屋面雨水虹吸排水系统的设计分析
压力流(虹吸式)雨水排水系统的原理及安装分析
压力流（虹吸式）雨水排水系统的原理及安装分析摘要：随着建筑行业的迅速发展，压力流（虹吸式）雨水排水系统也到了更加广泛的应用。
本文就对此系统的工作原理、安装等进行了详细的分析，希望相关人士借鉴。
关键词：压力流（虹吸式）；雨水排水系统；原理；安装随着社会经济的发展，建筑行业得到了更大的发展空间，大型建筑更加频繁的出现在了人们的眼前，随之出现的还有大面积屋面雨水的排放。
由于普通的PVC管已经满足不了水量的排放要求，这也给大面积屋面排水造成了极大的影响。
要想将大面积屋面上的水量及时排出，则需要设置更多的雨水管道，这不但占用了建筑内部的空间，还对建筑的美观性造成了影响。
将压力流（虹吸式）雨水排水系统应用在其中，便能很好的解决上述的各种问题。
1、压力流（虹吸式）雨水排水系统的运行原理压力流（虹吸式）雨水排水系统的组成包括：虹吸式雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、埋地管、出户管。
压力流（虹吸式）雨水排水系统其原理是对进入雨水斗的水流量进行控制，同时对水流的流态进行调节，在减少旋涡的同时，减少雨水进入排水系统时带入的空气量，进而保证系统中排水管道呈现在满流的状态。
从雨水斗连接管以下，管道内的压力为负压，当雨水连续流过雨水悬吊管时，在转入雨水立管的过程中，会出现跌落，此时也就是充分的利用了屋面的高度和雨水的重力势能，进而形成虹吸作用，此时悬吊管与立管交叉点处的管道内的负压达到最大值，处在屋面的雨水就会管道内的负压所抽吸，以满流状态，用较高的流速将雨水快速的排泄出来，然后悬吊管与立管交叉点处的管道内的负压逐渐减小，直到消失，当管道内的压力为0时，其内部水流的状态就会转变为重力流。
要注意，在降雨的过程中，压力流（虹吸式）雨水排水系统管道内的压力、水流的状态等并不是静止不变的，其均会随着降雨量的大小而发生着变化，在降雨的初期，雨量较小，此时悬吊管内所存在的是一种自由表面的波浪流，而渐渐的随着降雨量的增加，悬吊管内的波浪流会逐渐变为脉动流，使管内出现满管气泡流，一直到出现单相流，满管气泡流才会消失。
虹吸式屋面雨水排放系统(论文)
浅谈虹吸式屋面雨水排放系统一、工程概述南通市体育会展中心体育场工程作为国内第一个可开闭顶体育场，拥有3万个座位，屋顶开启面积为105米×190米，比2008年北京奥运会主会场“鸟巢方案”所开启面积还要大三分之一，堪称全国第一工程。
该工程屋面雨水排放系统采用虹吸式屋面雨水排放系统，由上海同济大学设计研究院设计，屋面汇水总面积43528m2，虹吸雨水汇水总流量1658.42L/S，结合屋面汇水面积及天沟分布情况, 整个屋面分为26个汇水区域，每个汇水区域分别设计了一个虹吸雨水子系统，共设计了60个PPII-108型雨水斗。
二、系统特点虹吸式屋面雨水排放系统是一种新型的雨水排水系统，与传统的重力雨水排水是完全不同的。
系统在降雨初期，屋面雨水高度未超过雨水斗一定高度时，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一定高度时，由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗，通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡，从而极大地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，（一般虹吸系统雨水管管径DN≤75，最小落差高度为3米，管径DN≥90高度最小落差高度为5米），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，并在该处管道内形成最大负压，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。
大于等于90 5因此，屋面雨水的排放过程是一个虹吸作用的结果，我们把这样的系统称为虹吸式屋面雨水排放系统。
三、系统组成1．综述屋面雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无坡度悬吊管、悬吊装置、立管和雨水出户管（排出管）组成。
（见下图）虹吸式雨水排放系统管内压力、水流状态是不断变化的过程。
降雨初期，雨量一般较小，悬吊管内是有自由液面的波浪流。
根据雨量大小的不同，部分情况下初期无法形成虹吸作用，是以重力流为主的流态。
屋面雨水虹吸排水与重力流排水系统分析
筑龙网 w w w .z h u l o n g .c o m1目前对于较大型屋面雨水排水系统有两类，1是重力流排水系统，即雨水由天面天沟汇集后经雨水斗下接的立管靠重力自流排出。
这种系统管线并不能被水完全充满。
水沿立管管壁流下时，一般情况下只占立管断面的一部分，甚至一小部分为水，一部分为空气。
2是虹吸屋面排水系统；其作为密闭的内排水系统由于在技术上、经济上较之传统的重力流排水系统有明显的优势而越来越得到广泛应用。
虹吸排水系统简介；虹吸排水系统是将传统的“重力流”变为“满管流”，而满管流会产生抽吸作用，提高排水速度。
虹吸排水系统就是使排水系统在一定的水量下，使系统达到“满管流”状态的系统。
1.形成虹吸排水的条件我们知道，如管内液体的流态达到虹吸状态，应有以下几个条件（参见图一）： 1-1入水口和排水口之间存在高差；1-2管道中充满水；1-3立管与水平管中水的流速要足够大并同时能满足管道中的负压大于水的蒸发压力。
