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虹吸式排水细则
虹吸式排水细则
虹吸式屋面雨水排放系统是利用建筑物与地面的高差所产生的水头，经过准确的计算来调节管道的配置，以平衡管网的压力及流速，在制定状态下管道中充满水而产生虹吸并快速排放雨水的系统，它广泛适用于各种类型的工业与民用建筑。
虹吸系统简介
A、虹吸式屋面雨水排放系统是当今国际上较为先进的屋面雨水排放系统，它与传统的重力式雨水排放系统是完全不同的，与传统重力式雨排放系统相比其主要区别在于:重力式系统是利用雨水本身重力，经管道自由排放，其流态为气水混合流。而虹吸式系统则不同，在雨量较小时，该系统工作状态与重力式系统相同，都是利用重力进行排水，由于空气进入雨水斗中，导致管网的排水能力受到限制;当屋面上的水位达到一定高度时，雨水斗会自动隔断空气进入，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，在雨水流入立管时跌落形成虹吸作用，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。
B、整套系统由于各个部分联系紧密，系统必须要确保水力上的平衡才干使其正常工作，而且对施工安装也必须准确地按照系统的水力计算与施工规范实施。
C、虹吸式屋面雨水排放系统是一种高科技的排水系统。系统的计算，采纳的产品，雨水斗的制定布局，以及系统的安装技术，必须要有很高的质量确保。
降雨过程中屋面承接的雨水沿屋面坡向汇合到天沟，传统的雨水排放是将天沟中汇合的雨水通过雨水斗、雨水立管、排出管排至雨水窨井，或是通过雨 水斗、悬吊管、雨水立管、排出管排至雨水窨井。一般屋面排水系统常按其排水管的设置位 置和排水去向分为外排水系统和内排水系统，从水力学的观点来分可分为重力流屋面排水和压力流屋面排水系统两类,后者在于强调在制定降雨强度下屋面排水系统内的有压状况。不同 的屋面雨水排水系统依据其所具有的水流状态的分析，采纳不同的制定计算方式。传统的屋 面雨水排水系统按重力流制定，屋面重力式排水系统采纳重力式的雨水斗，雨水斗排水状况是自由堰流，流入雨水斗的雨水渗入空气，形成水、气混合流，雨水斗的制定流量偏小，依据规范第4.9.20规定，重力流屋面雨水排水管系的悬吊管应按非满流制定，其充满度不宜大 于0.8，管内流速不宜小于0.75m/s。且坡度不宜小于0.5,，必须要较大的悬吊管管径和坡降 。同时为了在同一根雨水管上的各个雨水斗的雨水能够正常排放，因而限定一根雨水悬吊管的雨水斗的数量不得超过4个，这也导致了雨水悬吊管和雨水立管数量的增加，同时增加了屋面荷载，也增加了
工程的造价。重力流屋面排水系统受其水力特性的限制，造成排水立管多，管径偏大，排水能力偏小，关于大面积工业厂房及公共建筑屋面排水系统则更显特别。为此，应大力推广一种称之为虹吸式屋面雨水排水系统，该系统能很大地提升屋面雨水排水的能力;悬吊管接入雨水斗的数量不受限制，节省了不少的雨水立管;悬吊管不必须做坡度，安装方便、美观;系统按虹吸式压力流计算可以减小选用管道的管径;工程施行证实可大量减少工程造价。虹吸式屋面雨水排水系统与重力式屋面雨水排水系统相比有显然的技术优势。以下就来重点介绍一下虹吸式屋面雨水排水系统的原理和制定过程。
一、虹吸式屋面雨水排水系统的工作原理
