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;
TU823.6
1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。如果式(2)计算结果PX＞0，则管道内为正压;若PX＜0，则管道内为负压。
1.2虹吸式系统的压力分析
以虹吸式雨水排水系统的主管道为分析对象，以雨水斗为起点，雨水检查井为终点，管道沿程长度为横坐标，管道内流体的压力水头为纵坐标，绘制压力水头变化，结果见图2。
图2虹吸式屋面雨水排水系统压力水头分析
当系统在设计工况运行时，在雨水斗的连接管上一般虹吸式雨水斗的hj(BX)较大，加上雨水斗的出水管较细，则V2X/2较大，而可利用的水头h不大，通过式(2)计算可知，雨水斗前通常有较小的压力水头，在雨水斗连接管上通常呈较小的负压。
②雨水悬吊管(3～4段)
随着计算断面X－X沿水平悬吊管由雨水斗一侧向雨水立管一侧偏移，由于虹吸式系统的雨水悬吊管一般为水平安装，因此h维持不变，管道内的hy(BX)增加，V2X/2变化不大，则按式(2)计算可得，管内负压将不断增大，并在其与立管的交叉处负压达到最大。
③雨水立管(4～5段)
从立管与悬吊管的交叉点向下，h迅速增加，大大超过因管道长度增加而增大的hy(BX)，而V2X/2和hj(BX)保持不变，通过式(2)
计算可知，立管内的负压值将减小至零，继而出现逐渐增加的正压值，在立管底部正压值达到最大值。
④雨水排出管(5～6段)
压力水头在该管段内逐渐被消耗，至排水井处与大气相通，管道
的压力水头降为零，雨水斗的进水水面至排出口的总高度差，即有效作用水头全部用尽。为了保证系统的可靠运行以及便于后续对设计的修改，一般保留系统有一定的余量(节点6处)，而非将压力水头耗尽。
2虹吸式雨水排水系统的设计与应用
目前，虹吸式屋面雨水排水系统设计主要参考的技术规程和规范包括:《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003，2009年版，以下简称《设计规范》)、《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》(CECS183:2005，以下简称《技术规程》)和《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB 50400—2006，以下简称《技术规范》)，在具体的系统设计和计算中还存在一定的争议，为此就以下设计与计算问题进行分析和讨论。
2.1关于总有效水头的确定
通过原理分析可知，在虹吸式排水系统设计时，管道内压力水头的计算是通过总的有效水头扣减总的局部损失、总的沿程损失和速度水头得到。目前关于总有效水头的计算还存在争议，总有效水头的计算最高点是指雨水斗高度，但《技术规程》中最低点计算断面为过渡段的高度［1］，而《技术规范》中为排出口室外地面的高度［2］，两者在虹吸式系统的总有效水头的计算上存在一定差异。从法律效力来分析，两者都是系统设计时需要遵守的技术文件。从设计的保守性分析，按《技术规程》中的计算方法进行设计更为保守。以下从合理性角度对上述两者进行比较和分析:由于虹吸式雨水排水系统的设计重现期(一般大于10年，有的甚至达到50年以上)一般都大于室外雨水排水系统的设计重现期(一般小于5年)，当虹吸式排水系统达到其设计工况时，室外雨水系统包括雨水管、雨水检查井都已超负荷运行，此时室外的雨水井一般都是满水的，通过式(2)分析可知，此时的压力水头PX的计算应该由总的有效水头(雨水斗到室外地面的高差)扣减总的沿程损失、总的局部损失和速度水头(淹没出流的损失)。可见，在一般情况下，《技术规范》中的计算结果更接近于实际情况。如果屋面雨水排水系统的设计重现期小于或等于室外雨水系统(如部分核电厂厂房的屋面雨水系统设计)，则《技术规程》的计算方法更为合理。因此，虹吸式排水系统的设计需要依据具体的设计工况来确定有
效水头的计算方法。《全国民用建筑工程技术措施/给水排水》(2009年版)［3］要求总有效水头同时满足《技术规范》和《技术规程》中的相关条款，以保证系统设计的安全性。为了更好地指导设计，建议将来修订相关规范时，对以上两种总有效水头计算方法的具体适用条件进行相关的规定和说明，便于设计人员选用。
另外，关于多斗式虹吸式雨水系统设计的校核计算，《设计规范》要求满管压力流排水管系各节点的上游不同支路的计算水头损失之差，在管径≤DN75时，不应大于10 kPa;在管径≥DN100时，不应大于5 kPa。而在《技术规范》中则没有就管径大小进行区分，而是统一要求系统中节点处各汇合支管间的水压差值不应大于0．01 MPa，这也是目前采用比较多的校核方法。两者在校核标准上存在一定差异，不利于设计人员的校核计算。建议进一步进行分析研究，将来修改相应规范时进行统一，以便于设计人员进行设计和校核。