筑龙网 w w w .z h u l o n市政管图一：屋面虹吸排水系统示意图可见管道充满水是虹吸状态必要而充分的条件，即要达到虹吸状态，管道必须充满水，而达到了虹吸条件，管道必然是“满管流”。
这就是虹吸排水系统的基本概念。
2.虹吸形成过程及其优势分析对大型屋面可“分区排水”，整个屋面排水系统可由数个子系统组成，每个子系统一个天沟，这样天沟可避开伸缩缝。
系统的设计是当天沟内雨水深度达到一定深度时，首先是尾管充满水达到虹吸条件，继而使整个系统产生虹吸，即可使天面雨水快速排放。
因虹吸排水流速很大，要通过消能井再排入市政雨水排水系统。
而当雨量较小时，该虹吸系统也只有做为重力流系统使用。
这样，虹吸排水系统可用比重力流排水系统小得多的管线能排出几十年一遇的暴雨雨水。
再有，在相同排水量的情况下，虹吸排水系统所需的斗前水深要小于重力流系统。
比如，计算表明排水量为40L/s 时，用直径300mm 的重力流雨水管，其斗前水深需100mm，而直径100mm 的虹吸雨水管，其斗前水深仅需73mm，这对屋面的建筑和结构设计都非常有利。
屋面虹吸式雨水排水系统的设计施工及效益
浅谈屋面虹吸式雨水排水系统的设计施工及效益陈星民 林州市兴华建筑公司摘 要：随着建筑技术的不断发展，超大型建筑不断涌现，对于结构复杂或屋面面积超大的建筑，这种技术就难以满足。
目前国际上虹吸式雨水排放技术已经很成熟。
该技术利用虹吸原理，使屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排出室外，从而迅速排出屋面积水。
本文结合屋面虹吸式排水系统进行详细的阐述。
关键词：屋面雨水；虹吸式；雨水；作用1 屋面虹吸式雨水排放系统的设计虹吸系统的方案设计包括两个方面，方案初步设计和系统深化校核。
1.1 方案初步设计虹吸系统的初步设计主要包括暴雨强度、汇水面积、雨水斗型号及数量等的确定和雨水斗、管道的布置。
a) 暴雨强度在选择暴雨强度和重现期时要考虑建筑物用途和其重要性等因素，并结合《建筑给排水设计规范》来确定，虹吸系统的重现期不应小于规范要求。
b) 汇水面积汇水面积计算是方案初步设计的关键，汇水面积准确才能保证系统正常的工作和建筑的安全，汇水面积是汇集的降雨最终可以排放到计算天沟里的全部面积。
应根据建筑图纸及相关资料计算屋面汇水面积。
屋面汇水面积计算的一般要求：一般坡屋面按水平投影面积计算；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 折算入汇水面积；高层建筑裙房屋面，应附加其高出部分侧墙面积的 1/2；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 1/2 相加之和。
c) 雨水斗型号和数量流量计算完成后，就要确定雨水斗的数量及型号。
雨水斗数量及型号的决定因素不只取决于总汇水量，还要满足天沟中相邻两雨水斗间距不大于20m，雨水斗的数量要满足最大的一个因素要求。
按要求取数值较大的为雨水斗数量，因此取值为整数，计算时不足整数部分进1。
雨水斗数量确定后就可以确定相应雨水斗的流量，25L/s和40L/s两种额定流量的雨水斗使用居多，虹吸系统中过大流量和过小流量的雨水斗都会造成浪费，过大流量斗会相应的使管道管径增大，过小流量则会增加雨水斗的数量。
虹吸式屋面雨水排水系统设计
满 流状态 ，当管 中的水呈压 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 以快 速 排放 屋 面 上 的雨 水 。 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
虹吸式屋面雨水排水系统设计
● 陈 志祥
随 着 建筑 技 术 的 不 断发 展 ，具 有 大 面 积 、 大 跨度 屋面 、 以及 屋 面 形 式 多样 化 的各 类 建 筑 不 断 涌 现 ，虹 吸 式屋 面 雨 水
的一套计算方法。虹吸式屋面雨水排水 系统 的最大 改进和技 术 进 步 是 开 发 了一 种具 有 良好整 流 功 能 的雨 水 斗 。 雨 水 斗 在
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其 额 定 设 计 流 量 时 处 于 淹 没 泄流 排水 状 态 ，不 渗气 、设 计 排 水量 大 、雨 水 斗 淹 没 泄 流 的 斗 前 水 深 小 。 采 用 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 。虹 吸式 屋 面 排 水 系统 的管 道 在 设 计 降雨 强度 下 呈 负 压 ，管 材 的 选 用 应 考 虑承 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
论虹吸式屋面雨水排水系统工作原理及设计要点
论虹吸式屋面雨水排水系统工作原理及设计要点论虹吸式屋面雨水排水系统工作原理及设计要点论虹吸式屋面雨水排水系统工作原理及设计要点摘要:本文主要对虹吸式屋面雨水排水系统设计及应用方面进行了探讨，可供同行工程人员参考。
