虹吸排水的施工工艺

虹吸排水的施工工艺

虹吸排水的施工工艺

1、工程概况

北京中关村科贸中心，占地2.27公顷，建筑面积20万，地下四层，地上22层，建筑高度92.4m。是集科技会展、科技产品交易、商贸办公、商务公寓、酒店、餐饮娱乐为一体的综合性智能建筑。

本工程由主体建筑部分及北侧纯地下配套部分组成，两者建设永久性沉降缝，该部分与主体建筑的基底标高相同。主体结构采用框架剪力墙结构。地下部分建筑面积共58568，屋面总汇水面积（含侧墙）约2.29万，设计采用虹吸式屋面雨水排放技术，具有雨水斗少、立管少、横吊管不需要坡度、排水量大及排放速度快等特点。按北京地区当地5年重现期5分钟暴雨强度q5=5.06l/s（100）设计，设计雨水总排水量为1159l/s。2、重力式雨水系统设计方案2.1设计原则本建筑为高层建筑，并且建筑外观为干挂石材和玻璃幕墙并用，所以雨水排水系统只能采用内排水方式设计；由于屋面面积较大，系统设计尽可能采用多斗连接排水以减少雨水立管数量，当采用多斗排水时，一根悬吊管及立管上雨水斗最多不得超过4个；雨水斗的排水连接管管径不得小于100mm，悬吊管管径不得大于300mm；雨水立管连接悬吊管不宜多于两根；雨水立管距地面1.0m处或其他必要处应设置检查口；宜采用承压铸铁管（石棉水泥或胶圈接口）、镀锌钢管、无缝钢管或承压U-PVC管；雨水悬吊管的排水坡度≥5‰；埋地管的排水坡度

≥3.5‰；悬吊管管径不得小于雨水斗连接管管径，立管管径不得小于悬吊管管径，下游管径不得小于上游管径；本建筑屋面多为可上人屋面，设计选用65型平箅型雨水斗，自由堰流排水，单斗泄流量≤12l/s。2.2设计思路

本建筑共有16个大小不同的独立屋面，15个不同屋面的标高，其屋面结构高低错落，比较复杂。其中，91.6m、86.4m、54.8m和45.55m标高处的屋面为设备机房和楼梯间的屋顶，可将该部分雨水以外排水方式重力流汇集至大屋面，其他各屋面的雨水全部按内排水方式设计。其中，屋面中间地带范围的雨水，经各雨水悬吊管连接后立管布置在四个结构核心筒的综合管道井内；而屋面外延地带范围的雨水，经各雨水悬吊管连接后立管布置在建筑物外墙内侧沿结构柱敷设；所有雨水立管进入地下一层高位后转悬吊管引至地库外围剪力墙出户。

2.3设计成果

经屋面雨水分区及水量计算，按重力式雨水系统设计，本项目需要选用65型平箅型重力式雨水斗108个，DN100雨水立管6根、DN150雨水立管23根、DN200雨水立管17根、DN250雨水立管1根共47根立管，分别为22层9根、20层5根、18层1根、12层11根、11层6根及10层15根。雨水管出户后至少需要设置34个1.6m深的雨水检查井。系统主要工程量及工程概算造价见下列条件。重力式雨水系统

主要工程量材质造价概算

65型重力式雨水斗108个低压镀锌钢管￥70万DN100雨水管道946mDN150雨水管道1727mDN200雨水管道1531mDN250雨水管道216mDN300雨水管道49m雨水检查井1.8m深34个开挖及回填1.6m深埋地出户管沟槽共157m

按管径大小分别为：DN100雨水管道20mDN150雨水管道73m低压无缝钢管￥86.7万

DN200雨水管道44m承压铸铁管￥81.9万DN250雨水管道16m

高密度聚乙烯管￥135.25万DN300雨水管道4m低压不锈钢管￥202万

2.4主要工程量和造价概算及系统所占建筑空间

由于重力式雨水系统管径较大、立管较多，所以，立管在建筑物室内所占的平面空间也比较大，按平均每根立管装饰完成后至少需要0.25面积计算，本项目安装雨水立管所需的建筑面积如下：S1＝0.25×[（22×9）+（20×5）+（18×1）+（12×11）+（11×6）+（10×）＝166若按虹吸系统设计，则节约的建筑物使用面积为：△S＝S1－S2=165－23.25＝141.75若按本建筑物的市场售价1.2万/计算，应用虹吸系统在本项目中可节约的使用面积的价值为170.1万元人民币。

3、虹吸式屋面雨水系统设计方案3.1设计原则

即通虹吸式屋面雨水排放系统，是利用雨水在满管流的状态下，封闭管道内各处水的不同势能而形成管道的真空状态，使管道内的压力小于外界压力，从而将屋面雨水抽吸进入雨水系统并迅速将之排放。任何一个虹吸式屋面雨水排放系统的内部连接都必须是紧密的、环环相扣的，并保证气密性，在管网中的任意一个位置设计参数的改变，。即设计中的管网水力平衡实际上是一个动态平衡的过程，在平衡计算的过程中要满足以下原则，系统的设计运行状态才是可行的。

（1）雨水进水口与排出口之间有足够的高差水头△H可以利用；（2）所有水平管部分水的流速V＞1.0m/s；（3）所有立管部分水的流速V＞2.2m/s；（4）任何管段的充满度h/D＞60％；

（5）任何管段的负压值大于管道的工作负压值；（6）任何管段内的负压值大于水的蒸发压力；

（7）满足施工现场的实际现状和施工要求；因此，虹吸式雨水排放系统在建筑工程上应用的核心技术是系统的平衡计算，对于任何虹吸系统来说，无论是复

杂的系统还是简单的系统，只要满足计算规定及施工要求，其系统的设计才是可行的。3.2设计思路

在进行重力式雨水系统设计时我们分析过屋面，16个大小不同的独立屋面，15个不同屋面的标高，设计时将91.6m、86.4m、54.8m和45.55m标高处的设备机房和楼梯间屋顶的雨水以外排水方式重力流汇集至大屋面，将小流量雨水汇集成大流量，这部分处理跟重力式相同。汇集后的雨水再应用虹吸式按内排水方式排放。由于虹吸式屋面雨水排水系统是利用较小管径排放大流量雨水的最理想的排水系统，再配合不同标高屋面的雨水接入同一系统时的各水量的平衡计算。另外，管道的平面布置不需要设置坡度，所以可将各雨水悬吊管连接后立管布置在七个结构核心筒的综合管道井内，各户内区域不设置雨水立管，以尽量减少立管数量；同时所有雨水立管进入地下一层高位转悬吊管后，再进行合理汇合连接后引至地库外围剪力墙出户，以尽量减少雨水出户管的数量。3.3设计成果

虹吸式雨水系统

主要工程量材质造价概算

ZR-65型虹吸雨水斗46套低压镀锌钢管￥29.4万DN65管道60mDN80管道

1mDN100管道296mDN125管道184mDN150管道528mDN200管道62m雨水检查井1.8m深4个开挖及回填1.6m深埋地出户管沟槽共16m按管径大小分别为：DN150雨水管道3m低压无缝钢管￥33.3万DN200雨水管道4m

承压铸铁管￥33.6万DN250雨水管道6m高密度聚乙烯管￥52万DN300雨水管道2m

低压不锈钢管￥78万