2.2关于虹吸式排水系统设计重现期的确定
在计算屋面雨水的排水量时，降雨强度是一项重要参数，设计降雨强度应根据当地的雨量公式计算确定。按《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)［4］的规定，设计暴雨强度计算公式为:
式中q———设计暴雨强度，L/(s·hm2)
t———降雨历时，min
P———设计重现期，a
A1、C、b、n———参数，根据统计方法进行计算确定
由于A1、C、b、n由当地气象资料统计确定，因此，降雨历时t 和设计重现期P两个参数的确定对于雨水设计的影响最大。关于降雨历时t，《设计规范》中规定应按5 min计算［5］。在最新修订的《设计规范》以及《技术规范》、《技术规程》中对屋面汇水区域的设计重现期的规定基本相同，具体见表1。
表1各种屋面汇水区域的设计重现期
由表1可知，相关规范没有就重力流和虹吸式系统两种不同的屋面雨水排水方式分别规定设计重现期，而两者的设计却有很大的差异。在重力流系统中，以雨水斗为研究对象，国内曾做过相关的研究，在一定工况下DN100的87型雨水斗其泄水流量达30 L/s，而规范规定的设计泄水量仅为12 L/s，远远小于实际泄水流量。以雨水排水系统的悬吊管为研究对象，《设计规范》规定重力流屋面雨水排水管系的悬吊管应按非满流设计，其充满度不宜大于0．8。由于不是按可能发生的满管流设计，因此其设计流量也小于实际排水流量。以雨水立管为分析对象，按照条文说明，在最新修订的《设计规范》中提到的重力流雨水立管的最大泄流量是充水率为0．35的水膜重力流理论计算值，而实际上雨水立管可能出现的充水率可达80%以上。最新修订的《设计规范》的条文说明中提到将最大泄流量改为原值的0．8倍，从而使系统的保守性进一步得到了提高。因此，重力流雨水系统能够排除一定的超设计重现期的雨水，其设计是有富余的，设计重现期可以取较小值。
虹吸式雨水排水系统的设计则与重力流系统完全不同，虹吸式排水系统是按极限排水流量设计的，即暴雨强度大于设计重现期时，虹吸式雨水排水系统将失去平衡。因此，在设计虹吸式雨水排水系统时，其设计重现期应取较大值。表1中给出了10年重现期的下限值，在实际工程设计中，有的则采用将计算所得的雨水流量乘以1．5倍作为设计雨水流量，而部分工程的虹吸式雨水系统的设计重现期达到了50年甚至更高，在核电厂中部分厂房的虹吸式屋面雨水排水系统的重现期达到了100年。由于虹吸式排水系统在国内的应用和研究还不是很成熟，设计重现期具体的参数取值还有待进一步研究确定。建议在以后修订规范时，有必要将重力流和虹吸式屋面雨水排水系统的设计重现期分别予以规定和说明，适当增大虹吸式排水系统的设计重现期，对其取值加以明确，或者规定将计算所得雨水量乘以一定的安全系数作为系统的设计输入值，或者提高降雨历时取值的标准。
2.3审慎采用虹吸式排水系统
虽然虹吸式雨水排水系统与传统的重力流排水系统相比有其独
特性，但虹吸式排水系统有其自身的局限性和适用条件，因此并非所
有类型的建筑屋面雨水排水都适合采用虹吸式系统。由虹吸式排水系统工作原理分析可知，当系统设置的高度较小时，可利用的势能很小，将不能满足系统的要求，所以屋面高度较低的建筑不推荐采用虹吸式系统。对于建筑高度很大且建筑屋面非大跨度、大面积的建筑(如高层商用写字楼、酒店建筑等)，由于在立管最顶端的管道内为负压，高度h值很大，而式(2)中其余三项之和的增加量很少，则立管底部的PX值很大，对管道的连接质量有较高的要求，需要对该段管道进行加固设计，势必导致整个虹吸式排水系统的造价大大提高。因此对于该类建筑物，从系统设计的经济性和安全性考虑，选择虹吸式雨水排水系统时应审慎考虑。
3结论
在设计屋面雨水排水系统时，应根据建筑设计布局，并结合各种屋面排水系统的特点，选择适当的雨水排水系统及管材，以确保屋面雨水排水系统的排放能力满足设计规范的要求。建议修改与虹吸式雨水系统相关的规程、规范中关于有效水头的计算方法的部分条款，对两种方法的具体适用条件做相关的规定和说明，以及对多斗式的虹吸雨水系统设计的校核计算的水压差值的标准进行统一。从设计的安全性和经济性考虑，也为了便于设计人员在设计中就设计重现期的参数进行选用，建议将来修订规范时，对重力流和虹吸式排水系统的设计重现期分别进行讨论，适当提高虹吸系统的设计重现期和安全系数。与重力流系统相比，在大面积、大跨度工业厂房与公共建筑物中，选用压力流虹吸式雨水排水系统具有明显的优势，但对于屋面面积较小的建筑以及高层建筑，建议仍然采用重力流雨水排水系统。
参考文献:
［1］CECS 183:2005，虹吸式屋面雨水排水系统技术规程［S］．北京:中国计划出版社，2005．
［2］GB 50400—2006，建筑与小区雨水利用工程技术规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2006．
