虹吸式屋面雨水排放系统讲义

会计学1虹吸式屋面雨水排放系统讲义虹吸式屋面雨水排放系统讲义一一.两种排水系统简介两种排水系统简介目前，屋面雨水排水通常采用的方式称为“重力式排水系统”。这是经几十年沿用下来的传统方式，该系统由普通雨水斗、雨水立管、埋地汇总管组成。重力排水系统 一例第1页/共21页该排水系统主要工作原理是利用屋面雨水本身的重力作用由屋面雨水斗经排水管道自流排放。排水管道按非满流状态设计，必须有一定的坡度。为了达到比较好的排放效果，在安装管道时要求悬吊管的最小坡度为2%。为安全起见规范还规定宜采用单斗排水。即一个雨水斗对应一根雨水立管。这样，重力屋面雨水排水系统具有以下不足：1.雨水立管数量多；2.雨水管管径大；3.雨水悬吊管因有坡度，占据的建筑空间大；4.对不同建筑物适用性、灵活性较差；5.连接各立管的埋地管地下工作量较多；6.整个系统的工程造价较高。重力屋面雨水排水系统第2页/共21页随着时代的前进，当今建筑物正朝着“大面积”、“大体量”的方向发展。在会馆、展馆、体育场馆、大型厂房及候机楼、飞机库等大型工业和民用建筑中，屋面面积很大，这势必导致雨水管道增多，管径增大，影响建筑物的美观和实用。因此，传统的屋面排水系统已显得不相适应了。人们发现，利用“虹吸”原理，可以解决大面积屋面排水问题。于是，一种“虹吸式屋面雨水排水系统”近十几年来在国际上迅速发展起来，现已渐渐在国内建筑物上有所应用。第3页/共21页二.什么是虹吸式屋面雨水排放系统虹吸式屋面雨水排放系统是一个由防漩涡雨水斗、无坡度悬吊的高密度聚乙烯管、悬吊装置、雨水立管、雨水出户管组成的屋面排水系统。工作原理利用雨水从屋面流向地面的所具有的势能，在管道内形成满流状态后，对悬吊管及雨水口有负压抽吸作用，也就是形成象前面介绍过的潮水洞那样的“虹吸现象”，从而快速地彻底排清屋面积水。第4页/共21页虹吸排水系统示意图系统图实体图第5页/共21页排水过程 2.将要形成虹吸 3.形成虹吸 1.未下雨状态 第6页/共21页防漩涡雨水斗三.材料与安装空气在水流旋转作用的带动下，空气水水 重力式排水系统的普通雨水斗有一个完全敞开的入口，从入口进入整个雨水排放系统。第7页/共21页空气挡板进水格栅防漩涡雨水斗虹吸式排水系统专用的防漩涡雨水斗内有空气挡板和进水格栅，降雨过程中，雨水通过格栅，侧面进入雨水斗，当屋面汇水达到一定高度时，雨水斗内的反涡流性能将阻挡空气从外界进入，使雨水平稳流进入排水管。同时，还能保持一定的斗前水深，以满足虹吸现象完全隔断空气的要求。第8页/共21页1将已安装保护螺丝的雨水斗斗体预埋在设计位置的混凝土中2旋掉保护螺丝，将表面的灰尘清洗干净；安装上专用的配套螺杆；装上自粘密封胶圈；铺设柔性防水卷材3用螺帽将防水压环紧固在雨水斗斗体上4依次安装整流装置、导流罩第9页/共21页密封膏封边防水层附加防水层水泥砂浆层屋面板螺栓固定第10页/共21页 管道作为排水系统最主要的部分，必须确保系统安全可靠，高效持续的运行。虹吸式系统作为一个特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封性，并且做到尽可能降低噪声，吸收震动，抗击冲击外力和抗温度变化形变。由于虹吸系统是利用负压排水的，因此管道的管壁必须具备相当的承压能力。但是也不是完全的刚性体。因此，虹吸排水系统不采用PVC管，采用的是HDPE高密度聚乙烯管，这种管材能承受较大的冲击力，且不会因弯曲而破裂、折断，还具有耐腐蚀性，其抗极端温度范围也大，同时管子自身重量轻，施工方便。管道连接方式方便灵活。管道可根据需要，采用不同的连接方法，如：对焊、电焊管箍连接、法兰连接、螺纹连接、伸缩管接头等。HDPE还可以和钢管，铸铁管，陶瓷管等其它管材的管道连接。只需通过专门的加热电焊机就可以进行操作。高密度聚乙烯管第11页/共21页 虹吸式雨水管道系统的悬吊管安装坡度为零，可以采用传统的管道支吊架安装。