虹吸雨水系统技术手册

虹吸雨水系统产生于欧洲，30 多年来，该系统以其泄流量大、耗费管材少， 节约建筑空间和减少地面开挖等突出优势，在全球范围内得以迅速发展和不断改 进。
在中国，随着近年来的大跨度、大面积的建筑日益增多，建筑空间要求不 断提高，建筑材料领域迅猛发展，虹吸雨水系统在材料和空间等方面的高效性受 到空前的重视，并被纳入国家的科技攻关项目。在一些机场和展览馆等建筑上成 功地应用后，虹吸雨水系统正式登陆中国，并迅速地、不可阻挡地向雨水排放领 域的霸主地位迈进。 虹吸雨水系统适用范围： ● 体育场馆 ● 仓储中心 ● 展览馆 ● 大屋面厂房 ● 大屋面购物中心 ● 机场、机库 ● 其他大型屋面或顶板 第二章 虹吸雨水技术系统 第一节：屋面建筑雨水系统分类 屋面建筑雨水系统主要分类
径流系数
覆盖种类 各种屋面、混凝土和沥青路面 大块石铺砌路面、沥青表面处理的碎石路面 级配碎石路面 干砌砖石和碎石路面 非铺砌土地面 绿地和草地（或公园）
径流系数ψ 0.90 0.60 0.45 0.40 0.30 0.15
室外会水面平均径流系数应按地面的种类加权平均计算确定。如资料不足， 小区中和径流系数根据建筑稠密程度在 0.5~0.8 内选用。北方干旱地区的小区径 流系数一般可取 0.3~0.6。建筑密度大取高值，密度小取低值。
虹吸雨水排放系统技术手册
第一章 虹吸雨水排放系统简介 虹吸式雨水排放系统：即压力流雨水排放系统，该系统在设计中有意造成
悬吊管内负压抽吸水流作用，国际通用专业名词为“siphonic system”,中文译： 虹吸式系统。
二次悬吊系统：二次悬吊系统又称“消能悬吊系统”，是针对虹吸式系统中 水流流速大，震动强而专门设置的消音减震的固定装置。 虹吸雨水排放系统发展史
10，雨水口及汇水水面低于室外雨水井检查井地面标高时，比如汽车坡道 上的雨水口、窗井内雨水口等，收集的雨水应排入室内雨水集水池，采用水泵压 力流系统排放。不得由重力流直接排入室外雨水检查井。
11，寒冷地区尽量采用内排水系统。 12，严禁屋面雨水接入室内生活污废水系统或室内生活污废水管道直接与 屋面雨水系统连接。
自由堰流式
附壁膜流，气水混合流， 附壁膜流范围之内
水一相流
公式计算
公式计算
超重现期雨水排除
屋面溢流频率 设计重现期取值 雨水斗标高位置要求 斗前水位超高限制 管材耗用 系统计算
主要由系统本身 设计方法考虑了排放超 量雨水 小 小 适中 无 介于后二者之间 简单，比较宽松
主要通过溢流。设计状 态充分利用了水头，超 量水难再进入 大 大 严格 无 省 准确，但复杂
屋面建筑雨水系统主要分为重力流（87 型斗）雨水系统、压力流（虹吸式） 雨水系统及堰流式雨水排放系统。
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压力流（虹吸式）雨水系统。是我国《建筑给水排水设计规范》2003 年版 本中规范名称，专指虹吸式雨水系统。
汇水面积，应附加其高出部分侧墙面积的 1/2。 4，屋面按分水线底排水坡度划分为不同排水区时，应分区计算集雨面积和
雨水流量。 5，资料参考：半球形屋面或斜坡较大的屋面，其汇水面积等于屋面的水平
投影面积与竖向投影面积的一般之和。 第三节：虹吸雨水系统产品 1，雨水斗
1，屋面排水系统应设置雨水斗，雨水斗应有权威机构测试的水力设计参考 数，比如排水能力（流量）、对应的斗前水深等。未经测试的（金属或塑料）雨 水斗不得使用在屋面上。
5，布置雨水斗的原则是雨水斗的服务面积应于雨水斗的排水能力相适应。 雨水斗间距的确定还应能使建筑专业实现屋面设计坡度。