虹吸式屋面雨水排水系统和重力式屋面雨水排水系统均由雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、雨水埋地管组成，但因为系统的工作原理完全不同，在二种不同水力条件下工作，因此系统中各部件的功能要求是不一样的，系统也有其相应的一套计算方法。虹吸式屋面雨水排水系统的最大改善和技术进步是开发了一种具有优良整流功能的雨水斗。雨水斗在其额定制定流量时处于淹没泄流排水状态，不渗气;制定排水量大;雨水斗淹没泄流的斗前水深小。采纳了虹吸式雨水斗的屋面雨水排水系统，在降雨过程中相当于从屋面上的一个稳定水面的水池中泄水，经屋面内排水管系，从排出管排出，管道全充满的压力流状态，屋面雨水的排水过程是一个虹吸排水过程。所以，把具有虹吸排水能力的屋面雨水内排水系统称之为虹吸式屋面雨水内排水系统。虹吸式屋面排水系统的管道在制定降雨强度下呈负压，管材的选用应合计承受负压的能力但在比较小的降雨强度或降雨过程的末期，降雨量减小，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到其一定的值，雨水斗开始有空气渗入，排水管道内的真空被破坏，排水系统会从虹吸压力流的工况转向重力流。
虹吸式屋面雨水排水系统管道内制定状态下的压力分布与一般的重力式屋面雨水排水系统有显然的区别。虹吸式屋面雨水排水系统自雨水斗连接管以下，管道内呈负压，在悬吊管与立管的交叉点处负压最大，其后立管上的负压减小，至临界点负压消失，管道内的压力为零，水流状态转为重力流。从上面的分析可以得出，雨水斗的进水水面至临界总高度是有效作用高度，在制定计算中应充分利用;另一方面对雨水斗至悬吊管的末端的总水头损失应有所限制，以控制悬吊管末端的最大负压值。
二、虹吸式雨水斗的技术特性
1.虹吸式雨水斗的基本结构
虹吸式雨水斗有DN50,DN150等多种规格，能够满足工程的实际要求，其材质有铸铁、铝合金钢、不锈钢、高发度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)，下沉的雨水斗置于屋面层中，
上部设有进水格栅。在降雨过程中，通过格栅盖进入雨水斗的屋面雨水落入深斗内，斗内带孔隙的整流罩，使处于涡流状态的雨水平稳地以淹没泄流流出进入排水管。下沉式的雨水斗最大限度的减小了天沟的进水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小，同时又使雨水斗的出口获得较大的淹没水深，消除了在制定流量下工作时的渗气现象, 提升了雨水斗的额定流量。虹吸式雨水斗应带有格栅，格栅间隙形状可以是孔状或细槽状，间隙口直径应不小于6mm，且不大于15mm。
2.虹吸式雨水斗的额定流量确实定
任何型式的雨水斗的泄流量都随斗前水位的增加而加大。关于虹吸式雨水斗，要求在正常的工作条件下，雨水斗不渗入空气。这样就有一个临界水位，当雨水斗前的水位小于该水位时雨水斗开始有空气渗入，虹吸式屋面雨水排水系统的压力流状态被破坏。所以，虹吸式雨水斗的额定流量是以不渗入空气为确定原则，提出相应的斗前水深，以DN50雨水斗为例当泄流量为6L/s时，斗前水深降至45mm，水流出现乳化现象，数量降至40mm，渗气量为 0.2L/s。虹吸是雨水斗的斗前水深不宜大于55mm。两个雨水斗之间的间距不应超过20m。
3.水力计算
虹吸式屋面雨水排水系统的水力计算应包括对系统中每一管路的水力学工况作准确的计算。计算结果应包括每一计算管段的管径、计算长度、流量、流速、压力。
虹吸式屋面雨水排水系统的水力计算应符合以下规定:
(1)虹吸式屋面雨水排水管系雨水斗至过渡段总水头损失与过渡段流速水头之和不得大于雨水斗至过渡段的几何高差。
(2)雨水斗顶面至悬吊管管中的高差不宜小于1m。
(3)雨水斗顶面至过渡段的高差在立管管径小于等于DN75时宜大于3m，在立管管径大于等于DN90时宜大于5m。
(4)悬吊管制定流速不宜小于1m/s，立管制定流速不宜小于2.2m/s，不宜大于10m/s。
(5)虹吸式屋面雨水排水管系过渡段下游的流速不宜大于 2.5m/s，当流速大于2.5m/s时应采用消能措施。
3.1各雨水斗至过渡段的水头损失同意误差应小于5kPa。水头损失同意误差按以下公式计算:
ΔP=hver?ρ?g,Σ(L?R，Z)