关键词:虹吸式；排水系统；设计；应用Abstract: This paper mainly discusses the design and application of siphonic roof rainwater drainage system, for the reference to engineering staff.Keywords: siphon drainage system; design; application;TU823.61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利用虹吸原理，在降雨过程中，当屋面积水达到一定高度时，雨水通过能有效防止漩涡的虹吸式雨水斗进入管道，该雨水斗能减少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，利用建筑物的高度和落水具有的势能，在管道中形成局部真空(负压)，从而快速排出屋面雨水。
1.1工作原理压力流虹吸式屋面雨水排水系统的计算基础是不可压缩流体的能量守恒定律———伯努利方程。
虹吸式雨水排水系统水力分析(系统排出管为自由出流)如图1所示，系统最高处B－B断面为屋面雨水斗进水口，X－X断面为计算断面，可定在系统任意高度处，系统最低处A－A断面为排出管出水口。
图1虹吸式屋面雨水排水系统根据图1列出B－B和X－X断面的伯努利方程，具体如下:式(1)中hj(BX)、hy(BX)分别为雨水斗B－B断面到X－X计算断面的总的局部损失和的沿程损失，PB=0，VB=0，PX为管道X－X断面处的压力水头，令h=H－hX，代入式(1)得:式(2)是计算管道中任一断面处压力水头的基本公式，它表示管道中任一点的压力水头等于雨水斗与该点的高度差减去该点的速度水头及相应的总的局部损失和沿程损失。
虹吸雨水的设计与若干问题析
虹吸雨水的设计与若干问题析摘要：虹吸式屋面雨水排水系统是当今公认的较为先进的屋面雨水排放系统,然而经过大量的理论研究和实际应用发现该系统与传统的重力式屋面雨水排水系统相比有其独特的优势,但也存在一些不可避免的缺陷,所以实际工程中究竟选用何种屋面雨水排水系统要综合多种因素确定。
关键词：虹吸屋面雨水排水系统Abstract: siphon type roof rainwater drainage system is now recognized as one of the more advanced roof rainwater drainage system, howevers, after a lot of theoretical research and practical application found that the system had its unique advantages comparing with the traditional gravity roof rainwater drainage system，but there are also some unavoidable defect, so in practical engineering how to chose roof rainwater drainage system should consider many factors..Keywords: siphon，roof rainwater，drainage system虹吸式屋面雨水排水系统也称压力流排水系统,是当今国际上较为先进的屋面雨水排放系统,最早于1968 年在欧洲提出。
1972 年瑞典建成了首个商业化的虹吸式屋面雨水排水系统。
经过国际上水力学和工程学方面专家的努力,近年来发展迅速,相继在欧、美、日本等许多国家得到推广。
我国大约在2001 年开始应用,而且很快被广泛应用于大型厂房、展览馆、候机楼、商业中心、仓库、办公大楼、体育馆等跨度大、结构复杂的屋面,是解决屋面雨水排水的有效方式。
屋面虹吸式雨水排水系统
屋面虹吸式雨水排水系统屋面虹吸式雨水排水系统是一种高效、环保的雨水排放方式。
它采用了虹吸原理，通过天然重力和自然压力将雨水从屋顶集中排放到下水管道或集水池里，以达到节约用水和减轻城市排水压力的目的。
这种系统简单、易于安装，适用于多种建筑类型和地理环境，是一种创新的雨水利用技术。
屋面虹吸式雨水排水系统的原理是利用同一级别两点之间液体重力势能的差异来实现液体流动的过程。
在这个系统中，一个细小的虹吸管连接到屋顶上的排水口，当雨水开始流入管道时，由于虹吸原理的作用，水会在管道内形成负压，雨水就会自动流向管道下方的集水池或下水道中，避免了水的浪费和城市下水道的容积压力。
屋面虹吸式雨水排水系统有很多优点。
首先，它能有效地减少雨水排放给城市排水系统带来的压力，从而降低城市洪涝灾害的风险。
其次，由于雨水不会与水处理厂中的臭氧等化学物质混合，所以其污染物含量也较低，对环境的影响更小。
此外，该系统使用过程中，不需要任何电力设备，不需要依赖任何外部能源，通过简单的水力力量即可完成雨水的处理和排放，从而达到节能减排的效果。
对于一个屋面虹吸式雨水排水系统，设备和工艺方面的要求比较简单，一般很容易安装、检修和维护。
在系统的安装过程中需要考虑到建筑的高度、雨水的平均降水量以及屋面排水口的数量等因素，以确保整个系统的稳定和安全。
在实际应用场景中，屋面虹吸式雨水排水系统主要用于生活和商业区的建筑物、环保型厂房、公共设施等建筑物。
采用该技术的建筑物可以在雨季期间，把大量的雨水收集起来并用于灌溉花园或者冲厕所等生活用水，从而能够持续减少城市自来水的使用，实现水资源的节约和再利用。
在使用屋面虹吸式雨水排水系统的过程中，需要注意保持排水口的清洁，防止垃圾和杂物堵塞虹吸管道和下水管道。
此外，在故障和维修方面，需要有专业的技术人员进行处理，以确保系统的正常运行和安全使用。
总的来说，屋面虹吸式雨水排水系统是一种环保、节能的新型排水系统，能够有效减轻城市的雨水排放和治水压力，同时推动城市水资源的节约和再利用，为城市的可持续发展做出贡献。
压力流(虹吸式)屋面雨水排水系统设计要点简析
