稱為虹吸式雨水排水系統(tǒng)。

系統(tǒng)組成

屋面雨水排水系統(tǒng)一般由虹吸式雨水斗、無坡度懸吊管、懸吊裝置、立管和末端排出管組成。

1、綜述

虹吸式雨水排水系統(tǒng)管內(nèi)壓力、水流狀態(tài)是不斷變化的過程。降雨初期，雨量一般較小，懸吊管內(nèi)是有自由液面的波浪流。根據(jù)雨量大小的不同，部分情況

下初期無法形成虹吸作用，是以重力流為主的流態(tài)。隨著降雨量的增加，管內(nèi)逐漸呈現(xiàn)脈動流，拔拉流，進而出現(xiàn)滿管氣泡流和滿管汽水混合流，直至出現(xiàn)水的單向流狀態(tài)。降雨末期，雨水量減少，雨水斗淹沒泄流的斗前水位降低到某一特定值，雨水斗逐漸開始有空氣摻入，排水管內(nèi)的虹吸作用被破壞，排水系統(tǒng)又從虹吸流狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓α鳡顟B(tài)。因此在整個降雨過程中，懸吊管內(nèi)的壓力和水流狀態(tài)會出現(xiàn)反復(fù)變化的情況。

2、雨水斗

一般來說，雨水斗的設(shè)計是整個虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。一般雨水斗是由斗體、防水壓板、防水壓環(huán)、整流裝置以及導(dǎo)流罩組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護帽等配件。虹吸式雨水斗材質(zhì)可以為鑄鐵、鋁合金或不銹鋼，其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置于屋面層集水坑中，集水坑上部蓋有進水格柵，主要是為了防止雜物進入雨水斗。降雨過程中，雨水通過格柵蓋進入雨水斗，當匯水達到一定高度時，雨水斗內(nèi)的整流裝置將阻擋空氣從外界進入同時消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒泄流進入排水管。虹吸式雨水斗最大限度減小了天溝的積水深度，使屋面承受的雨水荷載降至最小，同時提高了雨水斗的額定流量。

3.管材

傳統(tǒng)雨水管道為重力流管道，管材采用UPVC雨水管、焊接鋼管。而虹吸雨水排水系統(tǒng)管材一般選用不銹鋼管，因為不銹鋼管具有如下優(yōu)點：管壁薄、韌性強、抗沖擊、水流阻力小，并具抗腐性、抗紫外線，不結(jié)垢、無毒等優(yōu)點，材質(zhì)壽命長達50-70年；在水利條件方面摩擦系數(shù)小、不易堵塞。一般用作虹吸排水的不銹鋼管都采用焊接形式，焊接時保持管道內(nèi)壁光滑，無雜志、焊瘤，大大降低了水流損失。

4.懸吊系統(tǒng)

由于管道內(nèi)形成虹吸時，流速特別大，對管道產(chǎn)生的沖擊力特別大，容易對管道的固定系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。虹吸雨水排水系統(tǒng)的管道固定系統(tǒng)，區(qū)別于一般的管

道固定系統(tǒng)，在業(yè)內(nèi)一般稱為“消能固定系統(tǒng)”，該系統(tǒng)根據(jù)虹吸雨水系統(tǒng)獨特的工作原理及運行時會產(chǎn)生較大的震動，在設(shè)計時采用固定管卡分段補償，主要由方鋼導(dǎo)軌、懸吊滑動管卡、懸吊固定管卡、方鋼組合件、立管管卡等組成。

在某客站改造工程中，虹吸排水雨水懸吊管采取了暗埋在鋼柱內(nèi)的方式。即在直徑1m的鋼柱內(nèi)，將不銹鋼懸吊管安裝，之間部分澆灌混凝土。這種方式不僅美觀、大方，而且大大減少了管道對結(jié)構(gòu)的沖擊力。

四、施工技術(shù)1系統(tǒng)安裝工藝流程

施工準備預(yù)留預(yù)埋雨水斗安裝雨水支管安裝

2.管道系統(tǒng)安裝管道安裝時嚴格控制好支、吊架之間的距離。焊接時參照《工藝管道焊接標準》，不得偷工減料，以免影響虹吸效果。

3.雨水斗安裝

雨水斗安裝時要在鋼天溝開孔，開孔尺寸為D1+10mm。誤差不大于5mm，開洞為圓形。橫向位置在天溝中央，誤差≤5毫米�？v向位置按照定位圖定位，縱向偏移誤差≤10毫米。雨水斗與金屬天溝采用氬弧焊接，焊接線為雨水斗法蘭的外邊緣，要保證焊縫質(zhì)量達到相關(guān)要求。雨水斗排出口與HDPE管道之間使用電焊管箍焊接，整體性和密封性非常可靠。

4.虹吸式雨水系統(tǒng)灌水試驗

根據(jù)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50242-201*，本系統(tǒng)采用灌水試驗，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。檢驗方法：將雨水管排出口封堵嚴密，從雨水斗處注入清水,系統(tǒng)灌注至水面與天溝底相平，經(jīng)1小時后，如水面下降則加水到原水面，直至水面不下降為止，同時檢查管道及接口，不滲不漏為合格。

