虹吸式排水系統

排水原理

利用建築物屋面的高度使雨水具有勢能，從而使滿管流動時產生虹吸作用，在雨水連續流經雨水懸吊管轉入雨水立管處管道產生最大負壓。屋面雨水在管內負壓的抽吸作用下能以較高的流速被排至室外。

系統組成

虹吸式屋面雨水排水系統由防漩渦雨水斗、雨水懸吊管、雨水立管、埋地管、雨水出戶管組成。

形成過程

虹吸式雨水排放系統形成虹吸,分波浪流、脈衝流(脈動流)、活塞流(拉拔流)、泡沫流(乳化流)、滿管流等5 個階段在降雨初期,雨水排水系統懸吊管內的雨水為非滿管流，以波浪流和脈衝流為主，系統處於重力流狀態。隨著雨量的增大則斗前水深逐步增大，水流逐步過渡到活塞流和泡沫流並間歇性地產生虹吸滿管流流態，懸吊管內出現較明顯的負壓。虹吸的形成使系統排水能力突然增大，斗前水深又會回落，系統重新回到重力流方式。這種變換會來回持續一段時間，直到降雨量進一步增大，斗前水深趨向穩定，系統摻氣量減少，最終形成穩定的虹吸滿管流。

優勢對比

根據規範規定,重力流屋面雨水排水管系的懸吊管應按非滿流設計,其充滿度不宜大於0.8 ,管內流速不宜小於0.75 m/ s ,且坡度不宜小於0.5 % ,需要較大的懸吊管管徑和坡降。同時為了使在同一根雨水管上的各個雨水斗的雨水能夠正常排放,因而限定一根雨水懸吊管的雨水斗的數量不得超過4 個,這也導致了雨水懸吊管和雨水立管數量的增加,同時增加了屋面荷載,也增加了工程的造價。

虹吸式屋面雨水排水系統,提高了排水能力,能迅速排除屋面雨水,減輕屋面荷載，減少屋面積水對建築物屋頂結構的危害;懸吊管接入雨水斗的數量不受限制,節省了雨水立管;懸吊管不需做坡度,安裝方便美觀,在機電安裝空間內始終只保持一個安裝高度，便於機電綜合協調;不需要設定檢查口或清掃口(因為虹吸式雨水斗的設計可隔截垃圾及大顆粒狀物質進入系統以及系統具有自潔功能) ;系統按虹吸式壓力流計算可以減小選用管道的管徑,工程實踐證明可大量減少工程造價。

工程案例

長沙某實業有限公司辦公樓工程是集會議、接待、辦公於一體的綜合性工程。工程占地面積為14422m2。主樓20層，局部7層，裙樓4層，局部5層。屋面面積：主樓1754m2 ，裙樓12154 m2。

裙樓部分雨水系統設計相關技術數據：設計重現期P = 5 a；長沙5分鐘暴雨強度q5 = 0. 0626 L / ( s/m2 ) ;裙樓總匯水面積Fw = 12154m2 ；平屋面(坡度< 2. 5% ) , K1 取1。根據Qy = K1·Fw ·q5 /100 =12154 ×6. 26 = 760. 84 L / s,以1個雨水斗200m2計需61個雨水斗。

若採用普通重力流雨水排放系統，按每根De10立管分擔匯水面積250m2計算,需排水立管49根。若按De10及De160管計算則需41根De10立管帶61個雨水斗或19根De160立管帶61個雨水斗。

根據上述闡述，虹吸雨水排放系統具有流量大、流速快、強度高、耐久性好、不易滲漏、便於平面布置、施工方便、節省材料、工期短、造價較低等諸多優點，所以該工程(裙樓部分)採用虹吸雨水排放系統。進一步深化設計後確定: De90 系統1 個, De10 系統5個,De125系統2個,De160系統5個,總計13個系統帶62個雨水斗。