［3］中国建筑标准设计研究院．全国民用建筑工程技术措施(2009年版)［M］．北京:中国计划出版社，2009．
［4］GB 50014—2006，室外排水设计规范［S］．北京:中国计划
出版社，2006．
［5］GB 50015—2003，建筑给水排水设计规范(2009年版)［S］．北京:中国计划出版社，2009．
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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。从而进入虹吸状态, 整个管道呈现满流, 实现其迅速、高效的排水功能。该系统一般由虹吸式雨水斗、管材(悬吊管、立管、排出管)、管件、固定件组成。4工艺流程及操作要点 4.1施工准备: 认真审查图纸, 在管道穿过楼板和剪力墙处预留孔洞。在屋面结构施工时, 配合土建预留符合雨水斗安装孔洞, 或直接将雨水斗座连同保护螺丝预埋在屋面混凝土中, 预埋时应留出屋面找平层厚度(预留位置应参照土建施工图, 根据轴线、标高以及水施图准确定出预留洞口的位置)。 4.2支架制作安装: 对应管材按照规范、设计要求进行支架制作安装, 应注意: (1)管道安装时应设置固定件, 固定件必须能够承受满流管道的重量以及高速水流所产生的冲击力。对于HDPE管道系统, 固定件还应吸收管道热胀冷缩时产生的轴向应力。 (2)固定件应根据各种管材要求设置, 位置准确, 埋设平整, 与管道接触紧密, 但得损伤管道表面。 (3)固定件宜采用与虹吸式屋面雨水排放系统配套的专用管道固定系统。其使用寿命不低于虹吸式屋面雨水排放系统的使用寿命。
虹吸雨水系统的特点及应用
虹吸雨水系统的优点及应用 （摘要）简单介绍虹吸雨水的工作原理、优点以及在施工过程中应注意的问题。 （关键词）虹吸原理暴雨重现期施工技术问题 一、雨水系统的分类及虹吸雨水的发展历史 雨水排放系统分为两种，重力流雨水系统和虹吸雨水系统（压力流）。目前我国大部分建筑的雨水系统是选用重力流雨水系统。[1] 随着虹吸雨水系统的成熟，虹吸雨水开始普及开来。欧洲一些国家最早发现并应用了虹吸雨水技术，上世纪90年代虹吸雨水这一技术由德国传入我国，这一技术从起步至今已经发展了将近半个世纪，随着科技的发展，这一技术将更为广泛的应用到我们的生活领域。依靠其良好的性能虹吸雨水越来越受到设计者们的关注，随着将近20年的发展，这一技术在我国越来越多的应用到现实生活中来。[2]一些知名品牌如广州捷流、上海吉博特、北京泰宁等已成功将这一排水技术应用到多个国家重点建设项目当中。 二、虹吸雨水系统组成及原理 虹吸雨水系统是由虹吸雨水斗、管材（悬吊管、立管、排出管、连接管）、管件、固定组件、检查井组成。与普通雨水排水系统相比，虹吸雨水斗的作用在此技术运用当中是最为重要的。当然排水管道的要求也是必不可缺的。虹吸雨水的原理就是在设计强度下虹吸雨水斗能够对雨水进行整流，形成水气分离，使系统呈负压状态形成压力排水。降雨过程中相当于屋面有一个稳定的小水池向下泄水，管道中是全充满的压力流状态屋面雨水，经屋内排水管系从排出口排出。 虹吸雨水在排水过程当中，雨水的流动分为三种阶段：重力流、两相流、满管压力流。在刚开始降雨的时候虹吸雨水排水与普通重力流排水相同，雨水汇集量少，排水管道中的雨水受重力影响自然排出，这一阶段为重力流阶段。随着降水量的增加，雨水汇集量也越大，此时在虹吸雨水斗位置水深加大，空气进入也随之减少，管道内形成时断时续的满管流以及掺杂部分空气的满管流。我们管这一阶段叫做两相流阶段。随着降水的进一步发展，雨水量的进一步增加，雨水斗前的积水已经将雨水斗全部覆盖，导致空气已经不能再进入排水管道。此时排水管道中则为满管雨水排放，我们称此阶段为满管压力流阶段。 三、虹吸雨水的优点和不足 与重力流雨水系统相比虹吸雨水系统具有以下优点： 1、虹吸雨水的排水量比同规格重力流排水系统的排水量要大。原因就是在排水过
虹吸式屋面雨水排水系统施工工法
虹吸式屋面雨水排水系统施工工法 编制单位：中建七局三公司 虹吸式屋面雨水排水系统以其泄流量大、管材少、节约建筑空间和地面开挖少等优点得到越来越广泛地应用。 1特点 1.1虹吸式雨水斗采用机械固定方式，能确保雨水斗与屋面连接密封，具有优异的抗腐蚀性能，且无需作防锈处理。 1.2管道排水可实现满管流，排水畅通，节省雨水斗、立管、横管和雨水检查井等；节约建筑空间，使建筑外形美观。 1.3机械强度高，施工简便。 2适用范围 本工法适用于工业与民用建筑的屋面雨水排水系统。 3工艺原理 虹吸式屋面雨水排水系统依靠虹吸式雨水斗在天沟水深达到一定深度时实现气 水分离, 使整个管道呈现满流，在雨水连续流过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时，产生最大负压而形成抽吸作用，从而进入虹吸状态, 实现迅速、高效的排水功能。该系统由虹吸式雨水斗、管材（悬吊管、立管、排出管）、管件、固定件组成. 施工前准备 支架制作、安装 屋面雨水斗安装 管道安装（悬吊管、立管安装） 埋地管安装 系统灌水、通水试验 4施工步骤 1 / 8
