《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》是中國建築第七工程局、北京城建集團有限責任公司、上海市安裝工程有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是王水木、洪安輝、吳建英、梁豐、段先軍、謝會雪、沈耀中、張忠秀；適用範圍是工業與民用建築的屋面雨水排水系統。
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》主要的工法特點是虹吸式雨水斗採用機械固定方式；管道排水可實現滿管流，排水暢通，節省雨水斗、管材和雨水檢查井等；機械強度高，施工簡便。
2008年1月31日，《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：虹吸式屋面雨水排水系統施工工法
- 工法編號： YJGF158-2006
- 完成單位：中國建築第七工程局、北京城建集團有限責任公司、上海市安裝工程有限公司
- 主要完成人：王水木、洪安輝、吳建英、梁豐、段先軍、謝會雪、沈耀中、張忠秀
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2005-2006年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
虹吸式雨水系統自誕生於歐洲以來，憑藉其泄流量大、耗費管材少、節約建築空間和減少地面開挖等突出優勢，在全球範圍內得以迅速發展和不斷改進。在中國，隨著大跨度、大面積的建築日趨增多、對建築空間的要求不斷提高，在一些機場和展覽館等建築上成功地套用後，虹吸雨水系統也得到迅速發展。
為克服上述問題，決定屋面排水採用虹吸式雨水排水系統，通過聯合設計單位、廠家，根據建築結構實際情況，最終確定一套最為理想的虹吸雨水排水方案。該方案在工程中取得很好的效果，並形成《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》。
工法特點
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的工法特點是：
1.虹吸式雨水斗採用機械固定方式，能確保雨水斗與屋面連線密封。
2.管道排水可實現滿管流，排水暢通，節省雨水斗、管材和雨水檢查井等；節約建築空間，使建築外形美觀。
3.機械強度高，施工簡便。
操作原理
適用範圍
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》適用於工業與民用建築的屋面雨水排水系統。
工藝原理
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的工藝原理敘述如下：
虹吸式屋面雨水排水系統依靠虹吸式雨水斗在天溝水深達到一定深度時實現氣水分離，使整個管道呈現滿流，在雨水連續流過雨水懸吊管轉入雨水立管跌落時，產生最大負壓而形成抽吸作用，從而進入虹吸狀態，實現迅速、高效的排水功能。該系統由虹吸式雨水斗、管材（懸吊管、立管、排出管）管件、固定件組成。
施工工藝
- 工藝流程
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的施工工藝見圖1。
圖1 工藝流程圖
- 操作要點
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的操作要點如下：
一、施工準備
審查圖紙，在管道穿過樓板和剪力牆處預留孔洞。在屋面結構施工時，配合土建預留符合雨水斗安裝孔洞或直接將雨水斗座連同保護螺絲預埋在屋面混凝土中，預埋時應出屋面找平層厚度。
二、支架製作安裝
1.管道安裝時應設定固定件，固定件必須能夠承受滿流管道的重量及高速水流所產生的衝擊力。對HDPE管道系統，固定件還應吸收管道熱脹冷縮時產生的軸向應力。
2.固定件應根據各種管材要求設定，位置準確，埋設平整，與管道接觸緊密，不得損傷管道表面。
3.固定件宜採用與虹吸式屋面雨水排放系統配套的專用管道固定系統，且應鍍鋅。
4.管道支吊架固定在承重結構上，位置正確，埋設牢固。
5.鋼管支、吊架間距：橫管不大於表1的要求，立管≤3米。當層高≤4米時，立管可安裝1個支架。鋼管溝槽式接口、鑄鐵管機械接口的支、吊架位置應靠近接口，但不得影響接口的拆裝。見表1。
