虹吸式排水(虹吸排水系统图讲解)

虹吸排水系统是建筑给排水系统的重要组成部分。它的任务是及时清除落在建筑物屋顶的雨水、雪水，避免屋顶水威胁屋顶，或造成雨水溢出、屋顶渗漏等水患事故，以保证人们正常的生活和生产活动。虹吸排水系统的特点是横管无坡度的满管流，能以极快的速度排出屋面积水。虹吸排水系统的主要部件是虹吸排水管和雨水斗。

对比

虹吸排水系统与传统重力排水系统的区别:1。只要满足计算要求，单个系统的雨水斗数量不限；2.雨水斗流量大，气水分流，排水速度快，效果好；3.悬吊管水平，无任何坡度，施工方便；4.立管直径小，数量少，便于装修；5、埋管少，地面开挖工作量少，有效缩短工期；
传统重力排水的特点:1。单个系统的雨水斗数量有限；2.雨水斗流量小，气水结合，排水效果差；3、立管管径大，数量多，交叉施工容易打架；4.埋管多，土建工作量大，天沟易返。

组成部分

雨水斗虹吸式屋面排水口用于虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗。具有气水分离和防涡流功能。可以有效控制铲斗前的水深。当戽前水位稳定达到设计水深时，系统中将形成虹吸全管压力流。
一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统能否按设计要求工作的关键之一。其流动稳定性越好，虹吸产生所需的屋顶集水高度就越低，其整体性能就越好。
标准雨水斗由雨水斗底座(PE材料)、圆盘(ASA)和格栅顶盖(PE)组成。此外，根据要求，我们可以提供通用绝缘底座，固定件，法兰件，焊接件，防火帽，微型加热线圈和其他配件。雨水斗的额定流量为12L/s、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等。最常用的雨水斗有25L/s和40l/s，
压力流(虹吸)雨水斗材质有HDPE、铸铁或不锈钢。它的各部分有不同的结构功能。雨水斗放置在屋顶层，上部覆盖有进水格栅。降雨过程中，雨水通过格栅罩侧面进入雨水斗。当屋面集水达到一定高度时，雨水斗内的防涡装置会阻挡空气体从外部进入，同时消除漩涡状态，使雨水顺利淹没，排入排水管。虹吸式雨水斗最大限度地减少了天沟的积水深度，将屋面的雨水荷载降到最低，增加了雨水斗的额定流量。与领先产品相比，可以部分通用。它的最大优点在于对不同功能和材料的屋顶系统的广泛适用性。换句话说，一个雨水斗通过组合相应的配件可以适用于不同的屋顶，如混凝土屋顶、金属屋顶、木质屋顶、考虑人行走或绿化的屋顶、凹凸不平的梯形结构屋顶等。雨水斗是整个虹吸系统的关键部分。对于整个虹吸式屋面雨水排水系统，最重要的是避免空气体通过雨水斗进入整个系统。如果空气体直接进入雨水斗，会在管道内形成气团，大大降低系统的排水效率，最终会和传统的重力排水系统一样。因此，虹吸式屋面雨水排水系统中使用的雨水斗必须有一个优化设计的具有防涡功能的盖子，以防止空气体通过雨水斗入口处的水流带入整个系统，并有助于在斗前水位上升到一定程度时形成水封，完全阻挡空气体进入。雨水斗的设计和安装也有一定的严格要求:

(1)雨水斗应距离墙壁至少1米。
(2)雨水斗间距一般不宜大于20m。(3)如果是平屋顶上的砾石层，雨斗格栅顶盖周围的砾石厚度不能大于60mm，最小粒径必须为15mm。(4)雨水斗安装在天沟内，采用焊接件的，天沟的宽度至少应为350mm，天沟内雨水斗的安装开口应为70mm×270mm ~ 290mm×290mm。(5)如果雨水管安装在混凝土屋顶表面，则屋顶厚度至少为160毫米。(6)具有连续梯形截面的屋顶雨水斗的开口尺寸必须为280毫米×280毫米，以安装固定装置。如果开口大于300毫米x300mm毫米，则需要加固屋顶。(7)若屋面为混凝土，雨水斗底部的雨水管直径至少应为35mm(采用焊接管接箍连接)，相应的屋面厚度应为180mm至190mm。(8)带保温层的屋面保温层厚度至少为40毫米。如果隔离层厚度大于180毫米，雨水斗的底座必须延伸到合适的长度，以便与直径为56毫米的连接管连接。
系统管道作为虹吸式屋面雨水排水系统最重要的组成部分，必须保证系统的安全、可靠、高效、连续运行。虹吸系统作为一种特殊的排水系统，必须保证完全的密封性和完备的防火措施，并尽可能地降低噪音，吸收震动，抵抗外界冲击力，最大限度地满足温度变化引起的变形。管道完全防漏并不意味着系统的密封性得到满足。总的来说，防渗漏的要求是允许小范围的渗漏，只要有补救措施。但是虹吸系统一旦泄漏，就不容易发现了。当暴雨的降雨强度突然出现时，可能会立即导致整个系统崩溃。再者，屋面雨水不能及时排出，超过了屋面的荷载强度，造成屋面坍塌。当然，微小的启封不一定会造成泄漏，但足以造成漏气。排水管道中一旦出现气团，虹吸排水的效率马上会大大降低，严重的甚至会破坏虹吸效果。因为虹吸系统利用负压排水，所以管道的管壁必须有相当的承压能力。但它不是一个完全刚性的物体。因为虹吸系统的负压一般不超过-0.08Mpa .负压过大会造成管内水流速度过快，产生气蚀，对金属管道或金属接头造成很大的损坏(-0.09Mpa接近气蚀的临界值)。同时，过高的负压会给系统带来很大的振动，降低系统的使用寿命。【/br/】HDPE管的优良特性HDPE管是在热条件下生产的，在制造过程中已经降低了材料本身的张力，所以成品后可能出现的尺寸微小变化不会造成任何危害，热胀冷缩带来的危害也降到了最低。从物理化学性质来看，HDPE管道具有很强的防腐能力，不受各种酸、碱、盐引起的电化学反应的影响。HDPE管比金属管更耐磨。耐极端温度介于–40℃和100℃之间。管道重量轻，施工方便，可以提前预制，安装效率大大提高。