式中ΔP——水头损失同意误差，kPa;
hver——雨水斗至出户管过渡段的几何高差，m;
ρ——水的密度，4?时，ρ=1000kg/m3;
g——重力加速度，9.81m/s2;
Σ(L?R，Z)雨水斗至计算点的总水头损失，kPa;其中L? R为沿程水头损失，Z为局部水
头损失。
3.2系统内的最大负压计算值应依据安装地的海拔高度、管 道材质、管材和管件的最大、 最小工作压力等确定，但不应低于90kPa。悬吊管内的压力按下 列公式计算:
Px=Δhx?ρ?g,Vx2?ρ/2,Σ(L?R，Z)
式中Px——悬吊管内压力，kPa;
Δhx——雨水斗顶面至悬吊管管中的几何高差，m;
Vx——计算点的流速，m/s;
ρ——水的密度，4?时，ρ=1000kg/m3;
g——重力加速度，9.81m/s2。
Σ(L?R，Z)雨水斗至计算点的总水头损失，kPa。
a. 3.3管道的沿程阻力系数应按以下公式计算
R=λ?L/Dj?v2/2g
式中R——水力坡降;
λ——摩阻系数;
Dj——管道的计算直径，m;
V——流速，m/s;
g——重力加速度，9.81m/s2。
3.4过渡段下游管道应按重力流雨水排水系统制定。
暴雨强度按无锡暴雨强度公式，虹吸排水屋面制定重现期10年，降雨历时5分钟。
暴雨强度q=391.5L/sxha;虹吸排水屋面及天沟溢流按重现期50年校核，q=515.5L/sxha;
溢流口尺寸及屋面汇水面积见建筑图纸所示。
4.虹吸式屋面雨水排水系统的安装与敷设
(1)虹吸式屋面雨水排水系统适用于大屋面的工业厂房和 公共建筑的雨水排出。
按虹吸压
力流进行水力计算。
(2)平屋面排水宜采纳DN50或DN60雨水斗;设有天沟、檐沟 屋面排水宜采纳DN50,
DN150的雨水斗。
(3)虹吸式雨水斗应布置在屋面或天沟的最低点，虹吸式 雨水斗的布置对雨水立管作对称
布置。
(4)当虹吸式雨水排水系统接多个虹吸式雨水斗时，雨水 斗排水连接管应接在悬吊管上，
不得直接接在雨水立管的顶部。
(5)管道安装，钢管的安装采纳焊接连接、法兰连接或沟 槽式连接;铸铁管安装采纳机械式接口或节套式连接;HDPE管的安装采纳焊接连接。
5.技术规定:
(1)本项目中虹吸排水系统内最大负压值不应大于0.08MPa，排水时噪声应符合国家对该类建筑的要求。
(2)虹吸排水系统使用的材料及设备的供货商必须有使用超过5年地成功工程实例。 (3)虹吸流屋面雨水排水系统必须选用虹吸流雨水斗;
(4)一个计算汇水面积内，宜放置不少于两个压力流雨水斗，屋面汇水最低处至少应放置一个压力流雨水斗，虹吸流雨水斗的间距不宜大于20m;
平屋面宜采纳下沉式虹吸流雨水斗，同一悬吊管上接入的雨水斗应采纳同一规格，其进水口应在同一水平面上;
排水管道总水头损失与流出水水头之和不得大于雨水系统进、出口的几何高差; 同一系统不同支路的节点压差不大于10kpa
6.系统验收
雨水斗安装位置应符合制定要求，雨水斗边缘与屋面之间 连接处应严密不漏。
管道安装应符合现行国家标准《建筑给水排水及采暖工程 施工质量验收规范GB50242,2002》的有关规定。
雨水主立管及水平干管均应作通水试验，排水应畅通，无堵塞。虹吸流雨水排水系统接入市政重力流之前应扩大管径，其流速不宜大于1.8m/s，否则须设置消能井;凡制定虹吸流雨水排水工程和建筑屋面均应设置溢流口(外檐沟除外)，溢流堰，溢流管等溢流设施。溢流排水设施不得危害建筑设施，行人安全等;雨季前后，必须及时清理屋面虹吸流雨水斗导流罩上的杂物。
1、HDPE的管材、管件的验收
1.1 管材、管件、雨水斗等材料的规格、型号和性能应符合制定规定。管材和管件应采纳不低于PE80等级的HDPE原材料。
1.2 管材的纵向回缩率不应大于3,。
1.3 管材和管件的内外表面应光滑平整，无划痕，无裂缝、凹陷、分层和气泡，壁厚应均匀，管材外壁应标注供应厂名，产品型号，尺寸，生产日期，原材料型号，产品标准等。
