虹吸排水,全称为屋面虹吸雨水排放系统,是利用伯努利方程进行排水管道内压力计算,通过管道、管配件的管径变化从而改变排水管道内的压力变化,形成满管流,在压力的作用下快速排水的系统。
虹吸系统原理>>>>>>
水的能量由位能(重力势能)、压能、动能组成,在相同半径管道中流动的水体,各个截面上的流速相同。均匀虹吸管道中,由于动能不变,如果忽略水的粘性,应该是位能+压能守恒。在虹吸管道的顶部,位能最大,压能最小,并且压强小于大气压(负压)。所以,在虹吸管道顶部打一孔,水不会出来,而是空气进去,压强增大,虹吸中断。推动虹吸流动的能量来源是虹吸管道进出口之间的水位差,因为管道进口的位能大于出口的位能,而进出口的静水压强相等(等于大气压),从而促使水的流动。即使有了这推动力,但是虹吸不会自动开始,首先必须在管道中制造出负压条件。
利用屋面与排水出户管之间的高差所形成的水头,依靠专用的虹吸式雨水斗,实现气水分离,配合虹吸专用计算机软件对排水管不同位置的管道管径、压力、流速、流 量进行设计分配及控制,从而使管道中真正达到满管流状态,当管中的水量是压力流状态时,虹吸作用就产生了。在降雨过程中,由于连续不断的虹吸作用,整个系 统得以令人惊奇的速度排除屋顶上的雨水。
虹吸屋面排水系统特点>>>>>>
虹吸式排水系统在降雨初期,屋面雨水高度未超过雨水斗高度时,整个排水系统工作状况与重力排水系统相同。
随着降雨的持续,当屋面雨水高度超过雨水斗高度时采用了科学设计的防旋涡雨水斗,通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少旋涡,从而极大的减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量,使得系统中排水管道呈满流状态,利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能,在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用,并在该处管道内呈最大负压。屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外。
虹吸式与重力式屋面雨水排放系统的区别>>>>>>
虹吸式屋面雨水排放系统,排水管道均按满流有压状态设计,因此虹吸排水系统中雨水悬吊管可做到无坡度铺设。同时,当产生出虹吸作用时管道内水流流速很高,因此系统具有较好的自清作用。而重力式排水设计计算不按满流计算,雨水悬吊管的铺设坡度不得小于0.005.
虹吸排水系统中排水管泄流量要远大于重力排水系统中同一管径排水管的泄流量,也即排除同样的雨水流量,采用虹吸排水系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水管管径。
虹吸排水系统其实质是一种多斗压力流雨水排水系统。 因此埋地管相对重力式排水系统要明显减少。
传统重力排水系统 |
万中源虹吸雨水排水系统 |
横管需要一定坡度 |
横管无需坡度、雨水斗布置灵活 ,走向可灵活布置。 |
大量的雨水立管 (一万平方几十根立管) |
雨水立管少(一万平方仅需4-6根立管) |
大范围的地面开挖工作 |
最小的地面开挖工作, |
现场施工量大 |
现场施工量大大减少降低成本,节省工期 |
管道和配件使用量大(PVC) |
管道采用PE材质,管道连接可靠,提高寿命及安全 |
管道管径大 ,坡度较大,影响吊顶高度浪费空间 |
管径较小,无坡度,便于建筑处理, 节省空间 |
管道易堵塞,需要大量室内雨水井 |
流速较快,管道具有自洁能力,室内无地沟、检查井,更安全、更可靠 |
施工速度慢 |
施工简单快捷 |
后期装修及维修费用较高 |
可节省大量装修费用,大大减少维修机率 |
虹吸系统设计步骤>>>>>>
1 |
划分汇水区域,计算各区域的屋面面积 |
2 |
确定暴雨重现期,计算暴雨强度 |
|
|
|
|
3 |
根据屋面面积,暴雨强度,计算雨水流量 |
4 |
布置雨水斗(按照荣成公司设计标准进行合理布置) |
|
|
|
|
5 |
管道的布置(按照设计院的走向或是按照经验布置) |
6 |
绘制系统图 |
|
|
|
|
7 |
方案审核确认 |
8 |
通过计算机专用软件进行管径校核 |
|
|
|
|
9 |
系统完成 |
|
|
虹吸屋面排水系统应用>>>>>>
系统在国内应用已经开始,而在国际上该系统已有近二十年的应用历史,设计建筑有航站楼、展览馆、体育馆、工业厂房、商业中心、停车场、货运仓库、办公大楼等等。