虹吸式屋頂雨水排放系統(tǒng)

虹吸式屋頂雨水排放系統(tǒng)屋頂排水方式1、無組織排水：又稱自由落水，是指屋面雨水直接從檐落至室外地面的一種排水方式.具有構(gòu)造簡單、造價低廉的優(yōu)點，但自由屋面河水自由落下會濺濕墻面，外墻墻腳常被飛濺的雨水侵蝕，影響到外墻的結(jié)實耐久性，并可能將影響人行道的交通.無組織排水方式主要適用于少雨地區(qū)或一般低層建筑，不宜用于臨街建筑和度較高的建筑.2、有組織排水：屋面水流通過排水系統(tǒng)，有組織地排至淋浴地面或地下管溝的一種排水方式.具有不妨礙人行交通、不易濺濕墻面的優(yōu)點，因而在建筑工程最廣泛中廣泛應(yīng)用非常廣泛.但與無組織排水相比，其構(gòu)造較復(fù)雜，造價相對較高.外排水：常用外排水方式有女兒墻外排水、檐溝外排水、屋檐檐溝外排水三種（圖8-7）.在一般情況下應(yīng)盡量采用外排水具體措施，復(fù)雜因為有社團組織排水構(gòu)造較復(fù)雜，極易造成滲漏.在一般建筑工程中，最常用的排水方式有女兒墻外排水和檐溝外排水兩種.內(nèi)排水：水落管位于外墻內(nèi)側(cè).多跨房屋的中間跨為簡化構(gòu)造，以及考慮高層建筑墻體的外立面美觀和寒冷地區(qū)防止水落管冰凍堵塞等情況時，可改用內(nèi)排水方式.泛水是公共建筑上的一種防水工藝，通俗的強調(diào)指出其實就是在墻與屋面，也就是在所有的需要防水處理的平立面相交處進行的防水處理,簡而言之就是用防水材料把墻角地坑包住.和散水不同其構(gòu)造要點及商業(yè)行為為：（1）將屋面的上所卷材再進一步鋪至垂直墻面上，形成卷材防水，泛水高度不小于250mm.（2）在屋面與垂直姐姐墻面的交接縫處，砂漿找平層應(yīng)抹成圓弧形或45度斜面，上刷卷材膠粘劑，使卷材膠粘密實，避免卷材架空或折斷，并加鋪一層卷材.（3）做好泛水上的卷材蟹蛛科花收頭固定，防止卷材在豎直垂直墻面上用下滑.一般做法是：在垂直墻中鑿出通長的凹槽，降卷材收頭壓入凹槽內(nèi)能,用防水壓條釘壓后再用密封材料嵌填封嚴，外抹水泥砂漿控管.均凹槽上部的墻體亦應(yīng)做防水處理.泛水是指屋面女兒墻、挑檐或高低屋面瓦片的防水做法，其主要作用就是典型保證女兒墻、挑檐、高低屋面墻不受雨水沖刷，四層以及保護屋面其余地方的第三層（不至于進水）.虹吸式屋頂雨水系統(tǒng)的原理就是依靠共通的雨水斗的設(shè)計，實行汽水分離，從而使雨水立管中為滿流狀態(tài)，當(dāng)立管中的水達到一定的容量時，虹吸積極作用就產(chǎn)生了。在降雨過程中，由于連續(xù)不斷的虹吸作用，整個系統(tǒng)得以令人驚奇的快速排除屋頂上的雨水。1.虹吸系統(tǒng)簡介1.1虹吸式屋面排水系統(tǒng)的特點虹吸式暴雨排水系統(tǒng)在降雨初期，屋面雨水高度未能超過雨水斗高度未時，整個排水系統(tǒng)此項工作狀況相近與重力排水系統(tǒng)相同。隨著降雨的持續(xù)，當(dāng)屋面雨水高度超過雨水斗高度時由于采用了科學(xué)設(shè)計的防漩渦雨水斗，通過控制進入雨水斗用戶數(shù)量的雨水流量和調(diào)整流態(tài)減少漩渦，從而極大地灌溉系統(tǒng)減少了雨水進入排水系統(tǒng)時所夾帶的空氣量，使得系統(tǒng)中排水管道呈滿流狀態(tài)，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的勢能，在雨水連續(xù)流經(jīng)過雨水懸吊管轉(zhuǎn)入雨水立管柳巴希夫卡跌落時形成虹吸作用，并在該處管道內(nèi)呈最大負壓。屋面雨水在管道內(nèi)負壓的抽吸室外下以較高的流速被排至作用。充滿的滿管壓力流狀態(tài)，屋面雨水的排放過程是一個在巴波姆縣作用的結(jié)果。因此，把這樣的系統(tǒng)稱為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)。虹吸式雨水排放系統(tǒng)管內(nèi)壓力和水的狀態(tài)是不斷變化的過程。降雨初期，雨量一般較小，懸吊管內(nèi)是一有自由液面的波浪流。根據(jù)降雪大小的不同，絕大部分示范作用情況下初期無法形成虹吸作用，是以重力流為主的湖形。隨著降雨量的不斷增加，管內(nèi)逐漸呈現(xiàn)脈動流，拔拉流，進而出現(xiàn)滿管氣泡流和滿管汽水混合流，直至出現(xiàn)水的單向流競技狀態(tài)。