1.4 管材端口必须平整，且端面应垂直于管材的轴线。
1.5 管材供应厂应该提供管材耐正压和负压的检测报告及出厂合格证。 2、管道固定件的要求
2.1 管道安装时的固定件必须能承受满流管道的重量和高速水流所产生的作用力。HDPE管道系统固定件应能承受管道热胀冷缩时产生的轴向应力。
2.2 固定件位置应准确，与管道接触紧密，且不得损伤管道表面。
2.3 金属固定件的里层和外层均应做防腐处理并符合国家现行有关标准的规定。 3、管道敷设应符合以下要求
3.1 雨水立管应按制定要求设置检查口，检查口中心宜距地面1.0米。HDPE检查口的最大设置间距不宜大于30米。
3.2 雨水管道应按制定规定的位置安装，悬吊管宜采纳方形钢导管进行固定。方形钢导管尺寸应符合有关规定。方形管悬挂点间距和导向管卡锚固。管卡的位置间距应符合有关规定。
3.3 HDPE悬吊管的锚固卡宜安装在管道的端部和末端以及Y型支管的每个方向上，2个锚固卡之间的距离不应大于5米。当雨水斗与立管之间的悬吊管长度超过1米时，应安装带有锚固管卡的固定件，当HDPE悬吊管的管径大于200mm时，在每个固定点山应使用2个锚固管卡。
3.4 HDPE管立管的锚固卡间距不应大于5米，导向管卡间距不应大于5米。导向管卡的间距不应大于15倍管径。
3.5 当虹吸式雨水斗的下端与悬吊管的距离不小于750mm时，在方型钢导管上或悬吊管上应增加2个侧向管卡。
3.6 HDPE管道穿过墙壁、楼板或有防火要求的部位时，应按制定要求设置阻火圈、防火胶带或防火套管。
3.7 穿过墙壁和楼板时，应设置金属或塑料套管，楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm，底部与楼板底面平齐，墙壁内的套管，其两端应与饰面平齐，套管与管道之间的缝隙应采纳阻燃实材料填实。
3.8 在雨水立管的底部弯管处应设置支墩或采用牢固的固定措施。
3.9 虹吸式屋面排水系统不要求悬吊管设排水坡度，但不得倒坡。
3.10 按制定要求设置溢流口或溢流装置。
3.11 在屋顶做好防水层后，虹吸式屋面雨水排放系统没有完工前，应做好暂时性的屋面排水。
雨水斗安装
4.1 雨水斗的进水口应水平安装。
4.2 雨水斗的进水高度应确保天沟内的雨水能通过雨水斗排净。
4.3 雨水斗应按产品说明书的要求和顺序进行安装。
4.4 安装在钢板或不锈钢天沟(檐沟)内的雨水斗必须保证防水要求的连接方式。 4.5 雨水斗应在屋面防水施工完成，确认雨水管道畅通，清除流入短管内的密封膏后，再安装整流器，导流罩等部件。
4.6 雨水斗安装后，其边缘与屋面相连处应严密不漏。
验收
5.1 业主组织建设、制定、监理、施工、主要器材供应厂和其它有关单位联合验收。 5.2 验收应具备以下条件:
5.2.1 施工图(完工图)和制定变更文件。
5.2.2 雨水斗管材、管件和主要成品固定件的出厂质量合格证实文件。 5.2.3 主要器材的安装说明书。
5.2.4 中间试验和隐蔽工程验收记录。
5.3 系统密封性能验收
5.3.1 堵住所有雨水斗，向屋顶或天沟灌水，水位应淹没雨水斗，继续1H后，雨水斗四周屋面应无渗漏现象。
5.3.2 安装在室内的雨水管道，应依据管材和建筑高度选择整段方式或分段方式进行灌水试验。灌水高度必须达到每根立管上部雨水斗口，灌水试验继续1H，管道及其所有连接处应无渗水现象。
5.4 工程完工验收
5.4.1 屋面和天沟必须清理干净，不得留有任何杂质。
5.4.2 每个汇水区域必须设有溢流口或溢流装置，溢流口或溢流装置的施工应符合制定要求。
5.4.3 雨水主立管和水平管均应做通水试验，排水应畅通，无堵塞。 5.4.4 对虹吸雨排水系统进行摸拟试验，检查虹吸雨排水系统的 流量及虹吸雨排水系统的功能要求。