压力流(虹吸式)屋面雨水排水系统设计要点简析摘要：由于近几年建筑技术的飞速发展，使得人们对大面积、大容量、大空间的建筑需求量越来越大。
屋面排水随着建筑技术的发展也在不断的进步，对屋面排水系统的技术要求也越来越高、越严格，传统的排水技术已经不能满足人们对于现代建筑屋面排水的要求。
而压力流（虹吸式）屋面雨水排水系统的应用必将是大势所趋。
关键词：虹吸式屋面排水系统；设计要点；原理；雨水斗Abstract: in recent years due to the rapid development of construction technology, allowing people to large area, large capacity, large space building demand is more and more big. Roof drainage along with the development of construction technology is also in constant progress, the roof drainage system technical requirements also more and more high, the more strict, traditional drainage technique can not satisfy people for modern building roof drainage requirements. And pressure flow (siphon) roof rainwater drainage system application will be the trend of The Times.Keywords: siphon roof drainage system; Design; Principle; Rainwater head虹吸技术自发明到第一次应用于现代技术，再到上世纪90年代在我国现代建筑的首次应用以来，伴随着越来越多的空间建筑的出现和建筑屋面形式的多样化，压力流（虹吸式）屋面排水系统（简称虹吸式排水系统）得到了广泛应用，尤其是在机场航站楼、交通枢纽站、会展中心、大型的商业建筑以及大型工业厂房中。
屋面虹吸雨水排水系统设计探讨
屋面虹吸雨水排水系统设计探讨摘要：利用“虹吸”原理，采用屋面“雨水虹吸”是解决屋面排水设计的有效途径，本文针对虹吸式屋面雨水排水系统，结合工程实践经验以及工程实例，介绍本工程选取虹吸雨水排放系统设计的理由，深入分析大型屋面虹吸式雨水排放系统相比87雨水斗系统的优越性，同时提出屋面虹吸式雨水排放系统雨水斗流量计算办法、屋面天沟技术要求等，为同类工程提供参考。
关键词：屋面虹吸87雨水斗系统排水系统系统设计引言目前，屋面雨水排水通常采用的方式称为“重力式排水系统”，这是经几十年沿用下来的传统方式，该系统由普通雨水斗、雨水立管、埋地汇总管组成。
随着时代的前进，当今建筑物正朝着“大面积”、“大体量”的方向发展。
在会馆、展馆、体育场馆、大型厂房及候机楼、飞机库等大型工业和民用建筑中，屋面面积很大，这势必导致雨水管道增多，管径增大，影响建筑物的美观和实用。
利用“虹吸”原理，可以解决大面积屋面排水问题。
于是，一种“虹吸式屋面雨水排水系统”近十几年来在国际上迅速发展起来，现已渐渐在国内建筑物上有所应用。
1、项目简介本工程项目建筑主要用于商业及酒店。
商业大屋面采用虹吸雨水排放系统，结合建筑屋面结构分布情况，进行屋面汇水区域划分。
根据保定市暴雨重现期p=10年的5分钟暴雨强度值，进行虹吸雨水系统设计。
根据保定市暴雨重现期p=50年的5分钟暴雨强度值，进行溢流雨水系统设计，采用设溢流口解决雨水溢流问题，设计总排水能力满足保定市暴雨重现期p=50年要求。
虹吸系统的初步设计主要包括暴雨强度、汇水面积、雨水斗型号及数量等的确定和雨水斗、管道的布置。
现结合本项目详细介绍本工程选取虹吸雨水排放系统设计的理由以及其设计要点。
2、屋面排水系统方案选用目前，屋面雨水排水方式通常有87重力式雨水斗系统以及虹吸式排放系统。
在本项目屋面雨水排水系统方案选取上对该两种方案进行对比分析，最终选取了虹吸式雨水排放系统方案，作出这个方案主要考虑原因有以下几点：（1）87重力式雨水斗系统主要工作原理是利用屋面雨水本身的重力作用由屋面雨水斗经排水管道自流排放。
浅议屋面雨水虹吸排水系统的设计
浅议屋面雨水虹吸排水系统的设计发布时间：2022-08-03T07:04:24.421Z 来源：《工程管理前沿》2022年3月第6期作者：周成文黎小江[导读] 重力流是较为传统的屋面雨水排水系统，该排水系统采用的雨水斗为重力式，以自由堰流的方式流入雨水周成文黎小江中建一局集团第五建筑有限公司江西省赣州市341000摘要：重力流是较为传统的屋面雨水排水系统，该排水系统采用的雨水斗为重力式，以自由堰流的方式流入雨水斗的水夹杂着空气形成水气混合流，这样就导致了传统重力流排水系统的雨水斗设计流量偏小，同时因其水力特性，该系统还有排水立管多，对层高影响大等问题。
关键词：屋面雨水；虹吸排水系统；设计前言随着我国社会经济的迅速发展，建筑越来越大型，导致平面的设计跨度和柱距越来越大，也给屋面雨水的排放系统带来了新的挑战，在传统的重力式屋面雨水排水中，大型建筑的屋面在保证相同的排水作用下会增加很多雨水排水的立管，同时要扩大管径的面积，占用一定的空间。
而虹吸式雨水排水系统对比传统重力式于屋面雨水排水系统出现了更多的优势，得到更多的应用。
1虹吸式排水系统的概念和意义芬兰在20世纪60年代的时候就已经开始利用虹吸式排水系统，随着虹吸式排水系统的推广，在欧美，美国，日本等国家也开始应用起来，之后我国在2001年的时候也开始应用虹吸式排水系统。