公稱直徑（毫米） | DN50 | DN70 | DN80 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 |
最大間距（米） | 5 | 6 | 6 | 6.5 | 7 | 8 | 9.5 | 11 | 12 |
6.鑄鐵管支吊架間距：橫架不大於2米，立管不大於3米。當層高≤4米時，立管安裝1個支架。
7.HDPE懸吊管採用方形鋼導管進行固定。方形鋼導管的尺寸如表2的要求。方形導管沿HDPE懸吊管懸掛在建築物結構上，HDPE懸吊管則採用導向管卡和錨固管卡連線在方形鋼導管上。HDPE管懸吊管的錨固管卡宜設定在橫管的始端、末端和三通的兩端及支管處，當HDPE懸吊管管徑大於DN250時每個固定點應採用兩個錨固管卡。HDPE管立管的錨固管卡間距≤5米，導向管卡間距≤15倍管外徑。當虹吸式雨水斗的下端與懸吊管的距離≥750毫米時，在方形鋼導管上或懸吊管上增加兩個側向管卡。
HDPE管外徑 | 方形鋼導管尺寸 | HDPE管外徑 | 方形鋼導管尺寸 |
DN40~200 | 30×30 | DN250~315 | 40×60 |
8.不鏽鋼管支、吊架間距：橫、立管不大於表3的要求。
公稱直徑（毫米） | DN50~65 | DN80~125 | DN150~200 |
橫管間距（米） | 2.5 | 3 | 3.5 |
立管間距（米） | 3 | 3.5 | 4 |
- 雨水斗安裝
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的雨水斗安裝要點如下：
虹吸式雨水斗宜設定在屋面或天溝的最低點，每個匯水區域的雨水斗數量及雨水斗之間的間距應符合設計要求；屋面或天溝的雨水斗與管路系統應可靠連線；系統接多個雨水斗時，雨水斗排水連線管應接在懸吊管上，不得直接接在雨水立管的頂部；接入同一懸吊管的虹吸式雨水斗宜在同一屋面標高；天溝起點標高應根據屋面的匯水面積、坡度及虹吸式雨水斗的斗前水深確定。天溝坡度不宜小於0.003；雨水斗內不得遺留雜物、充填物或包裝材料等，短管內的密封膏清理乾淨，以免堵塞。雨水斗要水平安裝且要保證天溝內雨水能排淨。雨水斗與雨水管道連線時，若材質不同，套用相應的接頭轉接。
一、現澆鋼筋混凝土屋面雨水斗安裝（圖2）
將雨水斗座連同保護螺栓預埋在設計的混凝土中，並預留找坡、找平層的高度；屋面防水施工完成後，旋掉保護螺栓，將表面清理乾淨，安裝上雨水斗配套的螺桿，裝上密封膠圈；屋面鋪設柔性防水卷材時將卷材在螺桿位置處鑽孔；用螺帽將卷材壓環，空氣擋板、雨水整流柵固定在雨水斗座上；根據要求調節好空氣擋板上部的調節螺桿並固定螺桿。
圖2 現澆鋼筋混凝土屋面雨水斗安裝（單位：毫米）
二、鋼板或不鏽鋼板天溝（檐溝）內雨水斗安裝（圖3）
安裝在鋼板或不鏽鋼板天溝（檐溝）內的雨水斗，可採用氬弧焊與天溝（檐溝）焊接連線或螺栓連線。
圖3 鋼板或不鏽鋼板天溝（檐溝）內雨水斗安裝
- 管道安裝
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的管道安裝要點如下：
雨水管道按施工圖的位置安裝，懸吊管宜水平安裝，不得倒坡。雨水立管上設定的檢查口中心距地面1.0米。雨水斗立管與橫管的連線採用45°三通，橫管與立管、立管與排出管的連線彎頭採用2個45°彎頭或R≥4D的90°彎頭。雨水管穿過牆壁和樓板時，設套管，套管安裝要符合有關規範要求。懸吊系統儘量少穿越建築物沉降縫、伸縮縫，如現場情況無法避免時，按設計要求採取措施安裝過程中，要有成品保護措施。
一、HDPE管安裝
1.HDPE管用熱熔對焊連線或電熔套管連線。
2.HDPE管用管子切割機切割，切口垂直於管中心。
3.在懸吊的HDPE水平管上使用電熔管箍，與固定件配合安裝。
二、承壓鑄鐵排水管安裝
1.承壓鑄鐵排水管採用法蘭連線。
2.按圖紙要求安好支架。
3.在插口上面畫好安裝線，承口端部的間隙取5~10毫米，在插口外壁上畫好安裝線，安裝線所在平面應與管的軸線垂直。
4.在插口端先套入壓蓋，再套入橡膠圈，膠圈邊緣與安裝線對齊。
5.將插口端插入承口內，為保持橡膠圈在承口內深度相同，在推進過程中，儘量保證插入管的軸線與承口軸線在同一直線上。
6.擰緊螺栓使膠圈均勻受力，螺栓緊固不得一次到位，要逐個逐次逐漸均勻緊固。
三、鋼管安裝（鍍鋅鋼管、塗塑鋼管、襯塑鋼管）
1.DN≤100用螺紋連線，DN>100溝槽連線。