5 施工要点 5.1.施工准备： 审查图纸，在管道穿过楼板和剪力墙处预留孔洞，在屋面结构施工时，配合土建预留符合雨水斗安装孔洞或直接将雨水斗座连同保护螺丝预埋在屋面混凝土中，预埋时应留出屋面找平层厚度。 5.2支架制作安装： ①管道安装时应设置固定件，固定件必须能够承受满流管道的重量及高速水流所产生的冲击力。对HDPE管道系统，固定件还应吸收管道热胀冷缩时产生的轴 向应力。 ②固定件应根据各种管材要求设置，位置准确，埋设平整，与管道接触紧密，不得损伤管道表面。 ③固定件宜采用与虹吸式屋面雨水排放系统配套的专用管道固定系统，且应镀锌。 ④管道支吊架固定在承重结构上，位置正确，埋设牢固。 ⑤钢管支、吊架间距：横管不大于表1的要求，立管≤3m。当层高≤4m时，立管可安装1个支架。钢管沟槽式接口、铸铁管机械接口的支、吊架位置应靠近接口，但不得影响接口的拆装。 表1 钢管管道支架最大间距 公称直径DN5DN7DN8DN10DN12DN15DN20DN25DN3000（mm0000005 ） 最大间116589.56126.57）m距（ ⑥铸铁管支吊架间距：横架不大于2m，立管不大于3m。当层高≤4m时，立管安装1个支架。 ⑦HDPE悬吊管采用方形钢导管进行固定。方形钢导管的尺寸如表2的要求。方形导管沿HDPE悬吊管悬挂在建筑物结构上，HDPE悬吊管则采用导向管卡和2 / 8 锚固管卡连接在方形钢导管上。HDPE管悬吊管的锚固管卡宜设置在横管的始端、末端和三通的两端及支管处，当HDPE悬吊管管径大于DN250时每个固定点应采用两个锚固管卡。HDPE管立管的锚固管卡间距≤5m，导向管卡间距≤15倍 管外径。当虹吸式雨水斗的下端与悬吊管的距离≥750ｍｍ时，在方形钢导管上或悬吊管上增加两个侧向管卡。 表2 方形钢导管尺寸 HDPE管外径方形钢导管尺寸 DN200～DN4030×30 DN315～DN25040×60 ⑧不锈钢管支、吊架间距：横、立管不大于表3的要求。
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; TU823.6 1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
HDPE虹吸式雨水管道安装工艺
HDPEtt吸式雨水管道安装工艺 虹吸式雨水收集系统是屋面雨水排水的一种形式，是在设计条件下利用雨水斗至排出管之间的有效位差为动力，使系统内部产生负压的雨水排水系统，其水力计算依据为流体力学的伯努利方程。由于系统适用于各种建筑屋面的雨水排除，因而深受用户的青睐。 虹吸式屋面雨水排水系统以其泄流量大、管材少、节约建筑空间和地面开挖少等优点得 到越来越广泛地应用。在国内的工程中，包括北京鸟巢体育场、首都机场T3航站、中央电 视台新址等一批重点工程，纷纷采用了虹吸排水系统。雨水在管道内高速流动可达到自清洁 作用，排水高效而且噪音小。 、工作原理 虹吸式雨水排放系统利用建筑物屋面高度所形成的水头来实现虹吸排水。降雨来临时，屋面逐渐形成积水，由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗，当屋面雨水高度达到一定高度，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，当雨水通过管道变径时，在此处产生 负压，加速雨水的排放速度。 、工作特点 2.1虹吸式雨水斗采用机械固定方式，能确保雨水斗与屋面连接密封，具有优异的抗腐蚀性能，且无需作防锈处理。 2.2管道排水可实现满管流，排水畅通，节省雨水斗、立管、横管和雨水检查井等；节约建筑空间，使建筑外形美观。 2.3机械强度高，施工简便。 三、适用范围 本工法适用于工业与民用建筑的屋面HDPE雨水排水系统。 四、工艺原理 虹吸式屋面雨水排水系统依靠虹吸式雨水斗在天沟水深达到一定深度时实现气水分离，使整个管道呈现满流，在雨水连续流过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时，产生最大负压而形成抽吸作用，从而进入虹吸状态，实现迅速、高效的排水功能。该系统由虹吸式雨水斗、管材（悬吊管、立管、排出管）、管件、固定件组成。 5E而跖配合土建主体预雷颈埋王忡］—|支衆制也安辐十iBifi雨加4 尊―?詹道安奘（悬吊管」立破義）卜咂地管支舟书统濯札通水啊—?庆工验收 五、施工要点 5.1. 施工准备： 根据图纸检查核对预留孔洞是否正确，将管道坐标、标高、位置画线定位，按施工图纸 所注管道及管件的规格尺寸及预留管口的位置，预先进行排列，经排列各部位尺寸都能达 到设计和技术交底的要求后，方可下料，根据管材及管件的预排尺寸，画好标记，进行断