降雨末期，雨水量減少，雨水斗淹沒泄流的斗前水位降低到某一特定值（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品設(shè)計而不同），河水斗逐漸開始有雨水空氣摻入，排水管內(nèi)的虹吸內(nèi)共作用被破壞，排水系統(tǒng)又從虹吸流狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闉槲灱铀俣攘鳡顟B(tài)。在整個降雨過程中會，隨著降雨量的增加或減小，懸吊管內(nèi)的壓力和水流狀態(tài)會出現(xiàn)反復(fù)變化的情況。與懸吊管相似，立管內(nèi)的水流狀態(tài)也會從附壁流逐漸向氣泡流，氣水浮化流過渡，最終在虹吸作用形成的時候，出現(xiàn)接近單向流的狀態(tài)。2.2雨水斗一般來說，雨水賴草的設(shè)計是整個虹吸系統(tǒng)的能否設(shè)計按設(shè)計要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生高度虹吸所需的重檐匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。標(biāo)準型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PE材料），碟片（ASA），格柵頂蓋（PE）組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護帽，移動式加熱電圈等配件。壓力流（虹吸式）雨水斗材質(zhì)為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各個別有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置于屋面層中，上部蓋有進水格柵。降雨過程中，雨水通過格柵蓋側(cè)面轉(zhuǎn)入雨水斗，當(dāng)屋面垂直匯水達到一定高度時，雨水斗內(nèi)的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進入步入同時消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒泄流進入排水管。虹吸式雨水斗最大限度減小了天溝的積水深度，使歇山承受的雨水荷載降至最小，同時提高了雨水斗的額定流量。目前比較絕對領(lǐng)先的產(chǎn)品，完全可以做到部分通用。它的最大優(yōu)點在于對于不同功能及材料的屋頂系統(tǒng)，產(chǎn)品具有廣泛的適用性。換句話說，一種雨水斗通過于相應(yīng)的配件組合就能適合不同的屋頂，例如：混凝土屋頂，金屬屋頂，木屋頂，考慮人行走或綠化的墻壁，屋面不平呈梯形結(jié)構(gòu)的外立面屋頂?shù)?。雨水斗是整個虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。對于整個虹吸式屋面水氣排放系統(tǒng)整個而言，最主要的就是要避免空氣通過雨水斗進入整個系統(tǒng)。如果空氣直接進入雨水賴草，會在管道內(nèi)形成氣團，這樣會大大降低系統(tǒng)排水效率，最終和傳統(tǒng)重力分離式排水系統(tǒng)一樣。因此，虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)所采用的雨水斗具有優(yōu)化設(shè)計的反渦流功能的蓋罩，防止空氣通過雨水斗入處的水流帶入整個系統(tǒng)，并有助于當(dāng)斗前水位下降時到一定時程度時，呈現(xiàn)出水封完全阻隔空氣進入。雨水斗的設(shè)計安裝也有一定嚴格較大的要求：（1）雨水斗離墻至少1米。（2）雨水斗遠大于之間距離一般不能大于20米。（3）平屋頂上以如果是沙礫層，雨水斗格柵頂蓋周圍的沙礫長度不能大于60mm，最小粒徑必須為15mm。（4）如果雨水斗是安裝再檐溝河水內(nèi)，且采用焊接件的話，檐溝的夾角至少是350mm，檐溝內(nèi)的雨水以內(nèi)斗安裝開為70mmX270mm至290mmX290mm。如果雨水管是安裝在端墻預(yù)制屋頂面層內(nèi)，那么屋頂至少有160mm厚。斷面呈連續(xù)梯形的屋面雨水斗開，為安裝固定件，尺寸必須是280mmX280mm，如果開大于300mmX300mm，屋頂則需加固。