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虹吸排水系統(tǒng)的工作原理

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(lái).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。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。

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的大改進(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(guò)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(guò)程是一個(gè)虹吸排水過(guò)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。 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)。虹吸式雨水斗siphonicroofoutlet用于虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的雨水斗具有氣水分離、防渦流等功能。

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(wú)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水系統(tǒng)、重力無(wú)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(guò)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。在安裝虹吸排水系統(tǒng)之前，需要做好相關(guān)的暴雨重現(xiàn)期的測(cè)試，根據(jù)水深的大小，暴雨重現(xiàn)可以很好的控制管道的大小。

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(guò)準(zhǔn)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(guò)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(wú)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(jiǎn)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(kù)房需求量越來(lái)越大；虹吸排水系統(tǒng)的特點(diǎn)是橫管不設(shè)坡度的情況下，形成滿管流，以極快的速度排清屋面的積水。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(wèn)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(guó)內(nèi)建筑業(yè)便開始采用虹吸排水系統(tǒng)。

江西林基塑膠有限公司是一家以塑料管材、管件研發(fā)、制造、銷售技術(shù)服務(wù)于一體的新型塑料管道高新技術(shù)民營(yíng)企業(yè)，主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)聚乙烯（PE）管材、管件，PP-R管材，PE同層虹吸排水、 PE滴灌管材管件，HDPE增強(qiáng)纏繞管（克拉管）、HDPE雙壁波紋管、PE檢查井、玻璃鋼化糞池、玻璃鋼穿線管等系列管道產(chǎn)品，并配套了機(jī)械/智能水表、閘閥、熱熔機(jī)等管道相關(guān)配件

虹吸排水屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵

市場(chǎng)上出現(xiàn)的虹吸排水屋面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)廠家也越來(lái)越多，而虹吸排水屋面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員和專業(yè)安裝人員卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了目前的市場(chǎng)，這就造成了很多工程雖然采用了虹吸排水系統(tǒng)，但是不但沒有解決排水問(wèn)題，反而給業(yè)主造成了巨大損失，這其間有很多原因，有設(shè)計(jì)計(jì)算的錯(cuò)誤，也有安裝人員將系統(tǒng)安裝錯(cuò)誤等等直接破壞虹吸的形成，造成天溝的泛水及屋面的滲漏；另一種是基于兩相流技術(shù)的計(jì)算，這種方法是建立在生產(chǎn)廠家自己大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，是半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法，是普遍適用，還是只對(duì)廠家自己的產(chǎn)品適用還有待定論。在具備長(zhǎng)期從事設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)中，在設(shè)計(jì)和安裝上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)具體總結(jié)了以下幾點(diǎn)：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

暴雨重現(xiàn)期P提供時(shí)要明確（一般廠房建議5年，按照10年校核；重要建筑建議10年，按照50年校核；大型建筑、公建項(xiàng)目及對(duì)工藝有嚴(yán)格要求）建議50年甚至100年，也必須得考慮溢流口或溢流系統(tǒng)；

系統(tǒng)管道不穿伸縮縫、沉降縫，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以此為分區(qū)線；

<400m2的屋面盡量采用重力雨水系統(tǒng)；

大型廠房，尤其是中間天溝處排水；

在條件允許的情況下，雨水斗下尾管長(zhǎng)度保證1m，這樣能夠控制天溝水深；

混凝土屋面可不做深天溝，但須根據(jù)找平層和找坡做一個(gè)淺溝即可，但有塔樓的屋面，其裙房屋面的天溝須設(shè)置深天溝；

由于虹吸排水系統(tǒng)管徑經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，在深化設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)天溝尺寸原則性的一些要求是不能隨便更改的，當(dāng)天溝的深度不能滿足虹吸要求時(shí)，在安裝雨水斗處的天溝須局部下沉，以保證雨水斗斗前水深；

對(duì)于系統(tǒng)組件的要求

虹吸雨水斗：雨水斗底盤應(yīng)為流線型設(shè)計(jì)，以降低排水時(shí)的阻力，以順利讓系統(tǒng)排水時(shí)天溝中的水直接進(jìn)入管道內(nèi)，其材質(zhì)為不銹鋼。

管材：虹吸排水系統(tǒng)選擇管材為HDPE（高密度聚乙烯）管；屋面高度在55m以下的應(yīng)采用6公斤壓力，整個(gè)系統(tǒng)的管材壓力應(yīng)保證采用同一種級(jí)別壓力的管材，以免安裝錯(cuò)誤造成負(fù)壓較大處安裝的低壓力級(jí)別的管道，高層建筑除外。

管配件：所有配件內(nèi)壁應(yīng)光滑，并且在條件允許的情況下正常設(shè)計(jì)中不允許Y三通垂直向上安裝，雨水斗下尾管直接垂直接入Y三通。

固定件：如果在沒有解決系統(tǒng)管道的熱脹冷縮問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)必須采用二次懸吊系統(tǒng)，而不能全部采用固定支架固定；方鋼必須保證內(nèi)外熱鍍鋅。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)以安裝方便為原則，如果復(fù)雜的項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，否則可能會(huì)造成設(shè)計(jì)和施工差距較大造成無(wú)法施工的情況出現(xiàn)。

總而言之，虹吸排水系統(tǒng)方案進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，一定以節(jié)省造價(jià)、考慮施工簡(jiǎn)單性、提高安全性、保證建筑物的美觀、發(fā)揮虹吸系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)等方面因素來(lái)設(shè)計(jì)。

通常而言虹吸排水系統(tǒng)就有哪些部分組成

組成部分一：虹吸式雨水斗。該部分是整個(gè)虹吸排水系統(tǒng)最關(guān)鍵的所在之一，它的穩(wěn)流性一般越好，所產(chǎn)生的虹吸就需屋面匯水高度越低，其整體性能才會(huì)越來(lái)越優(yōu)越；虹吸排水的管材如何選擇虹吸排水是指利用虹吸效果將容器內(nèi)的水排出的一種系統(tǒng)，可以極快的排出積水，受到廣大用戶的喜愛。當(dāng)然了雨水斗還包括有反旋渦頂蓋、隔柵片、底座與底座支管等組成，常用的額定流量就為25L/S和40L/S2種。

  組成部分二：管材與管件。該組成部分就是虹吸排水系統(tǒng)中的經(jīng)脈，能連接著整個(gè)系統(tǒng)中每一個(gè)地方，在排水中起著很大的作用，甚至在同一個(gè)系統(tǒng)中的管材與管件，其他們的材質(zhì)也是相同的，且也需保證在材質(zhì)上必須有抗壓作用，這樣才能保證使用中的安全。

  組成部分三：固定件?？赡苓@個(gè)部分在平時(shí)應(yīng)用中雖然毫不起眼，但是該部分的組件卻起作用非常大，能夠有效固定管道并承受滿流管道的重量與高速流水所產(chǎn)生的作用；梅雨季節(jié)的話，雨水不是很大，會(huì)造成斗前水深小，這樣不能很好的形成虹吸滿流，虹吸排水系統(tǒng)就不能達(dá)到工作狀態(tài)。尤其對(duì)于HDPE管道而言，很多時(shí)候還應(yīng)該采用二次懸吊系統(tǒng)進(jìn)行固定，不然就將無(wú)法承受流水所帶來(lái)的作用力。