虹吸排水系統(tǒng)中的水力計算

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)也稱壓力流排水系統(tǒng)，是當(dāng)今國際上較為先進的屋面雨水排放系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用于大型廠房、展覽館、候機樓、體育館等跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的屋面，是解決屋面排水的有效途徑。 但虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)中防旋雨水斗的水力特性復(fù)雜和系統(tǒng)流速大、超泄能力有限，稍有不慎可能造成系統(tǒng)運行的失效，引起排水故障，或者產(chǎn)生很大的噪聲，雨量超過管道設(shè)計值時還會出現(xiàn)溢流。 水力計算 虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的水力計算應(yīng)包括對系統(tǒng)中每一管路的水力學(xué)工況作準(zhǔn)確的計算。計算結(jié)果應(yīng)包括每一計算管段的管徑、計算長度、流量、流速、壓力。 虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的水力計算應(yīng)符合以下規(guī)定： （1）虹吸式屋面雨水排水管系雨水斗至過渡段總水頭損失與過渡段流速水頭之和不得大于雨水斗至過渡段的幾何高差。 （2）雨水斗頂面至懸吊管管中的高差不宜小于1m。 （3）雨水斗頂面至過渡段的高差在立管管徑小于等于DN75時宜大于3m，在立管管徑大于等于DN90時宜大于5m。 （4）懸吊管設(shè)計流速不宜小于0.75m/s，立管設(shè)計流速不宜小于2.2m/s，不宜大于10m/s。 （5）虹吸式屋面雨水排水管系過渡段下游的流速不宜大于 2.5m/s，當(dāng)流速大于2.5m/s時應(yīng) 采取消能措施。 各雨水斗至過渡段的水頭損失允許誤差應(yīng)小于5kPa。水頭 損失允許誤差按下列公式計 算： 式中ΔP——水頭損失允許誤差，kPa； hver——雨水斗至出戶管過渡段的幾何高差，m；斗前水深太小，不能有效地形成虹吸滿管流，系統(tǒng)不能在虹吸狀態(tài)下運行，排水能力便不能達到設(shè)計要求的狀態(tài)。 ρ——水的密度，4℃時，ρ=1000kg/m3； g——重力加速度，9.81m/s2; Σ（L·R＋Z）雨水斗至計算點的總水頭損失，kPa；其中L· R為沿程水頭損失，Z為局部水頭損失。 系統(tǒng)內(nèi)的大負壓計算值應(yīng)根據(jù)安裝地的海拔高度、管 道材質(zhì)、管材和管件的大、小工作壓力等確定，但不應(yīng)低于90kPa。懸吊管內(nèi)的壓力按下 列公式計算： 式中Px——懸吊管內(nèi)壓力，kPa； Δhx——雨水斗頂面至懸吊管管中的幾何高差，m； Vx——計算點的流速，m/s； ρ——水的密度，4℃時，ρ=1000kg/m3； g——重力加速度，9.81m/s2。 Σ（L·R＋Z）雨水斗至計算點的總水頭損失，kPa。 管道的沿程阻力系數(shù)應(yīng)按下列公式計算 式中R——水力坡降； λ——摩阻系數(shù)； Dj——管道的計算直徑，m； V——流速，m/s； g——重力加速度，9.81m/s2。 3.4過渡段下游管道應(yīng)按重力流雨水排水系統(tǒng)設(shè)計。 另外還需要的資料為當(dāng)?shù)氐谋┯陱姸裙胶驮摻ㄖ锏奈?面匯水面積。

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建筑屋面虹吸雨水排水系統(tǒng)研究

大型廠房、倉庫、商場、賓館、體育館等建筑物的屋面均為大面積屋面,且形狀多變,而傳統(tǒng)的重力排水系統(tǒng)又無法適應(yīng)該類屋面的排水需求,故近幾年來國內(nèi)外開始采用先進的真空自吸式屋面排水系統(tǒng)，即虹吸排水系統(tǒng)。

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,大面積屋面結(jié)構(gòu)必將日益增多,而目前推廣的虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng),國內(nèi)技術(shù)尚不成熟,致使使用成本高昂,如能改進完善,降低成本,此系統(tǒng)具有極大的市場潛力。若能進一步推廣到中小型屋面應(yīng)用,前景將更為廣闊。屋面面積的增大，排水管道也必須增大管道數(shù)量增多，這必將會影響建筑物美觀和實用的要求。 虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的技術(shù)條件： 水力計算：

根據(jù)布局設(shè)計和管徑大小進行的水力計算公式應(yīng)考慮如下幾個因素： - 與普通水流相比，管道內(nèi)的氣液兩相流的水力特性是完全不同的（一般的公式只考慮層流或紊流的狀態(tài)，而沒有考慮混合流。），因此在計算時必須考慮到壓力的損失計算時必須注意，在管道內(nèi)沒有氣團存在。（3）由于電機與水泵構(gòu)成一體，無須在安裝現(xiàn)場進行耗工、耗時的電機、傳動機構(gòu)、水泵軸線對中的裝配工序，現(xiàn)場安裝方便、快速。 因為氣團會影響系統(tǒng)的排水能力。

這些條件就要求從雨水斗到管道系統(tǒng)的整套排放系統(tǒng)必須是一體的，緊密相連的。如果雨水斗有一個敞開的入口，空氣就會從入口出進入系統(tǒng)，這時就不再是虹吸式排放系統(tǒng)了，重力式排放系統(tǒng)為了達到比較好的排放效果，在安裝管道時要求的小坡度為2%。

另一個要求是系統(tǒng)的密封性，要保證無滲漏。

因此要求在配件的連接時不能采用橡膠密封圈，以承插的方式進行，這樣做因為氣密性無法得到保證很容易導(dǎo)致水的滲漏。采用橡膠密封圈承插連接的系統(tǒng)，必須為傳統(tǒng)的重力式排放系統(tǒng)，管徑的計算必須根據(jù)GB的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以傳統(tǒng)重力式的雨水排放公式進行計算。（4）高溫導(dǎo)熱油泵采用第三代聚四氟乙烯(簡稱PTFE)做唇形密封，使密封性能產(chǎn)生了飛躍，比橡膠類密封可靠性提高25倍，耐腐蝕性能極強。水平管必須以重力式排放系統(tǒng)的坡度要求進行安裝。

還有一個非常重要的要求，是關(guān)于在系統(tǒng)各部位內(nèi)負壓的限制，規(guī)定負壓不得低于-0.8公斤。其原因在于，當(dāng)負壓在-0.92公斤左右時，系統(tǒng)內(nèi)的氣泡會使整個系統(tǒng)劇烈地振動而導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。

大型屋面虹吸排水系統(tǒng)是一項對技術(shù)要求比較高的工程，朋友們需要謹慎選擇大廠合作，才能大限度的解除后顧之憂。

虹吸式排水系統(tǒng)到底有哪些優(yōu)勢呢?

虹吸排水系統(tǒng)是非常先進的產(chǎn)品，它的適應(yīng)性是非常強的，在各種結(jié)構(gòu)和材質(zhì)屋頂都適用。比如，混凝土屋頂，金屬屋頂，木屋頂，考慮人行走或綠化的屋頂，屋面不平呈梯形結(jié)構(gòu)的屋頂?shù)取?

虹吸式系統(tǒng)最核心的部件是雨水斗，雨水斗在整個系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用，在整個系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是要避免空氣通過雨水斗進入到整個系統(tǒng)。一旦有雨水進入，那么管道內(nèi)就會形成氣團，這樣是會降低系統(tǒng)的排水效率的，影響系統(tǒng)的整體性能。