虹吸式雨水系统
虹吸式雨水系统施工工法 虹吸式雨水系统自诞生于欧洲以来，凭借其泄流量大、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，随着大跨度、大面积的建筑日趋增多、对建筑空间的要求不断提高，在一些机场和展览馆等建筑上成功地应用后，虹吸雨水系统也得到迅速发展。 1特点 1.1虹吸式雨水斗采用机械固定的方式，能确保雨水斗与屋面连接的密封，具有优异的抗腐蚀性能，安装时无需做防锈处理。 1.2管道排水实现满管流，从而节省材料、节省空间、减少了各专业之间的交叉作业，使建筑外形美观，节约资金。 1.3虹吸式雨水系统机械强度高，施工简单。而且是有压流，管道不易堵塞。 1.4本工法规定了雨水斗、水平悬吊管、排出管的施工工艺，确保虹吸式雨水系统施工质量符合《建筑给排水与采暖卫生施工质量验收规范》(GB500243-2003)及CECS标准《虹吸式屋面雨水排水系统应用技术规程》的要求。 2适用范围 适用于大面积、大跨度屋面的排水。 3工作原理 虹吸式雨水系统依靠虹吸式的雨水斗在天沟水深达到一定的深度时实现气水分离，利用建筑物的高度和雨水所具有的势能，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。从而进入虹吸状态，整个管道呈现满流，实现其迅速、高效的排水功能。该系统一般由虹吸式雨水斗、管材(悬吊管、立管、排出管)、管件、固定件组成。 4工艺流程及操作要点 4.1施工准备： 认真审查图纸，在管道穿过楼板和剪力墙处预留孔洞。在屋面结构施工时，配合土建预留符合雨水斗安装孔洞，或直接将雨水斗座连同保护螺丝预埋在屋面混凝土中，预埋时应留出屋面找平层厚度(预留位置应参照土建施工图，根据轴线、标高以及水施图准确定出预留洞口的位置)。 4.2支架制作安装： 对应管材按照规范、设计要求进行支架制作安装，应注意： (1)管道安装时应设置固定件，固定件必须能够承受满流管道的重量以及高速水流所产生的冲击力。对于HDPE管道系统，固定件还应吸收管道热胀冷缩时产生的轴向应力。
虹吸排水工作原理及虹吸排水特点
虹吸排水工作原理及虹吸排水特点 虹吸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，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设计降雨强度呈负压，管材的选用应考虑承受负压的能力，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。 建筑雨水排水系统建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。 建筑雨水排水系统的分类根据不同的分类标准，雨水系统有不同的类别： 1）屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为：外排水系统和内排水系统。外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。 2）按照屋面有无天沟可以分为檐沟外排水和天沟外排水 3）根据系统是否与大气相通分为密闭系统和敞开系统 4）按雨水管中水流的设计流态可分为重力半有压流雨水系统、重力无压流雨水系统和压力流雨水系统（虹吸式雨水系统） 5）根据立管连接雨水斗的个数分为单斗、多斗雨水排水系统虹吸系统的原理及其特点降雨时屋面上积水达到一定高度，通过气水分离的雨水斗，利用建筑物屋面的高度差所产生的势能，使流态由附膜壁流转化为气水混合流，最后达到水一相流状态，排水管道内逐渐产生真空进行排水。 系统能充分利用水的动能，在密闭的管道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。由于虹吸排水系统是经过精确的水力计算而设计的排水系统，其管道内按满流状态设计，经过高精度计算，能充分利用水的动能使系统产生虹吸作用。水流流速快、流量大、管道有较好的自洁能力、相同管径排水量大等优点。 和传统重力排水系统相比有以下特点：广泛适用于各种不同类型、用途的建筑物；悬吊管无需坡度敷设；降低管材的管径；现场施工量减少；使用更少的材料；节省安装空间；管道具有自洁能力，不易堵塞；从设计到施工简单快捷。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，同时也推动新的排水技术的发展。屋面面积的增大，排水管道也必须增大管道数量增多，这必将会影响建筑物美观和实用的要求。传统的排水方式已不能完全满足现代建筑的需求，而虹吸排水系统的应用是解决现代建筑大面积屋面排水问题的有效解决方式。
虹吸排雨水系统设计原理