在应用虹吸式排水系统的过程中，推广应用的速度非常快，而且随着应用的不断实践，我国也成功地研制出了新的压力流屋面雨水排水系统，在屋面排水中被广泛应用。
一开始的屋面雨水排水系统靠的是重力流排水系统，雨水在屋面经过汇集之后，通过雨水斗斗下方的立管流出来，在通常情况下，在传统的重力流排水系统下，雨水沿着立管管壁流下的时候只是占用一小部分，而另一部分都是空余的，都是空气。
这时候的重力流排水系统可以进行调整变为满管流，这样就可以改变立管的直径，产生抽吸的作用，提高水向下流的速度，提高效率。
虹吸排水系统简单来说就是排水系统在一定量的雨水下立管是满流的状态，和传统重力流排水系统下的立管状态存在很大的区别。
压力流(虹吸式)雨水排水系统
6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统
在悬吊管中，水流从悬吊管的最远端向立管方向运动， 沿流动方向，水头损失迅速增加，而雨水斗前的水位变化不 大，即可利用的水头几乎维持不变，按水力学中的能量方程 进行分析，可知管内呈不断增大的负压，在与立管的交叉点 处负压最大。
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6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统
估算：铸铁管的局部水头损失当量长度为管道长度的0.2倍； 塑料管当量长度为管道长度的0.6倍。
故：金属管计算管长可按LA =1.2L ； 塑料管计算管长可按LA =1.6L 估算。
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6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统
6.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
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6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统
２．悬吊管水气流动状态 压力流雨水排水系统内，管道的压力和水的流动状态是变化的。
雨量较小
降 雨 量 变 化
悬吊管内的水流状态 有自由表面的波浪流
脉动流 满管气泡流和满管气水乳化流
雨量大
水的单相流状态
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6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统
２．悬吊管水气流动状态 降雨末期，雨量减少，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低
到某一定值，雨水斗开始有空气掺入，排水管内的真空被破 坏，排水系统从虹吸流工况转向重力流。
在降雨的全过程中，悬吊管内的压力和水流状态会随着 降雨量的变化而变化。
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压力流(虹吸式)屋面雨水排水系统设计应用
压力流（虹吸式）屋面雨水排水系统设计应用作者：何灼文来源：《中国新技术新产品》2009年第13期摘要：随着建筑技术的不断发展，大空间、大容量、大面积的公共建筑，工业厂房、库房需求量越来越大。
对屋面雨水排放技术的要求将越严格，传统的排水方式已不能完全满足现代建筑的需求。
而压力流（虹吸式）雨水排水系统的应用必将是现代建筑大面积屋面排水问题的非常有效的解决方式。
关键词：压力流；雨水排水系统1 压力流雨水排水系统原理：虹吸是利用重力作用，在管道内产生局部真空，而产生虹吸现象。
它通过利用能隔离空气的雨水斗实现水、气分离，开始时由于重力作用雨水不断流向管内，使管道内逐渐产生真空。
当管中的水流呈现压力流状态时，形成虹吸效应（密闭的管道系统内形成满流状，雨水因重力作用在立管处跌落产生虹吸）。
不断进行排水。
虹吸（屋面雨水）排水系统，是经过精密的水力计算，设计的能充分利用水的动能，在密闭的管道系统中产生连续不断的虹吸作用，实现快速、高效的排除屋面雨水。
它是解决大屋面雨水排放的先进排水技术。
2 压力流雨水排水系统的特点：广泛适用于各种不同类型、用途的建筑物；管道无需坡度敷设；降低管材的管径；现场施工量减少；更少的材料，节省安装空间；管道具有自洁能力。
从设计到施工简单快捷。
适用于各种类型、各种用途的建筑物屋面，包括平屋顶屋面也能适用，这一点解决了传统排水方式很难解决排除的问题；其排水悬吊管可作无坡度敷设,悬吊管始终保持同一高度，可以腾出更多有效的建筑机电、设备安装空间；相同管径排水泄流量大，可降低排水管管径或减少排水立管数量,节约安装空间；管材及管件(配件)的使用量减少；所需地下埋管量较少,有效减少现场施工量和土方开挖、回填工作量；管内水流流速大于1m/s,能使管道具有很好的自清自洁能力。
3 压力流雨水排水系统的适用条件。
各种屋面排水系统的选择，除考虑安全性、经济性以外，主要应根据各种雨水排水系统的特点，结合不地以及该建筑的实际情况综合分析后确定。
探讨虹吸式屋面雨水排水系统的设计
技术上有很大的进步。雨水斗在其额定设计流量时处于淹没泄流排水状态 ， 不 渗气 、 设计 排水 量 大 、 雨水 斗 淹 没泄 流 的斗前 水 深小 。 当采 用 了虹 吸式 雨水
