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什么是虹吸排水系統

日期:2019-04-15/ 人氣:

 

  什么是虹吸排水系統?虹吸排水的工作原理是什么?在一個水缸里裝有水,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,然后松嘴,那么缸中的水就會從管子中流下來.因為管子呈一段弧形,像彩虹,又能直到吸水的作用,故稱為虹吸現象。虹吸式排水系統就是利用這個原理工作的。
 
  虹吸屋面雨水排放工作原理
 
  虹吸式屋面雨水排水系統和重力式屋面雨水排水系統均由雨水斗、雨水懸吊管、雨水立管、雨水埋地管組成,但因為系統的工作原理完全不同,在二種不同水力條件下工作,因此系統中各部件的功能要求是不一樣的,系統也有其相應的一套計算方法。虹吸式屋面雨水排水系統的最大改進和技術進步是開發了一種具有良好整流功能的雨水斗。雨水斗在其額定設計流量時處于淹沒泄流排水狀態,不滲氣;設計排水量大;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,在降雨過程中相當于從屋面上的一個穩定水面的水池中泄水,經屋面內排水管系,從排出管排出,管道全充滿的壓力流狀態,面雨水的排水過程是一個虹吸排水過程。所以,把具有虹吸排水能力的屋面雨水內排水系統稱之為虹吸式屋面雨水內排水系統。虹吸式屋面排水系統的管道在設計降雨強度呈負壓,管材的選用應考慮承受負壓的能力,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,排水管道內的真空被破壞,排水系統會從虹吸壓力流的工況轉向重力流。
 
  (2)虹吸基礎知識
 
  建筑雨水排水系統建筑雨水排水系統是建筑物給排水系統的重要組成部分,它的任務是及時排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水,避免形成屋頂積水對屋頂造成威脅,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活動。建筑雨水排水系統的分類根據不同的分類標準,雨水系統有不同的類別:
 
  1)屋面雨水系統按照管道的設置位置不同可分為:外排水系統和內排水系統。外排水是指屋面不設雨水斗,建筑物內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)根據系統是否與大氣相通分為密閉系統和敞開系統
 
  4)按雨水管中水流的設計流態可分為重力半有壓流雨水系統、重力無壓流雨水系統和壓力流雨水系統(虹吸式雨水系統)
 
  5)根據立管連接雨水斗的個數分為單斗、多斗雨水排水系統虹吸系統的原理及其特點降雨時屋面上積水達到一定高度,通過氣水分離的雨水斗,利用建筑物屋面的高度差所產生的勢能,使流態由附膜壁流轉化為氣水混合流,最后達到水一相流狀態,排水管道內逐漸產生真空進行排水。系統能充分利用水的動能,在密閉的管道中產生連續不斷的虹吸作用,實現快速、高效的排除屋面雨水。
 
  它是解決大屋面雨水排放的先進排水技術。由于虹吸排水系統是經過精確的水力計算而設計的排水系統,其管道內按滿流狀態設計,經過高精度計算,能充分利用水的動能使系統產生虹吸作用。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點。和傳統重力排水系統相比有以下特點:
 
  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;降低管材的管徑;現場施工量減少;使用更少的材料;節省安裝空間;管道具有自潔能力,不易堵塞;從設計到施工簡單快捷。隨著建筑技術的不斷發展,大空間、大容量、大面積的公共建筑,工業廠房、庫房需求量越來越大;對屋面雨水排放技術的要求將越嚴格,同時也推動新的排水技術的發展。屋面面積的增大,排水管道也必須增大管道數量增多,這必將會影響建筑物美觀和實用的要求。傳統的排水方式已不能完全滿足現代建筑的需求,而虹吸排水系統的應用是解決現代建筑大面積屋面排水問題的有效解決方式。
 
  虹吸排水技術具有很高的推廣價值和廣闊的發展前景。自從上個世紀九十年代初期國內建筑業便開始采用虹吸排水系統。特別是在一批大型項目,如廠房、機場、體育館、展覽館等建筑中的實踐應用均取得良好的排水效果,而且至今系統運行良好。虹吸系統組成和材質虹吸系統由虹吸試雨水斗、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的管道,應采用鐵管、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。這些管材除承受正壓外,還應能承受負壓。
 
  固定件:管道安裝時應設置固定件。固定件必須能承受滿流管道的重量和高速水流所產生的作用力。對高密度聚乙烯(HDPE)管道必須采用二次懸吊系統固定。
 
  虹吸設計虹吸系統的反方案設計包括兩個方面:方案初步設計系統深化校核方案初步設計
 
  虹吸系統的初步設計主要包括暴雨強度、匯水面積、雨水斗型號及數量等的確定和雨水斗、管道的布置。
 
  在選擇暴雨強度和重現期時要考慮建筑物用途和其重要性等等因數,并結合《建筑給排水設計規范》來確定,虹吸系統的重現期不應小于規范要求。一般虹吸系統的暴雨重現期不小于當地5年,取10年居多,也會因建筑物要求適當增高。因一些地區暴雨強度有兩個或更多的計算公式,設計時最好有相應設計師提供的具體數據,保證設計取值準確。沒有溢流的雨水系統是不安全的。溢流的功能主要是雨水系統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的方式設置。溢流口是在天溝或其他集水區域的側墻上一定高度設置的排水口;溢流系統又可以分為重力式和虹吸式。溢流口或溢流系統應設置在溢流時雨水能通暢流達的場所,溢流口或溢流裝置的設置高度應根據建筑屋面允許的最高溢流水位等因素確定,最高溢流水位應低于建筑屋面允許的最大積水深度,沒有具體要求時,將溢流系統或溢流口的進水最低點設在天溝最低點以上100mm至150mm位置。溢流重現期選擇一般是與虹吸系統相結合的。如:一般要求虹吸系統及溢流的總排水能力不低于當地50年重現期。歐洲國家VDI協會設計規范認為,屋面溢流裝置必須能夠滿足百年一遇的降雨強度下時的雨水流量進行校核。溢流系統的暴雨強度就是總的暴雨強度減去相應的虹吸系統暴雨強度,因為50年的暴雨強度比10年的暴雨強度一般相差不會超過10年暴雨強度的一半。

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