虹吸排雨水系统设计原理 近几年来，屋面虹吸排雨水系统在国内众多大、中、小型建筑应用像雨后春笋般展现，为不少建筑设计师解除了诸多建筑造型的限制，现代建筑的复杂性，以及建筑界与工程界提出的严格要求，常常使得落后于现代先进建筑科技的传统屋面排水方案不具有可行性，如排水量大，重力排水系统影响建筑造型；室内排雨悬吊管放坡影响室内使用空间，排水管与建筑不协调。同时把屋面排雨水设计带到新的领域。自从UV排水系统在1968年发明以来，第一个UV系统（1968年发明）提供了屋面排水技术的突破，它在雨水斗周围的水深达到一定高度时，可以避免空气通过雨水斗进入排水管内。世界各国越来越多对虹吸排雨水系统的研究。，一些科学家和工程师，如Bernouilli， Prandtl， Darcy， Weisbach， Colebroke等建立起来的设计理论便可以用来进行精确的满管流排水系统的设计，这项技术对于建筑界的贡献立即表现出来。 一、虹吸系统基本原理介绍 原理简介 基本上，屋面雨水排放系统可分为重力流系统与满管流或虹吸系统。 重力流系统 在重力流系统中，水沿着立管的管壁流下。一般情况下，管材断面约1/5-1/3为水，剩余为空气。水平管的流量系数则可能达到1。因此，重力流系统的流量得视其管子所装置的坡度而定。 虹吸系统 在虹吸系统中，所有的管子在指定的降水强度下将达到1的流量系数。管子内的压力也有别于大气压强。通过利用建筑物（雨水斗与排放点的高度差距）所产生的压头，管径设计可达到满管流。因此，概念上，利用较小于传统管径的管道便可更快速地排出相同的水量。
虹吸系统电脑软件利用建筑物所产生的压头 (h1-h2)来平衡管子内的磨擦系数损失以及计算出以最小的管径来排放所设计的水量。捷流系统电脑软件通过分析水平管与立管的剖面以及管子的长度来平衡系统的压力。 正如以上所提及的，管子里的压力有别于大力气强。基本上，系统可接受管子里的压力超出于大气压强。 无论如何，管子内的压力若相当于水的蒸发压力，可能会导致气化作用的产生。为避免气化作用的发生，管子里的压力必需维持在水的蒸发压力以上。也就是说，如果大力气强被制定为0，管内负压力则需高于－8.0m。 重力流系统与系统的比较 重力流雨水系统 特点：气液二相流 1．雨水斗数量多 2．管径大 3．立管数量多 4．水平集水管需要坡度 5．雨水检查井数量多 6．大屋面工程，地面需布置排水沟 7．影响建筑美观 虹吸雨水系统 特点：满管流
虹吸式雨水排水系统
虹吸式雨水排水系统 【篇一：虹吸排雨水系统设计原理】 虹吸排雨水系统设计原理 近几年来，屋面虹吸排雨水系统在国内众多大、中、小型建筑应用 像雨后春笋般展现，为不少建筑设计师解除了诸多建筑造型的限制，现代建筑的复杂性，以及建筑界与工程界提出的严格要求，常常使 得落后于现代先进建筑科技的传统屋面排水方案不具有可行性，如 排水量大，重力排水系统影响建筑造型；室内排雨悬吊管放坡影响 室内使用空间，排水管与建筑不协调。同时把屋面排雨水设计带到 新的领域。自从uv排水系统在1968年发明以来，第一个uv系统（1968年发明）提供了屋面排水技术的突破，它在雨水斗周围的水 深达到一定高度时，可以避免空气通过雨水斗进入排水管内。世界 各国越来越多对虹吸排雨水系统的研究。，一些科学家和工程师， 如bernouilli， prandtl， darcy， weisbach， colebroke等建立 起来的设计理论便可以用来进行精确的满管流排水系统的设计，这 项技术对于建筑界的贡献立即表现出来。 一、虹吸系统基本原理介绍 原理简介 基本上，屋面雨水排放系统可分为重力流系统与满管流或虹吸系统。重力流系统 在重力流系统中，水沿着立管的管壁流下。一般情况下，管材断面 约1/5-1/3为水，剩余为空气。水平管的流量系数则可能达到1。因此，重力流系统的流量得视其管子所装置的坡度而定。 虹吸系统 在虹吸系统中，所有的管子在指定的降水强度下将达到1的流量系数。管子内的压力也有别于大气压强。通过利用建筑物（雨水斗与 排放点的高度差距）所产生的压头，管径设计可达到满管流。因此，概念上，利用较小于传统管径的管道便可更快速地排出相同的水量。虹吸系统电脑软件利用建筑物所产生的压头 (h1-h2)来平衡管子内的磨擦系数损失以及计算出以最小的管径来排放所设计的水量。捷流 系统电脑软件通过分析水平管与立管的剖面以及管子的长度来平衡 系统的压力。 正如以上所提及的，管子里的压力有别于大力气强。基本上，系统 可接受管子里的压力超出于大气压强。
关于虹吸排水及雨水系统
虹吸式屋面雨水排放系统是按照虹吸满管压力流原理设计，利用“伯诺里”方程，进行周密的计算，系统采用特殊设计的雨水斗，使雨水在较浅的天沟水深下，即可在管道中形成满管流状态，同时利用建筑物屋面与地面的高差所产生的势能，在管道中形成局部真空，从而使雨水斗及水平管内获得附加的水流压力，产生虹吸现象。利用虹吸作用，极大地加快水在排水管道内的流速，快速排清屋面雨水。该系统由虹吸式雨水斗，管材（雨水斗支管，水平管吊管，立管及出户管），管配件，固定系统等组成。 ?重力式雨水系统： 重力流雨水排水方式的原理是基于利用屋面结构上坡度，水自然流入屋面上的雨水斗，流入雨水斗的雨水易渗入空气，形成气水混合流。整个系统的水力计算依靠人手工算为主，管径计算都放大。同时由于屋顶排水本身要求具有一定的坡度，受屋顶结构的限制，如要有效的排水，需增加雨水斗及相应的排水立管，这些大量的立管需经过最后汇集排入城市雨水管网。 ?虹吸式雨水排水系统：