斗 的 屋面 雨水排 水 系统 ， 等 于从 屋 面 上的一 个 稳 定 的水 池 中泄水 ， 经 屋 面 内 排 水 管系 ， 从 排 出管 排 出 ， 管道 处 于充 满压 力流状 态 ， 屋 面 雨水 的排水 过 程是
式中： ｑ 为屋面雨水流量 ， Ｕｓ ； ｖ 为天沟 内水流速度 ， ｍ ／ ｓ ； ｗ 为天沟过水断面
面积（ ａ ×ｂ ） ， ； ｎ 为 天 沟 的粗 糙 系 数 ， Ｏ ． ０ １ ２ ； Ｒ为水 力半 径 ， 为ａ ×ｈ ） ／ ｆ ａ ＋２ ｂ ） ， １ ／ Ｉ ； Ｉ 为汇 水 坡度 ， 取值 ０ ． ０ ０ ５ ， 无量纲； ａ 为天 沟宽 度 ， ｍ； ｂ 为天沟 有 效水 深 ， ｍ。 某 虹吸雨 水工 程 中， 以雨 水子 系统Ｙ Ｌ 一 １ 对 应 的单斗 流量 为最 大 ， 单斗设计
性， 且具有 生 态环 保籽 陛， 燃 烧产 物 无毒 害 。 ３ ） 确 定 水平 悬 吊管 道 的走 向 、 立管 位 置 、 地 下室 悬 吊管 走 向 及 排 Ⅲ管 方
向。
屋 面 雨水 斗 的位 置 确 定后 ， 应 按 图 纸布 置 管道 走 向 、 选 定立 管 位 置 及 确
ｑ ￣５ ８ ９ ２ ． ５ ５ ［ （ ａ － ｈ ） ， （ ａ ＋ ２ ｂ ） ‘ （ ａ ‘ ｂ ） ⑤
７ ． ５ ４ １ ｄ ｓ ， 虹 吸雨水 运行 时 ， 其天沟 汇水 坡度Ｉ 为０ ． ０ ０ ５ ， 将 数值代 入式 ③ ： 统 技术 规程 （ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ １ ８ ３ ： ２ ０ ０ ５ ）和 《 建 筑 与小 区雨水 利用 工程技 术规 范 》 流量 为２
高层建筑屋面雨水排水系统设计分析
高层建筑屋面雨水排水系统设计分析摘要：屋面雨水排水系统设计看似简单，实际需要考虑的因素很多，包括结构形式、气候条件、经济水平等各方面，这就要求我们认真对待，仔细分析，确定合理的方案。
本文对高层建筑屋面雨水排水系统设计进行了分析，仅供参考。
关键词：高层建筑；屋面雨水；排放系统；设计一、雨水系统的划分以及高层建筑屋面雨水排放系统的选择1、雨水系统的划分屋面雨水的划分方法通常通过管内流态来区分，主要有：半有压流、重力流和满管压力流（虹吸式）。
而这些雨水系统从安全、经济角度来考虑，也有着不同的优先级顺序。
从安全角度来考虑，半有压流>满管压力流>重力流。
从经济角度来考虑，满管压力流>半有压流>重力流。
因此选择合适的雨水排放系统要根据不同的建筑物来综合考虑。
从排水量上来看，重力流屋面雨水排水比较适合于排水量较小的区域，满管压力流屋面雨水排水比较适合大面积大流量或者屋内不便设置雨水立管的区域。
2、高层屋面雨水排放系统的选择屋面雨水排放系统的选择首先要确保安全经济，其次要选择排水迅速且有有序排放的系统，最后要选择造价低、占地少、安装方便以及使用寿命长的系统。
如表1所示为高层屋面雨水排放系统的特点。
二、高层建筑屋面雨水排放系统管材的选用对于屋面雨水排放系统管材的选用，首先要根据所选择的排放系统来确定要什么样式的管材。
如图一所示可以看出什么系统对管材的承载压力有着不同的要求。
如表2所示是各种管材料的综合比较。
通过表2我们可以看出不同的材料其造价和性能均不一样。
根据不同的屋面雨水排放系统来选用合适的材料，不但可以确保屋面排水系统可以安全稳定的运行使用，还可以保证其经济性和使用的寿命。
选用合适的管材才能保证排水系统稳定运行，如果选材不当，不但会给物业管理带来极大的麻烦，同时也会影响用户的正常使用，降低了建筑的使用性能，故根据不同的屋面雨水排放系统选择合适的管材相当的重要。
三、高层建筑屋面雨水设计中的几个细节及措施1、露台排水系统与屋面雨水排放系统的独立分开排放首先对于露台排水系统，我们可以很明确的知道，露台排水所排放的水大都都是飘雨，排量极小，完全可以单独设置立管，采用地漏的方式将飘雨从立管中排放，而现在很多设计人员都会将超高层露台雨水排放采用雨水斗并且在低区与屋面雨水排放立管连通。
虹吸式屋面雨水排水系统的应用及安装技术要点分析
虹吸式屋面雨水排水系统的应用及安装技术要点分析发表时间：2015-10-12T12:03:25.720Z 来源：《基层建设》2015年16期作者：陶冬云[导读] 昆明建设咨询监理有限公司 650100 随着建筑业的不断发展，虹吸式屋面排水系统也得到了广泛的应用。
昆明建设咨询监理有限公司 650100摘要：虹吸式屋面雨水排水系统是一种重要的排水系统，对保障建筑物的使用寿命，维护居民的切实利益，具有十分重要的影响，随着建筑业的不断发展，虹吸式屋面排水系统也得到了广泛的应用。
关键词：虹吸式；屋面排水系统；安装虹吸式屋面雨水排水系统是利用具有良好整流功能的虹吸雨水斗承接屋面坡集到天沟的雨水，在处于额定设计流量时系统呈淹没泄流排水状态，不渗气，雨水斗淹没泄流的斗前水深小，自雨水斗连接管以下，管道内呈负压状态，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。
1、虹吸式屋面雨水系统组成及一般情况虹吸式屋面的雨水排水系统由虹吸式雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、雨水埋地出户管( 排出管)、检查井等组成, 如下图 1。
1.1虹吸式雨水斗。
虹吸式雨水斗的设计是整个虹吸系统能否按设计要求工作的关键所在，它的稳流性越好，产生虹吸所需的屋面汇流高度越低，总体性能越优越。
虹吸式雨水斗由防叶罩、防涡流装置、斗体等组成。