排水干管安裝末端管道灌水試驗竣工驗收

5.虹吸效果試驗

本工程虹吸排水系統(tǒng)安裝完成后采取了兩種方式驗證了虹吸排水的優(yōu)越性。a．采用靜態(tài)水。截取一段天溝作試驗，兩端封堵，并將該系統(tǒng)的排水管道末端封堵嚴實，用自來水灌滿天溝�？焖俅蜷_管道末端的封堵，觀察排水速度和效果，發(fā)現(xiàn)虹吸排水流量大大超過了重力排水。

b．動態(tài)水計量法。選取足夠管徑的水源，安裝水表，流量控制閥，將水引致天溝。打開水源閥門，水滿到天溝深度時，及時撤掉排水管道末端封堵，同時計時。一段時間后，關(guān)閉水源閥門并停止計時。流量與時間的比值即為該系統(tǒng)的排水量q=Q/t。通過試驗證明，該虹吸排水系統(tǒng)流量測定值在誤差允許的方位內(nèi)，滿足設(shè)計值。

五、總結(jié)

通過本工程可以看出，虹吸排水系統(tǒng)比重力排水系統(tǒng)排水量大的多，能滿足大雨時的排水。而且虹吸雨水排水系統(tǒng)比重力雨水排水系統(tǒng)有以下優(yōu)點：節(jié)約管材、節(jié)約造價，現(xiàn)場施工量減少、施工方便；降低管徑節(jié)約安裝空間，管道具備自潔能力。

擴展閱讀：虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)越性及應(yīng)用

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)越性及應(yīng)用

【摘要】虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)是一種重要的排水系統(tǒng)，對保障建筑物的使用壽命，維護居民的切實利益，具有十分重要的影響，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，虹吸式屋面排水系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過對傳統(tǒng)的屋面雨水排水系統(tǒng)的研究，和對虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的比較,簡單地研究了虹吸式排水的三個重要階段，通過總結(jié)經(jīng)驗，以對虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)進行推廣�！娟P(guān)鍵詞】屋面雨水排水系統(tǒng)經(jīng)濟一．前言：

建筑工程行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟增長行業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高都有著十分重要的影響，而建筑屋面的排水系統(tǒng)將會直接關(guān)系到整個建筑的使用壽命和使用安全，不斷的優(yōu)化屋面排水系統(tǒng)的性能和設(shè)計，對保障居民的切實利益具有十分重要的影響，虹吸式屋面排水系統(tǒng)作為一種新型的排水系統(tǒng)，以其獨有的優(yōu)勢在現(xiàn)代建筑屋面排水中得到了廣泛的應(yīng)用，加強對虹吸式屋面排水系統(tǒng)的優(yōu)越性探討，具有十分重要的社會經(jīng)濟意義。二．虹吸式屋面排水系統(tǒng)的優(yōu)越性

1.在現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的飛速時期，建筑的功能呈現(xiàn)出了越來越大的變化。虹吸式房屋雨水排水系統(tǒng)，從誕生至今已有了二十多年的歷史。在一些大型廠房、展覽館等有大面積屋面的建筑中，使用較廣泛。

傳統(tǒng)的屋面雨水排水系統(tǒng)，是按照水流的特點，從高處向低處流，從重力上進行的設(shè)計,采用了重力式的雨水斗,雨水斗的排水情況是，水流在屋頂自由堰流。流入雨水斗以后，混雜著空氣，形成水、氣混合流,當雨量過大，水流過急的時候，由于雨水斗的流量偏小,并且很難通過雨水斗急時排出。

在屋面雨水排水管系的設(shè)計時，在懸吊管的設(shè)計中，對于其排水量，應(yīng)按非滿流設(shè)計,即在雨流正常的情況下，其流滿度大約在0.8以內(nèi),管內(nèi)的水流速度不應(yīng)當小于0.75m/s，水向低處流，遵循這個原理，在懸吊管中其坡度不能小于0.5%,這就需要比較大一點的懸吊管管徑和坡降。在重力流排水中，要保證雨水斗的正常排水，因此在一根懸吊管上，雨水斗的安裝數(shù)量不應(yīng)當超過四個。懸吊管上的雨水管過多，會導(dǎo)至屋面的負荷加重，也使工程造價增加了。2.在虹吸式屋面的雨水排水系統(tǒng)與重力式屋面雨水排水系統(tǒng)相比中，虹吸式屋面的雨水排水系統(tǒng)占有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的排水能力強，排水速度較快，能快速地減輕屋面水的重量，迅速排出雨水，減少積水對屋面和建筑物的侵蝕,減輕屋面的負荷，多個虹吸式雨水斗，可以通過排水連接管連接在同一根懸吊管上，后經(jīng)由一根雨水立管排出，這樣即節(jié)省了雨水立管，也使得懸吊管不需要做坡度安裝，并且美觀大方。虹吸式雨水斗具備的隔截垃圾及大顆粒狀物質(zhì)（如冰雹）進入系統(tǒng)，并且虹吸式雨水斗具有自潔功能，在雨水斗中的雨水進入懸吊管時，對懸吊管的危害極少，所以易廣泛采用。同時，虹吸式壓力流通過安裝前的計算與設(shè)計，減小了選用管道的管徑,通過實踐證明，能有效的節(jié)約成

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