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

江峰

宁波新立房地产开发有限公司浙江宁波315000

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。当到降雨末期时，雨量又会逐渐减少，雨水斗就开始有空气进入，对其内部的真空状态造成破坏，排水系统立即转向重力流。

2、压力流（虹吸式）雨水排水系统的安装分析

2.1技术方面的要求

某建筑工程，分为A座和B座，由于B座设有天沟，因此应结合实际情况采用DN100雨水斗，可选用不同规格的雨水斗与同一个悬吊管进行连接，也就是保证各雨水斗的进水口在同一平面上，这样才能够保证各雨水斗具备虹吸满管压力流的状态。另外，在同一个计算汇水面积内，最好应放置2个以上的雨水斗，尤其在屋面汇水的最低处应至少放置一个雨水斗，各雨水斗之间的距离应控制在20m以内。

悬吊管、立管的设计流速应分别≥1m/s，≥2.2m/s，这样才能保证管道能够实现自净的效果。一般情况下，最大流速长发生在立管上，并且流速≤10m/s，这样能够有效减轻水流在流动过程中的噪音。另外，为了减小水流对排水井的冲击力，排水系统底部排水管的流速应≤2.5m/s。

如果排水系统中需要采用多个雨水斗系统时，要求与主立管相近的雨水斗支管先与水平吊管相接，不要直接与主立管相连。与此同时，各个节点的压力差误差应≤10kPa。

2.2安装的特点

（1）压力流（虹吸式）雨水排水系统中雨水斗的安装

雨水斗的组成包括：导流罩、整流罩、斗体、出水管等。其材质有铸铁、铸铝、不锈钢三种。由于压力流（虹吸式）雨水排水系统中的雨水斗适用面比较广，甚至可以被应用在各种类型的屋面工程中，在安装中，可将雨水斗与屋面进行焊接、铆接、螺栓连接等。本项目B座屋面雨水斗的安装中，利应了不锈钢底盘来对雨水斗就行了定位安装，在安装不锈钢底盘时，采用了预留孔洞的方式，使不锈钢底盘起到了承上启下的作用。在此过程中，安装人员需要注意，安装雨水斗要保证其处于水平的状态下，这样能够有效的保护虹吸，防止其受到破坏。

（2）压力流（虹吸式）雨水排水系统中管材的选用

市场上用于做排水的管材主要有高密度聚乙烯管、喷塑钢管、卡箍式离心排水铸铁管等，实际应用中可根据项目工程的功能进行选择。为了避免管材被吸扁，导致管材出现变形等情况，即便管材的规格不同，也要要求其耐负压值达到80kPa；为了避免管材在使用中出现漏气，要求其膨胀系数为0.2mm/m℃以内，并且受温度变化所引起的收缩率要在1%的范围内，使排水系统中不需要设置伸缩节；另外，所选用的管材的最大耐负压绝对值应≥0.08kPa，并且最大耐正压应≥0.35kPa。本项目B座的压力流（虹吸式）雨水排水系统选用了高密度聚乙烯管材—HDPE管材以及管件，这种材料的管材其物理性能和化学性能均较优，在安装中，不但可以采用热熔进行连接，还可以采用电熔进行连接，对于安装中所需要的一些异性管件，施工人员可根据具体的需要进行临时焊制，因此，其施工过程也就比较方便。

（3）压力流（虹吸式）雨水排水系统中管材的安装

水平管和立管的安装，在压力流（虹吸式）雨水排水系统中，管线的安装是极其重要的一个环节，要想保证管材安装的质量能够达到标准的要求，最为关键的就是要准确的定位，尤其是弯头、大小头、三通等管件的定位。这里需要施工人员注意的是，所有的弯头、三通、变径接头等的定位点都要以与连接管中心的交点为准，尤其是水平管的标高一定不能任意的进行变动，这样能够更好的保证虹吸的条件。施工人员还要对各个管道进行正确的配置，为了避免管道内空气的进入，可采用“顺水”的安装方式。其中大小头在水平管和立管上的连接方式如下图1所示：

图1大小头在水平管和立管上的连接方式

除了水平管和立管，还有尾管，尾管的安装是在水平管和立管安装完成后才进行的，其一般与雨水斗的空气挡板同步进行，但是在此过程中要注意，一定要避免砂浆等随着雨水的流入，否则会导致虹吸功能无法发挥，一旦砂浆在水平管与立管的管壁上凝固成块，再对其处理，代价是非常大的。

（4）压力流（虹吸式）雨水排水系统中虹吸管道的固定

由于压力流（虹吸式）雨水排水系统在运行中会产生较大的震动，因此应采取相应的措施对管道进行固定。常用的有悬吊装置，其是利用的规定管卡和滑动管卡将管道固定在了导轨上，其中最好不要设伸缩节，这种固定方法有效的解决了管道由于温度变化而出现的膨胀缩量。此种管道固定系统有效的避免了管道在使用中出现漏气的情况，还缓解了钢性结构对雨水悬吊管工作状态下的震动荷载，极大的减少了管道与屋面固定点的数量，减轻了对屋面造成的破坏，保证了屋面的美观性。此种固定系统施工步骤简单，速度快，还保证了施工的精准度。

另外，为了保证压力流（虹吸式）雨水排水系统的有效运行，还应在建筑的屋面设置溢流口、溢流管等设施。当要将压力流（虹吸式）雨水排水系统与市政重力流系统进行连接时，要采用大管径管道，将其流速控制在2.5m/s以下，或者也可以在出户管与排水井连接处做消能稳流处理。

3、结束语

本项目B座建筑面积13000m2，大屋面雨水排放中采用了10个压力流（虹吸式）雨水排水系统。本项目从2013年8月竣工到目前为止，雨水排水系统运行情况良好，排水通畅。总之，压力流（虹吸式）雨水排水系统对于大面积屋面的排水具有重要的应用价值，设计人员在进行设计时，应结合工程项目的实际情况，选择合适的雨水排水系统。

参考文献：

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