在雨水斗设置中，屋面雨水排水管雨水斗至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；各雨水斗至其过渡段的水头损失允许误差应小于5kPa，一般来说雨水斗之间的距离不能大于20 m；雨水斗离墙至少1m；雨水斗顶面至悬吊管管中的高差不宜小于1m。
1.2悬吊管、立管、雨水出户管。
悬吊管要无坡度，同一系统的雨水斗应在同一标高层上，穿墙和楼板时，应设置金属套管；跨越伸缩缝时，应设置伸缩器或金属软管。
高层建筑屋面雨水排水系统设计分析
高层建筑屋面雨水排水系统设计分析摘要: 随着近年来我国经济和社会的快速发展，建筑屋面的造型千姿百态丰富多彩，各种大面积的场馆、现代工业厂房在全国各地大量兴建，这些建筑往往气势宏伟、美观实用，但随之也带来了大或超大屋面雨水排水系统设计的问题。
此前，我国的屋面排水系统按重力流设计，但是，重力流雨水排水系统受其水力特性的限制，已经不能适应这些工程的需要。
文章分析了压力流(虹吸式)屋面雨水排水系统设计中，对建筑类型、管材、系统余量、天沟、溢流等方面应注意的问题。
关键词:屋面雨水排水系统,压力流(虹吸式),管材,天沟,溢流0 前言虹吸式屋面雨水排放系统，利用屋面与地面之间的势能，屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速排至室外。
降雨来临时，屋面逐渐形成积水，由于采用了科学设计的气水分离虹吸式雨水斗，当屋面雨水高度达到设计的斗前水位时，雨水连续通过连接管、水平悬吊管，经立管跌落时形成虹吸作用，使得系统中排水管道呈满管压力流状态，迅速排除至市政管网。
1 虹吸系统的适用范围虹吸系统相对于传统的重力系统，其最大的优势在于节省安装空间、立管数量和管径，较能符合建筑美观的要求，尤其在大空间大跨度的建筑物中，虹吸系统经济性较优的特点愈发显著。
但并不是所有类型的建筑都适合采用虹吸系统，从虹吸系统的计算原理来看，当系统设置的高度较低时，可利用的水位势能很小，满足不了管道自净设计流速所需的势能要求，所以层高较低的建筑不宜采用虹吸系统。
《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程))(CECS183：2005)3.3.2条规定：雨水斗顶面至过渡段的高差，在立管管径不大于DN75时，宜大于3米;在立管管径不小于DN90时，宜大于5米;《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400--2006)5.4.9条也有相应的规定。
当塔楼面积只有2000～3000m2，且建筑高度较高(大于50m)时，例如高层或超高层的酒店、办公类建筑，这时采用虹吸系统，在节省立管数量上的优势已不明显。
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屋面雨水虹吸排水系统的设计分析
摘要：近年来，我国的建设事业发展十分迅猛，加强屋面雨水虹吸排水系统的设计的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对屋面雨水虹吸排水系统的设计进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：屋面虹吸87雨水斗系统排水系统系统设计
引言
雨水管道增多，管径增大，影响建筑物的美观和实用。
利用“虹吸”原理，可以解决大面积屋面排水问题。
于是，一种“虹吸式屋面雨水排水系统”近十几年来在国际上迅速发展起来，现已渐渐在国内建筑物上有所应用。
1、项目简介
本工程项目建筑主要用于商业及酒店。
商业大屋面采用虹吸雨水排放系统，结合建筑屋面结构分布情况，进行屋面汇水区域划分。
根据保定市暴
雨重现期p=10年的5分钟暴雨强度值，进行虹吸雨水系统设计。
根据保定市暴雨重现期p=50年的5分钟暴雨强度值，进行溢流雨水系统设计，采用设溢流口解决雨水溢流问题，设计总排水能力满足保定市暴雨重现期p=50年要求。
虹吸系统的初步设计主要包括暴雨强度、汇水面积、雨水斗型号及数量等的确定和雨水斗、管道的布置。
现结合本项目详细介绍本工程选取虹吸雨水排放系统设计的理由以及其设计要点。
2、屋面排水系统方案选用
目前，屋面雨水排水方式通常有87重力式雨水斗系统以及虹吸式排放系统。
在本项目屋面雨水排水系统方案选取上对该两种方案进行对比分析，最终选取了虹吸式雨水排放系统方案，作出这个方案主要考虑原因有以下几点：
（1）87重力式雨水斗系统主要工作原理是利用屋面雨水本身的重力作用由屋面雨水斗经排水管道自流排放。
排水管道按非满流状态设计，必须有一定的坡度。
为了达到比较好的排放效果，在安装管道时要求悬吊管的最小坡度要满足2%。
在实际工程上要为安全起见规范还规定宜采用单斗排水，即一个雨水斗对应一根雨水立管。
这样，由于本项目属于商业大屋面，若采用87重力式雨水斗系统将会带来以下不足：雨水立管数量多；雨水管管径大；雨水悬吊管因有坡度，占据的建筑空间大；连接各立管的埋地管地下工作量较多。
（2）虹吸屋面雨水排水系统，经过精密的水力计算，能充分利用水的动能，在密闭的管道系统中产生连续不断的虹吸作用，实现快速、高效的排除屋面雨水，是解决大屋面雨水排放的先进排水技术。
与传统重力流排水方式相比较其优点更为突出，具体表现有以下几显著优点：广泛适用于各种不同类型、用途的建筑物；管道无需坡度敷设；降低管材的管径；现场施工量减少；用料更少；节省安装空间。
在这些优点中最重要的是其适用于各种类型、各种用途的建筑物屋面，包括
平屋顶屋面也能适用，这一点解决了传统排水方式很难解决排除的问题。