6，在不能以伸缩缝为屋面雨水分水线时，应在缝两侧各设雨水斗。 7，寒冷地区雨水斗宜设在冬季易受室内温度影响的屋顶范围之内。 8，雨水斗受日晒强烈，材料宜为金属。 2，悬吊管及其他横管 1，虹吸式系统接入同一悬吊管的雨水斗应在同一标高层屋面上。 2，虹吸式系统大部分排水时间是在非满流状态下运行，悬吊管宜设 0.003 的排空坡度。 3，悬吊管及其他横管跨越建筑的伸缩缝，应设置伸缩器或金属软管。 4，虹吸式雨水系统的悬吊管尽量对称于立管布置。 5，排除管宜就近引出室外。 3，立管 1，虹吸式系统的立管管径不受悬吊管管径限制。 2，立管应少转弯，不在管井中的雨水立管应靠墙、柱敷设。 3，高层建筑的立管底部应设托架。 4，管材与附件 1，虹吸式系统应采用承压管道、管配件（包括伸缩器）和接口，额定压力 不小于建筑高度静水压，并能承受 0.9 个大气压力的真空负压。 2，虹吸式系统排出管的管材宜为承压的金属管、塑料管、钢塑复合管等。 高层建筑室内雨水管不得使用污废水系统排水管材。 第四节：建筑屋面雨水系统设计 1，虹吸式系统的雨水斗宜在同一水平面上。各雨水立管宜单独排出室外。 当受建筑条件限制时，一个以上的立管必须接入同一排出横管时，个立管宜设置 出口与排出横管连接。出口的设置条件见水力计算部分。 2，雨水系统若承接屋面冷却塔的排水，应间接接入，并宜排至室外雨水检 查井，不可排至室外路面上。 3，室外管网雨、污分流时，雨水系统不得接纳洗衣等生活污水。 4，高跨雨水流至低跨屋面，当高差在一层及以上时，宜采用管道引流。 5，雨水系统的管道转向处宜做顺水连接。 6，承压雨水横管和立管（金属或塑料）当其直线长度较长时，应设伸缩器。
87 斗系统、虹吸式系统及堰流斗系统比较：
附表：
项目 设计流态
87 斗系统 气水混合流 重力流（做压力考虑）
虹吸式系统 水一相流 有压流
堰流斗系统 附壁膜流 重力流（不考虑压力）
雨水斗形式 服役期间允许经历的 流态 管道设计数据
87 型或 65 型 附壁膜流，气水混合流， 水一相流 主要来自实验
淹没进水式
易实现 高 无
易实现 高 无
要求严格，难实现 低 有漏水甚至破裂隐患
二、雨水系统的选用：
建筑屋面一般宜采用 87 斗系统。 大型屋面的库房及公共建筑，若为内排水并且屋面溢流造成损害不大时，宜采用
虹吸式雨水系统。
长天沟外排水宜采用 87 斗系统。 验沟外排水宜采用重力流系统。
第二节：虹吸雨水系统流量设计
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二、降雨强度
降雨强度公式：
暴雨强度计算
q
=
167
A1 (1 + C (t + b)n
lg
P)
式中 ：
q——设计暴雨强度(L/s·ha)；
必须通过溢流。按无压 设计，超量水进入会产 生压力，损害系统 大 大 宽松 不得高于堰流态水位 费 简单
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溢流口设置要求 管材承压要求 堵塞对上游管影响
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8，87 系统、虹吸式系统应采用密闭系统。 9，阳台雨水应自成系统排到室外散水或明沟，不得与 87 斗或虹吸式屋面 雨水系统相连接。
五、折减系数
建筑物管道、室外接户管或支管 室外干管 陡坡地区干管 明渠
1 2 1.2~2 1.2
六、汇水面积 1，一般坡度的屋面雨水的汇水面积按屋面水平投影面积计算。 2，高出汇水面的侧墙，应将侧墙面积的 1/2 折算为汇水面积。同一汇水区
内高出的侧墙多于一面时，按有效受水侧墙面积的 1/2 折算汇水面积。 3，窗井、贴近建筑外墙的地下汽车库入口坡道和高层建筑裙房屋面的雨水
2，虹吸式系统的雨水斗应采用淹没式雨水斗。雨水斗不得在系统之间借用。 3，虹吸式雨水斗应设于天沟内，但 DN50 的雨水斗可直接埋设于屋面。 4，虹吸式系统接有多斗悬吊管的立管顶端不得设置雨水斗。
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t——降雨历时(min)；
P——设计重现期(a)；
A1、C、n、b——参数，根据统计方法进行计算确定
各地降雨强度系数可在给水排水常用数据手册上查询，如无当地降雨强度
公式或降雨强度公式有明显缺陷时，可根据当地雨量记录进行推算或借用邻近地