在最初的一段时间里，虹吸系统与重力式排水系统差不多，都是利用重力进行排水。当屋面上的水位达到一定高度时，虹吸雨水斗会自动隔断空气进入雨水斗内，从而产生虹吸效果，排水量大大增加。对于虹吸式屋面雨水排水系统来说，屋面雨水斗预埋必须防范渗漏问题，因为如果出现这种问题，可能会对造价昂贵的建筑带来严重的破坏，甚至危及人身安全。因此，对于虹吸式屋面雨水排水系统来说，系统的水力计算，选用的产品，虹吸雨水斗的设计布局，以及系统的整体安装，必须要有很高的质量保证。
虹吸式雨水斗是屋面雨水排水系统的始端，也是整个系统的核心，主要用途是汇集雨水并将雨水导入系统。虹吸雨水斗的最大斗前水深应严格控制，确保屋面水面限定在合理高度以下，否则屋面上累积过重的雨水会导致屋面结构的破坏，重者造成人身财物损失。虹吸雨水斗卓越的品质体现在斗前水深完全稳定可控，完全符合《虹吸式屋面雨水排水系统技术章程》的要求 ?斗体采用优质304不锈钢，大大延长使用寿命 ?雨水斗尾管管径可调，从而满足不同排水量要求 ?进水部位设置独特的反气旋整流格栅，加强虹吸效果 ?适用于各种类型屋面的安装方式 ?超低的斗前水深确保建筑造价经济，使用安全。 日常清洗 虹吸式雨水斗需定期保养，具体的工作是清除屋面树叶，垃圾或杂生的植物以免堵塞排水口，保养的周期应根据当地具体环境情况（天地、绿化等）而定，另外、保养的工作还应包括清理排水口和隔栅。 在保养时，打开隔栅，再清理雨水斗内部的部分，业主根据计划好的维护规范要求，决定其保养频率。
虹吸雨水排水系统
虹吸雨水排水系统 【篇一：虹吸式屋面雨水排水系统技术规程】 虹吸式屋面雨水排水系统技术规程 1 总则 1.0.1 为使虹吸式屋面雨水排水系统做到技术先进、安全可靠、经济 合理，确保工程质量，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于新建、改建和扩建的工业与民用建筑虹吸式屋面 雨水排水系统的设计、安装及验收、维护。 1.0.3 虹吸式屋面雨水排水系统由虹吸式雨水斗、管材（连接管、悬 吊管、立管、排出管）、管件、固定件组成。各组件的质量应符合 各自产品标准的要求。 1.0.4 虹吸式屋面雨水排水系统必须按设计 文件和施工图施工，变更设计必须经原设计单位同意。 1.0.5 虹吸式屋面雨水排水系统的设计、安装及验收除执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 虹吸式屋面雨水水系统 siphonic drainage systems of roof 按虹吸满管压力流原理设计、管道内雨水的流速、压力等可有效控 制和平衡的屋面雨水排水系统。一般由虹吸式雨水斗、管材（连接管、悬吊管、立管、排出管）、管件、固定件组成。 2.0.2 虹吸满管压力流 full-bore flow 水充满管道（可有适量掺气）、水流运动可用不可压缩流体的伯努 利（bernoulli）方程描述、管道中有明显负压的一种流态。 2.0.3 虹吸式雨水斗 siphonic roof outlet 用于虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗。它具有气水分离、防涡流 等功能。其斗前水深可有效控制，当斗前水位稳定达到设计水深时，系统内形成虹吸满管压力流。 2.0.4 连接管 spigot pipe 虹吸式雨水斗至悬吊管间的连接短管（又称尾管）。通过改变连接 管的管径、长度，可调节雨水斗的进水量和系统的阻力。 2.0.5 悬吊管 hanged pipe 悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱上的雨水横管。 2.0.6 溢流口 overflow 当降雨量超过系统设计排水能力时，用来溢水的孔口或装置。 2.0.7 溢流系统 overflow systems
虹吸雨水原理