综上分析可发现，在会馆、展馆、体育场馆、大型厂房及候机楼、飞机库等大型工业和民用建筑中，屋面面积很大，如本工程那样的大屋面那样，还采用87重力式雨水斗系统进行排放雨水，这势必导致雨水管道增多，管径增大，影响建筑物的美观和实用。
因此，对于大屋面建筑来说，传统的屋面排水系统已显得不相适应了。
结合本工程特点，本工程不仅属于大屋面，而且还是平屋面，因此通过比较分析，最终选取虹吸式雨水排放系统方案相比87重力式雨水斗系统具有明显的优越性。
3、虹吸式屋面雨水排放系统设计
本工程由于屋面大而且为平屋面，结合本工程特点，正是基于上面所分析的虹吸屋面雨水排水系统优势，为此屋面采用虹吸式排水系统。
接下来是根据本工程对该排水系统进行设计。
虹吸屋面雨水排水系统与传统87雨水系统设计完全不同，其选材尤其重要。
先分析虹吸式屋面雨水排放系统的重要设计部件，以为准确设计该雨水排放系统作依据。
（1）防漩涡雨水斗。
虹吸式排水系统专用的防漩涡雨水斗内有空气挡板和进水格栅，降雨过程中，雨水通过格栅，侧面进入雨水斗，当屋面汇水达到一定高度时，雨水斗内的反涡流性能将阻挡空气从外界进入，使雨水平稳流进入排水管。
同时，还能保持一定的斗前水深，以满足虹吸现象完全隔断空气的要求，如图2所示。
本工程雨水斗采用铝锰合金、PP或不锈钢材质。
雨水斗下方自带的连接短管为HDPE材料，以保证雨水斗同管道连接时采用焊接，保证系统的气密性。
（2）管道选取。
管道作为排水系统最主要的部分，必须确保系统安全可靠，高效持续的运行。
虹吸式系统作为一个特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封性，并且做到尽可能降低噪声，吸收震动，抗击冲击外力和抗温度变化形变。
由于虹吸系统是利用负压排水的，因此管道的管壁必须具备相当的承压能力。
但是也不是完全的刚性体。
因此，虹吸排水系统不采用PVC管，而是采用HDPE 高密度聚乙烯管，这种管材能承受较大的冲击力，且不会因弯曲而破裂、折断，还具有耐腐蚀性，其抗极端温度范围也大，同时管子自身重量轻，施工方便。
为此，本工程、虹吸式雨水排水系统采用虹吸专用高密度聚乙烯（HDPE）排水管，、管材和管件应不低于PE80等级的高密度聚乙烯（HDPE）原材料制造且原料应为混配料；管材的纵向回缩率不大于1%。
4、虹吸屋面排水计算
4.1 屋面汇水面积与雨水流量计算
汇水面积计算是方案初步设计的关键，汇水面积准确才能保证系统正常的
工作和建筑的安全，汇水面积是汇集的降雨最终可以排放到计算天沟里的全部面积。
根据设计图纸要求，确定采用虹吸排水的屋面区域，在图纸上计量所选区域的面积，即屋面设计汇水面积。
屋面汇水面积计算对于一般坡屋面按水平投影面积计算；高出汇水面的侧墙，应将侧墙面积的1/2折算为汇水面积；而高层建筑裙房屋面，应附加其高出部分侧墙面积的1/2。
因此，本工程项目汇水面积按照屋面的水平投影面积计算，高出屋面部分的侧墙面积按相关规定折算为汇水面积。
根据以上方法计算得出汇水面积再来根据公式1计算相应雨水设计流量。
Q=k1Ψq.F （1）
式中Q—雨水设计量（L/S）；k1—流量校正值，一般取1，对于屋面坡度大于2.5%取1.5~2；Ψ—径流系数，屋面一般取0.9；q—设计降雨强度（L/S. m2）；F—汇水面积（m2）；降水强度应根据保定市降雨强度，为此取暴雨重现期P=10年，经计算5分钟暴雨强度q =4.30 L/s·100m2 。
4.2雨水斗计算
流量计算完成后，就要确定雨水斗的数量，其决定因数不只取决于总汇水量，还要满足天沟中相邻两雨水斗间距不大于20m，雨水斗的数量要按要求取数值较大者的，计算时不足整数部分进1。
雨水斗数量确定后就可以依此确定相应雨水斗的流量，设计时注意的是虹吸系统中过大流量和过小流量的雨水斗都会造成浪费，过大流量斗会相应的使管道管径增大，过小流量则会增加雨水斗的数量，因此必须选取相应的雨水斗。
4.3系统布置
根据所计算的有关数据，确定雨水斗的数量和分布位置，在图纸上绘制雨水斗位置和管道系统的布置设计，除了在建筑平面图纸上布置雨水斗和管道，还要进行系统的设计。
系统设计时尚应符合以下要求：
（1）当连接有多个虹吸式雨水斗时，雨水斗宜与雨水立管做对称布置，以减少管道用量；雨水斗的排水连接管应连接在悬吊横管上，不得直接接在雨水立管的顶部。
（2）虹吸式雨水斗应设置在每个汇水区域屋面的最低点或天沟内的最低点。
（3）每个汇水区域的雨水斗数量不宜少于2个。
（4)如本工程设置在裙房屋面上的雨水斗距裙房与塔楼交界处的距离不应小于1m，且不大于10m。
设计时值得注意的是，由于不同的工程有不同的要求，管道可能布置在柱边，也有可能布置固定的管道井。
经实践证明，立管位置宜布置在距离雨水井较
近的位置，这样可以减少埋地管道的长度和相应的施工量。
5、结语
本文结合笔者工程实践经验以及某工程实例，深入分析了本工程采用虹吸式雨水排放系统而不采用87雨水斗系统的理由，得出大型屋面以及平屋面适合选用虹吸式雨水排放系统结论，同时结合工程给出虹吸式雨水排放系统设计要点等，为同类工程提供参考。
参考文献：
[1]吴金山．大型屋面虹吸式雨水排放系统设计与安装施工技术探讨[J]．四川建材，2009，28(06)：14～13.
[2]邢福共．屋面虹吸雨水排水系统设计与施工[J]．中国建筑防水，2010，18(12)：31～32.
[3]俞福康，付文革．对新型建筑屋面虹吸排水系统的简要研究[J]．民营科技，2009，21(05)：117～119.
[4]顾飞．桐乡汽车站屋面虹吸式雨水排水系统设计[J]．浙江建筑，2005，32(04)：35～37.。