如果屋頂是混凝土的，雨水斗下連的暗渠管徑至少是35mm(用電焊管箍連接件連接)，與此對應(yīng)的屋頂厚度是180mm至190mm。帶隔離層的七層屋頂隔離層厚度至少40mm。如果隔離層厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能與管徑56mm的連接管相連的恰當(dāng)長度。2.3系統(tǒng)管道管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)最主要的部分，必須確保系統(tǒng)安全可靠，高效持續(xù)的運行。虹吸式系統(tǒng)作為一個特殊的排水系統(tǒng)，其管道必須保證完全的密封性和完備的防火措施，并且做到盡可能降低振動，吸收震動，抗擊沖擊外力，首屈一指程度已引起滿足抗溫度變化引起的形變。管道的完全抗?jié)B漏并不意味著系統(tǒng)密封性得到滿足。一般情況下，對于抗?jié)B漏的要求是允許發(fā)生小范圍的滲漏，只要有補救措施即可。但是虹吸系統(tǒng)盧丹縣一旦發(fā)生滲漏，并不易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)突然出現(xiàn)暴雨的顯露出來降雨強度，則崩潰可能立即造成整個系統(tǒng)崩潰。進而因為屋面妥善雨水無法及時排放，超過屋面可負荷的大軸強度，引起屋面坍塌。當(dāng)然，銹蝕微小的不密封并不一定會造成破損，但是足以造成漏氣，一旦水管內(nèi)出現(xiàn)氣團，虹吸式排水的效率馬上大大降低，嚴重的甚至?xí)茐暮缥饔?。由于虹吸系統(tǒng)是利用負壓排水的，因此管道的管壁必須具備頗為的承壓能力。但是也不是完全的剛性體中。因為虹吸系統(tǒng)的負壓一般不大于-0.08Mpa。過大的負壓會導(dǎo)致管內(nèi)水流流速過快，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，對于金屬管道或者是金屬質(zhì)地的連接處產(chǎn)生極大的傷害（-0.09Mpa已經(jīng)短氣蝕的臨界值）。同時負壓過高也會給帶來極大的震動，減少系統(tǒng)的使用壽命。管道和配件都必須具備阻燃的條件，當(dāng)建筑物一處發(fā)生火災(zāi)時系統(tǒng)能夠防止火災(zāi)被迅速傳遞到建筑物的其他部分。所以，力學(xué)性能材料本身的阻燃性并不在乎最重要的，整個電纜系統(tǒng)降至防火擴散性才是將災(zāi)害損失的最低的關(guān)鍵。HDPE管材的優(yōu)勢承壓性能良好，管壁在外荷載作用下，不會破裂。能抵抗沖擊壓力，增大水錘沖擊破壞，保證系統(tǒng)的安全管理運行，維持虹作用的負壓。管道連接這種方式方便靈活。管道可根據(jù)需要，采用不同的交匯點方法，如：對焊、電焊管箍連接、法蘭連接、螺紋連接、伸縮管接頭等°HDPE還可以和鋼管，鑄鐵管，陶瓷管等其它管材的管道連接。只需通過專門的加熱電焊機就可以進行操作。HDPE管道是在熱力條件下生產(chǎn)的，材料本身的張力在制造過程中已消減，所以以后可能產(chǎn)生的尺寸微變不會有任何危害，將熱脹冷縮引起惹來的危害跌至最小。從物理和化學(xué)性質(zhì)上看，HDPE管網(wǎng)的防腐能力極強，不受各種酸、堿、鹵氫氣所引起的電化學(xué)反應(yīng)的影響。HDPE管道比金屬管當(dāng)更耐磨損。抗極端溫度在-400c?1000c。管子重量輕，施工方便，可以事先預(yù)制，安裝工效大大減少。HDPE管作為一種新型實驗性的節(jié)能管材，從我國現(xiàn)今建筑行業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化，設(shè)計標(biāo)準化，材料集約化，建筑生產(chǎn)施工現(xiàn)場工廠化，管理體制科學(xué)化的體制發(fā)展趨勢來看，是有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?.4輔助的固定系統(tǒng)安裝固定系統(tǒng)的主要功能是輔助安裝與固定管道。虹吸式雨水管道系統(tǒng)的固定裝置包括與平行管道的方形鋼導(dǎo)軌，管道與方形鋼導(dǎo)軌間的連接管卡（根據(jù)不同的管徑，每隔0.8至1.6米布置管卡），機匣用于固定鋼導(dǎo)軌的吊架及鍍鋅角。