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

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

87 斗系统、虹吸式系统及堰流斗系统比较：

附表：

项目87斗系统虹吸式系

统

堰流斗系统

设计流态气水混合

流

重力流

水一相流

有压流

附壁膜流

重力流（不

考虑压力）

（做压力考虑）

雨水斗形式87型或65

型

淹没进水

式

自由堰流式

服役期间允许经历的流态附壁膜

流，气水

混合流，

水一相流

附壁膜流，

气水混合

流，水一相

流

附壁膜流范

围之内

管道设计数据主要来自

实验

公式计算公式计算

超重现期雨水排除主要由系

统本身

设计方法

考虑了排

放超量雨

水

主要通过

溢流。设计

状态充分

利用了水

头，超量水

难再进入

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

屋面溢流频

率

小大大设计重现期

取值

小大大雨水斗标高

位置要求

适中严格宽松

斗前水位超高限制无无

不得高于堰

流态水位

管材耗用介于后二

者之间

省费

系统计算简单，比

较宽松

准确，但复

杂

简单

溢流口设置要求易实现易实现

要求严格，

难实现

管材承压要

求

高高低

堵塞对上游管影响无无

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

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。

径流系数

覆盖种类径流系数ψ

各种屋面、混凝土和沥

0.90

青路面

0.60

大块石铺砌路面、沥青

表面处理的碎石路面

级配碎石路面0.45

干砌砖石和碎石路面0.40

非铺砌土地面0.30

绿地和草地（或公园）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。

二、降雨强度

降雨强度公式：

暴雨强度计算

q——设计暴雨强度(L/s·ha)；

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：

汇水区域名称设计重现期（a）

屋面一般性建筑≥2~5

重要公共建筑≥10

室外场地居住小区≥1~3

车站、码头、机场的基地≥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。

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

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。

五、折减系数

建筑物管道、室外接户

管或支管

室外干管2

陡坡地区干管 1.2~2

明渠 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，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。

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。

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。伸缩器的设置参考给水部分。

7，限制雨水管道敷设的空间和场所与生活排水管道部分相同。

8，寒冷地区的雨水口和天沟宜考虑点热丝融雪化冰措施，电热丝的具体设置可与供应商共同商定。

1，虹吸雨水系统水力计算

虹吸雨水系统计算

虹吸式雨水系统常用虹吸式雨水斗口径包括：DN50、DN 63、DN75、DN110、DN160。其排水流量如下：

型号公称直径设计流量（L/S）SG-50 Ф50 6

SG-63 Ф63 10

SG-75 Ф75 12

SG-90 Ф90 22

SG-110 Ф110 28

SG-160 Ф160 66

2，管道计算公式

管道水头损失按海成-威廉公式计算悬吊管和立管管径确定。

悬吊管和立管的管径选择计算应同时满足下列条件：

悬吊管最小流速不宜小于 1m/s ，立管最小流速不宜小于2.2m/s 。管道最大流速宜小于6m/s 且不得大于10m/s.

系统的总水头损失（从最远斗到排出口）与出口处的速度水头之和（mH20）,不得大于雨水管径、出口的几何高差H 。

系统中各个雨水斗到系统出口的水头损失之间的差值，不大于10KPa ，否则，应调整管径重算。同时，各节点的压力的差值不大于10KPa(DN<75)或（DN>100）。

系统中的最大负压绝对值应小于：金属管：80KPa ；

塑料管：根据产品的力学性能而定，但不得大于 70KPa

如果管道水力计算中负压值超出以上规定，应调整管径（放大悬吊管径或缩小立管管径）重算。

系统高度（雨水斗顶面和系统出口几何高差）H 和立管管径的关系应满足：

立管管径DN ≥75，H ≥3m; DN ≥90，H ≥5m 。

如不满足，可增加立管根数，减小管径。 3，系统出口及下游管道

系统出口处的下游管径应放大，流速应控制在 1.8m/s 内。管径按下表确定（计算坡度I 取管道敷设坡度）：

多斗悬吊管（铸铁管、钢管）的最大排水能力（L/S ）

水力坡度

Ф75 Ф100 Ф150 Ф200 Ф250

0.02 3.07 6.6319.5542.1076.33 0.03 3.778.1223.9451.5693.50 0.04 4.359.3827.6559.54107.96 0.05 4.8610.4930.9166.54120.19 0.06 5.3311.4933.8672.94132.22 0.07 5.7512.4136.5778.76142.82 0.08 6.15 13.26 39.10 84.20 142.82 0.09 6.52 14.07 41.47 84.20 142.82 ≥0.1 6.88 14.83 41.47 84.20 142.82

水力坡度Ф90 Ф

110

125

160

Ф200Ф250

0.02 5.76 10.20 14.30 27.66 50.12 91.02 0.03 3 12.49 17.51 33.88 61.38 111.48 0.04 4.35 14.42 20.22 39.12 70.87 128.72 0.05 4.86 16.13 22.61 43.73 79.24 143.92 0.06 5.33 17.67 24.77 47.91 86.80 157.65 0.07 5.57 19.08 26.75 51.75 93.76 170.29 0.08 6.15 2040 28.60 55.32 100.23 170.29 0.09 6.52 21.64 30.34 58.68 100.23 170.29 ≥0.1 6.88 22.81 31.98 58.68 100.23 170.29