更好的是有一种比较先进的固定装置，称为二次悬吊装置，它包括与管道平行的方形钢导轨，管道与方形钢导轨间的连接管卡和用于固定钢导轨的吊架。安装方便牢固。无论是悬挂管道的重力、系统震动的外力，还是热胀冷缩引起的内力，都由连接件传至方形导轨，减少对于建筑结构的影响，钢屋架结构可采用。悬吊装置图悬吊装置 二次悬吊装置一次悬吊装置第12页/共21页总而言之，固定系统虽然是虹吸式雨水排放系统的辅助部分，却起到至关重要的保护的作用 安装示例安装示例安装示例第13页/共21页 在满足流速大于等于0.7m/s的条件下，保证水流方向的持续流动性是维持虹吸作用的关键。在管道90o转弯的时候，很有可能因为管内流速的突然下降而引起虹吸作用被破坏（见图）衔接管段水流发生90o的方向改变因此，当水流有90o的方向改变时，此处的弯头连接方式，必须注意设计一个衔接管段，以保证流速不会突然大幅下降，从而整个虹吸式屋面雨水排放系统得以正常运行。管道弯头连接角弯管段第14页/共21页当系统中出现90oT型支管时（见图6-1），当横管内水流以较快的速度冲向管壁突然遇到阻碍，在极短的时间内速度降为零。一方面对于管壁形成极大的冲击，另一方面，水流撞击管壁后又以一个与初始方向相反的速度，迅速的在管内形成回流，这样，两股方向相反的水流在管内冲撞，很容易形成水塞，阻碍排水。（见图）因此，必须采用相对较大的管径，具体情况可根据建筑空间和环境情况来进行选择。最好的选择还是设计一个避免出现90o变化的衔接管段。Y型衔接管段90oT型支管 两股方向相反的水流第15页/共21页1.虹吸式雨水排放系统与重力排水系统的连接通常，户外排出管和排水窨井是重力排水系统形式的，虹吸式雨水排放管与之相连接应注意采用正确的方法。连接方法如图，主要有三种：(a)图表示在连接前先在垂直管上扩大管径；(b)图表示在进入地下埋管第一个人孔前管道改变方向时扩大管径。(c)图表示在管首与排水窨井交汇时,使用与窨井连接的变径弯头，提前中止虹吸作用。第16页/共21页屋面水位只有当屋面水位达到一定程度时（根据不同的雨水斗产品有不同的固定值），整个系统才真正作为一个虹吸式雨水排放系统工作。这一水位一直持续到屋面的雨水量小于虹吸系统的排水能力为止。但是，水位必须严格控制及限定在某一高度，否则屋面上累积的雨水会对屋面形成超荷载，根据试验和长期实际工程经验，屋面雨水的水位高度必须限制在55毫米内，这依靠精确的系统设计来保证。系统密封性管道抗渗漏并不意味着系统密封性得到满足。传统的排水系统，对于抗渗漏的要求是允许发生小范围的渗漏，只要有补救措施即可。但是虹吸系统中，微小的不密封和渗漏足以造成漏气，一旦排水管道内出现气团，虹吸式排水的效率马上大大降低，严重的甚至会破坏虹吸作用。这些，平时并不易发现。当突然出现大降雨强度（即暴雨），则可能立即造成整个系统崩溃。进而因为屋面雨水无法及时排放，超过屋面的荷载强度，破坏屋面结构。防火性能PVC管在燃烧时会发出有害的烟气，只要很少量的PVC燃烧废气就足以对人身造成危害。而HDPE管在燃烧中不会产生有害气体。管道和配件都必须具备阻燃的条件，当建筑物一处发生火灾时系统能够防止火灾被迅速传递到建筑物的其他部分。但是，材料本身的阻燃性并不是最重要的，整个管道系统的防火扩散性才是将灾害损失降至最低的关键。四.与关键词有关的内容：第17页/共21页琴台大剧院工程应用第18页/共21页虹吸排水系统比重力排水系统具有如下优点适用于各种类型、各种用途的建筑物；排水横管道采用无坡度敷设；泄流量大；所需地下埋管较少；现场施工量减少；管道及配件的使用量减少；降低排水管管径；节约安装空间；水流流速很高，有较好的自清作用；从设计到施工简单快捷。在这十个优点中，最为可贵的是建筑物屋面即使是平屋顶也能使用，以及现场施工量减少这两点。工程实践证明：压力（虹吸）流屋面排水系统与重力式屋面排水相比具有明显的技术优势压力式(虹吸式)雨水斗的出现和压力法的计算方法的采用，是一重大的技术进步。结论第19页/共21页完第20页/共21页