2.螺紋連線：按設計要求選材，下料，套絲分2~3次套完，且有1°左右的錐度。立管安裝從上到下統一吊線安裝卡件，將預製好的管按編號分層排開。安裝前先清掃管膛，絲扣連線時抹上白厚漆纏好麻絲，按編號安裝，絲扣外露2~3扣安裝完後找正找直，清除麻絲，加好絲堵。
3.溝槽連線：按設計要求選材，下料，採用機械截管，截面垂直軸心，用專用滾槽機壓槽。壓槽時管段保持水平，鋼管與滾槽機截面呈90°，並持續漸進，槽深應符合表4的要求，並用標準量規測量槽的全周深度。
對卡箍管件的密封圈進行相應的潤滑，使用中性的潤滑劑對密封圈整體或只對外表面進行潤滑；把卡箍管件的密封圈套入管子一端，將另一管子與該端管口對齊，把密封圈移到兩管子密封面處，密封圈兩側不應伸入兩管子的溝槽；先把卡箍管件的接頭兩處螺絲鬆開，分成兩塊，先後在密封圈上套上兩塊外殼，裝上螺栓，輪流擰緊螺帽，緊固卡箍。
管徑DN | 溝槽深 | 公差 | 管徑DN | 溝槽深 | 公差 |
≤80 | 2.20 | +0.3 | 200~250 | 2.50 | +0.3 |
100~150 | 2.20 | +0.3 | 300 | 3.0 | +0.5 |
四、不鏽鋼管安裝
1.不鏽鋼管DN≤100採用卡壓式、環壓式、承插氬弧焊，DN≥125採用對接氬弧焊連線。
2.卡壓式管道安裝：（1）斷管，用管道切割器垂直斷管或用砂輪切割機按所需長度垂直切割，切割後去除管口內外毛刺並整圓；（2）採用三元乙丙橡膠圈（EPDM）或氯化丁基橡膠圈（CIR），放入管件端部U形槽內時，不得使用任何潤滑劑；（3）在管材端部劃出插入長度的劃線標記，管材插入管件時，保證劃線標記到管件承口端面的淨距離在2毫米以內，且橡膠圈不得扭曲、移位；（4）將卡壓鉗凹槽安置在接頭本體圓弧凸出部位，通過壓接式工具產生恆定壓力，使管件和管材的外形微變形，壓接成六角形或橢圓形，達到所需連線強度，同時使“O”形密封圈產生壓縮形變，保障密封效果。
3.承插氬弧焊式管道安裝：（1）斷管同前；（2）將不鏽鋼鋼管插入管件的承口時，抵住承口底部後，再向外拉1~2毫米；（3）用鎢極氬弧焊（簡寫TIG），將承口端部作環狀焊縫。
4.對接氬弧焊式管道安裝：（1）斷管同前；（2）將準備連線的不鏽鋼鋼管和管件的兩端，用手提砂輪破口；（3）用氬弧焊（簡寫TIG），將管材和管件作環狀焊縫。
- 埋地管安裝
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的埋地管安裝要點如下：
排出管宜採用HDPE管或鋼管。鋼管可直接鋪設在未經擾動的原土地基上，當不符合要求時，在管溝底部應鋪設厚度不小於100毫米的砂墊層。HDPE管鋪設在一般土質的管溝內鋪一層厚度不小於100毫米的砂墊層，在穿入檢查井與井壁接觸的管端部位塗刷二道膠粘劑，並滾上粗砂，然後用水泥砂漿砌入，防止漏水，雨水立管的底部彎管處應設混凝土支墩或採取牢固的固定措施。
- 灌水、通水試驗
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的灌水、通水試驗要點如下：
1.埋地部分管道隱蔽前必須做灌水試驗，試驗合格後方可隱蔽。
2.雨水斗安裝後，必須對屋頂或天溝做灌水試驗。試驗時堵住所有雨水斗，向屋頂或天溝灌水。淹沒雨水斗，持續1小時，雨水斗周圍屋面或天溝應不滲漏，為合格。
3.雨水管道安裝後應做灌水試驗。灌水高度必須到每個系統上部的雨水斗。滿水15分鐘水面下降後，再灌滿觀察5分鐘，液面不降，管口及接口無滲漏為合格。
4.雨水主立管、水平管及乾管均應作通水試驗，排水應暢通無堵塞。
- 勞動力組織
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的勞動力組織見表5。
序號 | 單項工程 | 所需人數 | 備註 |
1 | 技術人員 | 2 | 視項目大小而定 |
2 | 管工 | 5 | |
3 | 電焊工 | 1 | |
4 | 普工 | 4 | |
╱ | 合計 | 12 | ╱ |
材料設備
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1.管材
應採用鑄鐵管、鋼管（鍍鋅鋼管、塗塑鋼管、襯塑鋼管）、不鏽鋼管及HDPE管材料。用於同一系統的管材和管件及虹吸式雨水斗的連線短管應採用相同材質，且應符合相應的產品標準要求。
2.雨水斗（圖4）、尺寸（表6）：應採用經水力測試的虹吸式雨水斗且帶有防渦流裝置。
圖4 雨水斗
序號 | 型號 | 規格DN | D | H | H1 | H2 | H3 | 編號 | 部件名稱 |