多斗悬吊管（塑料管）的最大排水能力（L/S）

当系统出口只有一个立管或着有多个立管但雨水斗在同一高度时，可设在

外墙处；当两个及以上的立管接入同一排出管且雨水斗设置高度不同时，则各立

管分别设出。出口设在排出管连接点的上游，先放大管径再汇合。

第五节：手工计算步骤

1，计算各斗汇水面的设计雨水量Q。

2，计算系统的总高度H 和管长L。

3，确定系统的计算（当量）管长LA，可按LA=1.2L（金属管）和1.6L（塑料管）估计。

4，估算单位管长的水头（阻力）损失I，I=H/LA。

5，根据管道流量Q 和水力坡度I 在水力计算图（有压力单位m）上查出管径及新的I，其流速应小于1m/s。

6，检查系统高度H 和立管管径的关系应满足要求。

7，精确计算管道计算长度（直线长+配件当量长）LA。

8，计算系统的压力降hf=iLA。有多个计算管段时，逐段累计。

9，检查H-hf 应大于1M。

10，计算系统的最大负压值，负压值发生在立管最高点。若不符合要求。调整管

径。

11，检查接点压力平衡情况，若不满足要求，调整管径。

第三章虹吸排水系统配件及其他

概述：虹吸雨水斗为专利产品，目前拥有铝合金、不锈钢、钢塑混合三大系统多

种规格的雨水斗，均可满足混凝土及金属结构屋面的需要。

1，雨水斗样品图

不锈钢虹吸式雨水斗铝合金虹吸式雨水斗

钢塑混合式虹吸雨水斗

2，雨水斗外型尺寸及性能特点：

规格50 75 110 160 200

主要外型尺寸B1150200300380380 B2130180280360360 H14055809595 H2200200225250250 D5075110160200

性能特点1、用独特专利技术设计制造，外型美观大方，机械强度高，使用寿命长。

2、泄流量大，流态稳定、气水分离效果好。

3、优异的防腐性能，安装时无需做防腐

处理。

4、采用独特机械固定方式（类似发兰结

构），彻底解决雨水口的密封问题。

5、屋面预留孔洞小，安装、维护便捷。说明：本表列出的雨水斗主要外型尺寸仅供参考；

3、水斗主要技术参数

雨水斗型号斯科诺雨水斗

雨水斗规格5075110160200

设计流量范围

3~66~1212~4040~9090~156（L/S）

出水管管径5075110160200

4、雨水斗主要施工工艺

（1）将雨水斗座连同保护螺丝预埋在设计位置的混凝土中预埋雨水斗座

时应注意预留出找坡找平层的高度。

（2）旋掉保护螺丝，将表面灰尘清除干净，安装上配套螺杆，装上双面自

密封胶圈。

（3）铺设柔性防水卷材时将与螺杆位置相配置的地方钻孔。

（4）用螺帽将卷材压环、空气挡板、雨水整流栏固定在雨水斗座上。

（5）根据现场世界构造层次调节好空气挡板上的螺杆高度并锁紧。

（6）将防叶罩牢固安装在螺杆上。

具体安装细节参见相关国家标准图集

5、虹吸式雨水系统单斗最大汇水面积（m2）

推荐排雨面积（m2）

型号地区SZ-50

SZ-75

SZ-90

SZ-110

SZ-200

北

京

120250*********

上

海

118238298387782

天

津

139286350466941

重

庆

126260335422860

石

家

庄

140284348464932

太

原

1723564595811166

包

头

182 366 462 590 1200

长

春

116 237 315 387 778

沈

阳

139 280 360 460 930

哈

146 300 414 496 998 尔

滨

140 284 361 464 926 济

南

131 271 358 442 900 京

合

128 259 349 430 850 肥

129 260 335 440 875 杭

州

90 185 263 310 630 南

昌

112 227 284 365 750 福

州

116 237 296 387 777 郑

州

122 250 341 400 830 武

汉

110 223 287 352 686 广

州

深131 168 226 268 568

圳

99 201 267 330 660

南

宁

278 569 778 929 1865

西

安

292 600 800 1000 1987

银

州

兰

149 520 630 700 1650

州

142 290 401 486 980

长

沙

成

125 259 335 422 947

都

二、管道系统

概述：大量试验数据并根据各类管材的性能特点，目前推荐使用的管材主要

为优质HDPE 管、不锈钢管及其他能满足虹吸雨水系统要求的优质管材，各类管材、管件的选用标准如下：

（1）各类型的管材均严格控制质量，保证所有部件的强度、尺寸、稳定性和耐久性等。

（2）管材的耐压性能满足以下要求：最大耐负压绝对值不小于

0.08Mpa；最大耐正压值不小于0.35 Mpa。

（3）管材、管件的连接应保证虹吸雨水系统的气密性。

（4）所选用的管材、管件均经过严密的水力学测试。

1，各类管材性能参数对比（见附表）2，高密度聚乙烯版（简称HDPE 管）

（1）HDPE 管的性能指标

在国内经近二十年的发展，HDPE 管材、管件的生产设备和制造技术已达到国外先进水平，同时国家指定了相关标准和施工规范，HDPE 管具有卓越的理化性能和耐腐蚀性能。与金属管相比，HDPE 管同样具有一定强度、钢度、柔韧性、抗冲击性、耐腐蚀性、耐磨损性等性能。国内外的使用经验表明，HDPE 管连接方便可靠、施工简单、维修少、使用寿命长、经济优势明显。

HDPE 材料的基本理化性能指标如下表：

项目单位指标实验方法熔体流

动指数

G/10min(2.16kg

)

0.10~0.15GB/T368

密度G/cm30.943~0.94

GB/T103

拉伸屈

服强度

Mpa ≥22.0GB/T104

断裂伸

长度

%≤500GB/T104

玻璃化

温度

℃≤-70