区的降雨强度公式进行计算。
三、设计重现期
建筑雨水系统的设计重现期：
一、雨水流量设计
雨水设计流量 Q 按公式计算 Q=K1qψF 式中 k1——流量校正系数，对于坡度大于 2.5%的屋面，取 1.2~1.5，室外地面和
其余屋面，取 1； Q——雨水设计流量(L/s)； q——设计暴雨强度(L/s·ha)； ψ——径流系数；
F——汇水面积(ha)。 注：当有生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。
对防止屋面溢流要求严格的建筑，采用虹吸式系统时，起排水能力宜用 50 年重现期雨水量校核。
敞开式内排水雨水系统的设计重现期视室内地面冒雨水产生的损害程度而 定。
短期集水即能引起严重后果的地点，选用 2~5a。 四、降雨历时 雨水管道的降雨历时 雨水管道的降雨历时
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重力流（87 型斗）雨水系统，指使用 65 型、87 型雨水斗的系统，设计流 态为半有压流态，系统的流量负荷、管材、管道布置等考虑了水流压力的作用， 目前我国普遍使用的就是该系统。
堰流式（重力流）雨水系统。指使用自由堰流式雨水排放，设计流态为无 压流。 屋面雨水系统按其他标准分类方式标准：
按管道的设置位置分为：内排水系统、外排水系统 按屋面的排水条件分为：檐沟排水、天沟排水几无沟排水 按出户横管（渠）在室内部分是否存在自由水面分：密闭系统和敞开系统。 虹吸雨水系统：虹吸式系统设计流态为水的一相满流，在提高系统的流量 依靠升高屋面聚水水面高度，但升高水位与原总体相对高度比例微小，因此超重 现期雨水须设计溢流设施排除。 第二节：建筑雨水系统的选择 建筑雨水系统的选用原则： 1，选择的雨水系统能尽量迅速、即使的将屋面雨水排放至室外或管道渠。 屋面雨水流量设计参考使用年限的重现期的降雨量。 2，超常量雨水从溢流口溢流属于非正常排水，应尽量减少或避免。 3，本着既安全又经济的原则选择系统。安全范围包括：室内无集水、屋面 溢水几率低、管道无漏水冒水。经济范围包括：满足安全的前提下，系统造价低， 寿命长。 4，在采取了足够措施能保证超重现期雨水不会流入雨水斗时，可采用堰流 系统辅助。 5，不允许室内地面冒水的建筑应采用密闭系统或外排水系统，不得采用敞 开式雨水系统 6，选择虹吸式雨水系统时需要考虑降雨量设计引起的系统安全性和经济性 平衡问题。降雨量设计大，则溢流事故少，安全性好，但管径大，虹吸发生几率 降低，经济性下降。降雨量设计小，则经济性好，且虹吸效果明显，但溢流事故 多，安全性下降。设计中应根据实际情况以安全性第一考虑。 7，屋面集水优先考虑天沟形式，雨水都置于天沟内。
汇水区域名称 屋面
室外场地
一般性建筑 重要公共建筑 居住小区 车站、码头、机场的基地
设计重现期（a） ≥2~5 ≥10 ≥1~3 ≥2~5
虹吸式系统的设计重现期应不小于表中的上限值。设计中应充分注意该系 统的流量负荷未留排超设计重现期雨水的余量，这部分水将会溢流。若该系统采 用国外或合资产品，建筑物的设计重现期还应不小于该外商做在国执行的重现期 标准。
t=t1*mt2
式中 t——降雨历时（min）
t1——地（屋）面集水时间（min）视距离长短、地形坡度和地面铺盖情
况而定。室外地面一般取 5~10min。建筑屋面取 5min，当屋面坡度较大时，
集水时间变小，流量大，需要进行校正。为简单起见，在流量项增加校正系
数。
m——折减系数（见表）
t2——管道内雨水流行时间，建筑物接雨水斗的管道系统可取 0。
一、建筑物雨水系统的选用：
按雨水的系统安全性、经济性排列。
根据安全性大小雨水系统先后排列次序： 密闭式系统-敞开式系统 外排水系统- 内排水系统 87 斗重力流系统-虹吸式系统-堰流斗重力流系统（以屋面溢流频率为标准） 根据经济性优劣，雨水系统先后排列次序：
虹吸式系统-87 斗重力流系统-堰流斗重力流系统。