HDPE管作为一种新型节能管材，从我国建筑业住宅产业化、设计标准化、材料集约化、工厂化建设和科学管理的发展趋势来看，具有巨大的发展潜力。
与PVC和铸铁管相比，HDPE管①由碳水化合物组成，对人体和动植物无害。使用寿命长，燃烧后不会产生有害物质(如PVC燃烧后的盐酸)，生产和运输过程中消耗的能源比铸铁管少。②排水管表面光滑，排水能力是铸铁管的1.5倍；HDPE 0.0015 ~ 0.015mm新铸铁管0.2-0.3；旧铸铁管0.5~1.6。③在直径和坡度相同的情况下，HDPE管的排水能力远高于铸铁管。当坡度:i=0.025，充满度:h/d=0.5:铸铁管Dn50=0.64L/s，Dn75=1.9，Dn100 = 4.08；HDPE管Dn50=1.32L/s，Dn90=3.59，Dn110=6.12。④HDPE为非极性材料，使用过程中不会结垢，排水能力不会下降。

⑦HDPE管具有良好的防噪音效果，提高生活环境质量。在相同的试验条件下，HDPE是一种弹性模量低、密度小的弹性材料，可以最大限度地避免噪音，防止噪音传播。⑧HDPE排水管抗冲击性好，安全性高，可放心使用50年。HDPE排水管的抗冲击性比PVC好很多。HDPE是柔性材料，GB/T标准中没有抗冲击性能测试的要求。HDPE管的断裂伸长率大于350%，最高可用于240m的建筑。HDPE管可在0.6Mp的压力下使用，也可用于加压排水。PVC管非常脆，在正负压力的反复作用下，容易发生疲劳破坏。(在高层建筑中更明显)⑨施工安全性高。施工现场的意外撞击和坠落对HDPE排水管的影响很小。低温下运输和施工时不易损坏，不会有隐患。一般的PVC排水管在常温下特别是低温下容易损坏，必然会给施工留下隐患，给用户和施工单位带来巨大的损失。一项针对北京、上海、重庆、广州、哈尔滨等城市排水管使用情况的调查显示，约35%的业主反映排水管漏水，且多为PVC管。

辅助固定系统安装固定系统的主要作用是辅助管道的安装和固定。虹吸雨水管道系统的固定装置包括与管道平行的方形钢导轨、管道与方形钢导轨之间的连接管卡(根据管径不同，每隔0.8 ~ 1.6米设置管卡)、固定钢导轨的吊架和镀锌转角。该安装系统还包括管夹配件，其可以固定管道的轴向，并通过使用锚定管夹安装在管道的固定点处。水气混流排水过程中有一个很重要的要求，就是关于系统各部分负压的限制，规定负压不得低于-0.8 kg。原因是负压在-0.92kg左右时，系统中的气泡会在压力的作用下破裂，导致整个管道系统剧烈振动。因此，为了保证系统的正常运行，管道振动的危害是一个不容忽视的问题。如果不防止振动，可能会影响建筑结构的使用寿命，还可能导致整个系统的破坏。安装系统的主要功能之一是吸收这些振动，以防止它们影响建筑结构。由于温度的变化，管道必然会热胀冷缩。系统内部形成张力或压力，作用在管接头上。
固定系统的安装可以防止建筑结构受到刚性安装排放系统中热胀冷缩堵塞产生的力的破坏，吸收热胀冷缩引起的管道位移。同时，可以避免管道因悬挂应力而变形。
无论是系统振动产生的外力，热胀冷缩产生的内力，甚至是悬挂管道承受的重力，都会通过连接件传递到方形导轨上，避免系统变动，减少对建筑结构的影响。
固定系统不仅可以固定管道，传递管道应力，还有助于在不影响管道水平应力的情况下，增加屋顶到水平管道的距离。【/br/】总之，固定系统虽然是虹吸雨水排水系统的辅助部分，但起着至关重要的保护作用。【/br/】在整个降雨过程中，随着降雨量的增减，悬浮管内的压力和水流状态会反复变化。
与悬管类似，立管内的水流状态会从附壁流逐渐过渡到泡状流和气水的漂浮流，最后形成虹吸效应时，接近单向流动。
通过控制管道的管径和高差，可以控制雨水在管道中的流态，系统大部分时间可以工作在虹吸压力充满管流的流态。管道内满管流形成一定负压，斗前水面受管道内外压差影响，增加了管道的流量，大大增强了雨水系统的排水能力。这就是虹吸雨水排水系统的工作原理。与传统雨水系统相比，虹吸雨水系统具有管径小、排水量大、立管少、对建筑立面和空影响小等优点。