原理 虹吸式排水系统在降雨初期，屋面雨水高度未超过雨水斗高度时，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，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，并在该处管道内呈最大负压。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 虹吸式雨水与重力排水区别: 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，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设计降雨强度呈负压，管材的选用应考虑承受负压 的能力，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。 缺点:虹吸雨水瞬间大流量，与其连接的市政管网无接纳能力，导致雨水从井内外溢。 原理概括： 由于压强差在起作用。当弯管两侧中同一液面的压强不同时，管中的水（或其它液体）就向着压强较小的一侧流动。 利用虹吸原理必须满足三个条件：
虹吸雨水系统施工工艺
虹吸雨水排放系统施工工法 前言 八十年代末到九十年代初，压力流雨水斗、屋面雨水排水系统研究开发成功，近几年压力流雨水的以较快的速度增长，并在各大城市得以安装使用。虹吸式雨水系统是当今国际上较为先进的屋面雨水排放系统，广泛的应用于大型厂房、展览馆、机场、运动场、高层裙房等跨度大、结构复杂的屋面。由于目前的设计更多地考虑建筑物外表的美观、施工简便、增加建筑物的使用面积及使用寿命等因素，传统的重力式雨水系统越来越显得捉襟见肘，满足不了日益进步的设计概念；而取而代之的虹吸式雨水系统，它不仅能解决一些传统重力式雨水系统无法做到的设计难点，而且在节省管材和施工量上，有着传统系统无法比拟的优点。 1、特点 1.1设计特点 1.1.1 虹吸式屋面雨水排放系统排水管道均按满流有压状态设计，因此虹吸排水系统中雨水悬吊管可做到无坡度敷设。同时，当产生出虹吸作用时管道内水流流速很高，因此系统具有较好的自清作用。而重力式排水设计计算不按满流计算，雨水悬吊管的敷设坡度不得小于 0.005。 1.1.2 虹吸排水系统中排水管泄流量要远大于重力排水系统中同一管径排水管的泄流量，就是说排除同样的雨水流量，采用虹吸排水系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水管管径。 1.1.3 虹吸排水系统其实质是一种多斗压力流雨水排水系统。因此埋地管相对重力式排水系统要明显减少。 1.2施工特点： 1.2.1 采用虹吸式雨水系统，立管数量少、土方开挖少，大大减少工程量，缩短工期。 1.2.2虹吸式雨水斗，优异的防腐性能、安装时无需做防腐处理，采用独特机械固定方式（类似法兰结构），能彻底解决雨水口的密封问题，屋面预留孔洞小，安装、维护便捷。 1.2.3 由于高密度聚乙烯(HDPE)管具有成本低、质量轻、安装方便等特性，虹吸式雨水系统管道通常采用高密度聚乙烯(HDPE)管,采用高密度聚乙烯（HDPE）管，管道安装快速、需要较少的固定点、无热膨胀、无伸缩节要求、更适合预制安装。 2、适用范围 压力（虹吸）流雨水系统适用于大型会展中心、体育馆、候机楼、飞机库、物流中心、商厦、厂房等大型工业与民用建筑的各种类型屋面的排水。 3、工艺原理 该系统采用特制的雨水斗，配合精确的计算，在设计条件下，充分利用与地面的高差所形成 1
虹吸雨水图纸
虹吸雨水图纸 【篇一：广州某广场屋面虹吸雨水图纸】 详细查看 内容简介 屋面虹吸雨水系统设计说明 1、概述 1.1 设计依据： 1) 《建筑给水排水设计规范》（gbj50015—2003） 2) 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（gb 50242-2002） 3) 《虹吸式屋面排水系统技术规程》（cecs183:2005） 1.2 设计范围：从屋顶雨水斗至室外第一个雨水排水井的全部虹吸式屋面排水系统。 1.3 工程概况： 本工程虹吸式雨水系统承担的屋面总汇水面积约为23300平方米(含侧墙面积)，系统总设计排水量约为1220l/s，本工程虹吸式雨水系统共有13个系统，采用虹吸雨水斗64个。(径流系数取0.9) 1.4、设计主要技术参数： 本工程屋面虹吸雨水系统降雨强度采用广州市10年重现期降雨强度（q=583.1l/s ha）设计（降雨历时按5分钟考虑）；雨水天沟应按 设计院的要求设置(泄水孔)溢流口，溢流口尺寸位置详见图纸上标示，(孔)口底部距天沟底150mm。； 2、虹吸式雨水排放系统需由有资质的专业厂商提供设计并负责供 货安装。系统管道长度、标高应根据现场实测核实结果，经重新复 核计算调正后方可施工。管道系统须有国际权威机构mpa认证，并 在施工图设计阶段及竣工图阶段均能向建设方和设计方提供虹吸雨 水排水系统计算书以供审查和备案。 3.选材 3.1 雨水斗：选用进口专用虹吸雨水斗，其规格如下： 3.3 管材：本工程明管道选用高密度聚乙烯（hdpe）管，热熔或电 熔连接，管材及管件采用同一压力规格，不得采用不同厂家生产的hdpe的管材及管件进行熔接。管材上外部必须有预制的熔接对准线（牙齿或条纹标记）,以便于热熔施工； 3.4 系统应采用与系统管材配套的专用管道固定系统,悬吊管采用二 次悬吊方式，悬吊系统应经过国际权威机构bosch认证。