1 | YT（YL）50A、B | 50 | 330 | 415 | 85 | 120 | 200 | 1 | 導流罩 |
2 | YT（YL）75A、B | 75 | 460 | 504 | 144 | 160 | 200 | 2 | 固定螺栓 |
3 | YG50A、B | 50 | 400 | 420 | 100 | 120 | 200 | 3 | 防水壓板 |
4 | YG80A、B | 80 | 450 | 460 | 100 | 160 | 200 | 4 | 防水法蘭 |
╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | 5 | 整流器 |
╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | ╱ | 6 | 雨水斗本體 |
3.設定於屋面上的虹吸式雨水斗其接觸片材質應和屋面防水材料相對應。對於採用瀝青作為防水材料的屋面可採用不鏽鋼的接觸片。設定於天溝內的虹吸式雨水斗應帶連線片，連線片材質應根據天溝材質確定。
4.機具設備：電熔焊機、對接型熱熔機、角磨機、電焊機、切割機、水平尺；套絲機、滾槽機、電鑽。
質量控制
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的質量控制要求如下：
1.管道施工應滿足相應材料施工工藝及規範要求。
2.雨水斗安裝位置符合設計要求。雨水斗與屋面之間連線處應嚴密不漏。
3.雨水管的固定件固定牢固，固定支架設定在承重結構上。
4.雨水斗安裝後、灌水試驗必須合格。主立管、水平管及乾管均做灌水、通水試驗，必須合格。
安全措施
採用《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.電工、焊工必須取得操作證，方可進行作業。電熱熔施工過程要按照熱熔技術規程進行，防止發熱板燙傷人。
2.正確使用個人防護用品和安全防護措施，禁止穿拖鞋和光腳進入施工現場。在高空作業時，應系好安全帶。
3.用電設備必須有可靠的接地保護裝置。
環保措施
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的環保措施如下：
1.施工作業面保持整潔，嚴禁將建築施垃圾隨意拋棄，做到文明施工，工完場清，定點堆放。
2.施工用水不得隨意排放，應進行沉澱處理後直接排入排水系統。
3.施工用料應做到長材不短用，加強材料回收利用，節約材料。
4.儘量使用低噪聲的施工作業設定，無法避免噪聲的施工設備，則應對其採取噪聲隔離措施。
5.現場使用的粘結材料和油漆製品儘量使用環保標誌產品，同時施工時應保證通風良好，並且施工人員要戴好防護口罩，同時使用後隨即存放於專存庫房內。
效益分析
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的效益分析如下：
虹吸式雨水系統與普通（重力流）雨水系統的經濟對比。
福建師範大學綜合體育館屋面為鋼網架，排水採用虹吸式雨水系統。管道系統採用HDPE管，造價為176414元。如該工程採用普通（重力流）雨水系統，需用24根柔性鑄鐵雨水管，則其成本為183884元，天溝還需要做24個不鏽鋼集水槽匯集雨水，鋼構加固費用約1.5萬元/個×24個=36萬。從以上分析中不難看出，選擇虹吸式雨水系統能夠降低工程成本。2005年後，隨著虹吸式雨水系統的廣泛套用，虹吸式雨水斗的專利費會降低，工程成本也會下降。
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》的套用實例如下：
福建師範大學綜合體育館屋面為鋼網架，排水採用虹吸式雨水系統。管道系統採用HDPE管，熱熔連線。整個屋面採用6套（F1-F6）虹吸式雨水系統。屋面排水面積為6000平方米。只用18個DN100雨水斗，6根排水立管。截至2005年，使用良好。
榮譽表彰
《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》被確定為福建省省級工法。
2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《虹吸式屋面雨水排水系統施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。