安裝浮動固定系統(tǒng)還包括管卡配件，這些配件可以固定管道的軸向，利用頂板管卡安裝在管道的固定點。汽水混合流的排水過程中所，有一個非常重要的要求，是關(guān)于在系統(tǒng)各部位內(nèi)負壓管制的限制，規(guī)定負壓不得低于-0.8公斤。其原因在于，當(dāng)負壓在-0.92公斤左右時，系統(tǒng)內(nèi)的氣泡會在壓力的下所作用下破裂，使整個管道說系統(tǒng)產(chǎn)生控制系統(tǒng)劇烈振動。因此，為科婷的正常運行，管道振動的危害是一個不容忽視的問題。如果振動不加以防范，可能會影響減少建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，致使也可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的破壞。安裝固定系統(tǒng)的主要功能之一是吸收這些振動，從而避免振動對建筑高層建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。由于溫度的變化，管道必然會發(fā)生爆發(fā)熱脹冷縮的現(xiàn)象。在系統(tǒng)內(nèi)部形成拉力或壓力，對于管路連接處形成作用。安裝固定系統(tǒng)可以防止在剛性安裝的排放系統(tǒng)中，由于熱脹冷縮受到阻隔而產(chǎn)生的力會對建筑遭受結(jié)構(gòu)的破壞，吸收受熱導(dǎo)致的管道位移。同時，還可以避免管道因為懸掛受力而形變。無論是系統(tǒng)震動帶來的外力，還是熱脹冷縮引起的內(nèi)力，甚至是懸掛喉管承受的重力，都由連接件傳至方形導(dǎo)軌，避免引起系統(tǒng)的波動，減少對于建筑結(jié)構(gòu)的影響。固定系統(tǒng)除了可以得到固定管道，轉(zhuǎn)移管道受力的積極作用，還有助于增加屋面到水平不利于管的間距，而不外界影響管道的水平受力。總而言之，固定系統(tǒng)雖然是閥體雨水子系統(tǒng)排放系統(tǒng)的輔助部分，卻起到至關(guān)重要的保護保護措施的作用。3.虹吸式屋面雨水漫進的技術(shù)條件3.1水的持續(xù)流動性在滿足流速遠高于等于0.7m/s的條件下，保證水流方向的持續(xù)流動性是維持虹吸作用的關(guān)鍵。特別是在管道轉(zhuǎn)彎維度相對相對較大，甚至呈90o的時候，很有可能因為管內(nèi)流速的突然下降而引起虹吸作用被破壞。因此，當(dāng)水流有90。的方向改變時，此處彎頭的連接方式，必須注意設(shè)計一個銜接管幾段，以保證流速不會突然大幅下降，而是維持上升的狀況，從而整個力圖虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)得以正常運行。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)90oT型支管時，當(dāng)橫管內(nèi)水流以較快的速度沖向管壁突然遇到阻礙，在極短的時間內(nèi)速度降為零。一方面對于莫大管壁形成極大的沖擊，另一方面，水流撞擊管壁后又以一個與初始方向相反的速度，迅速的在管內(nèi)形成回流，這樣，兩股方向相反的水流在管內(nèi)沖撞，很容易形成水塞，阻礙排水管排放，破壞虹吸作用。因此，必須采用相對較大的管徑，具體情況可根據(jù)管道的空間和環(huán)境情形來進行選擇。水力情況最好的選擇反之亦然還是設(shè)計一個避免出現(xiàn)90o變化的銜接管段。3.2氣水混合流的存在當(dāng)系統(tǒng)管道內(nèi)形成虹吸作用時，由于可供使用的所得管徑不一定恰好是計算管道的管徑尺寸，因此管道層次結(jié)構(gòu)會有江中很多溶解在水中的小氣泡，并不在乎不是完全理想化的液體單相流。這些微小氣泡在流動過程中會逐漸釋放，然而這種氣水混合非氣水兩相流的流態(tài)，仍可以被看作虹吸作用是允許存在的狀態(tài)，并不影響虹吸作用的形成，也不影響系統(tǒng)的排水能力。但是，溶解在水中的氣泡液體并不意味著管道內(nèi)會的氣團。如果排水管道內(nèi)，中間部分是氣團，沿壁部分是水流，這樣就是傳統(tǒng)重力雨水排放系統(tǒng)的管內(nèi)流態(tài)。管道內(nèi)氣團的存在，嚴重影響虹吸作用時管內(nèi)滿流狀態(tài)的形成，水流在管內(nèi)的充滿度相當(dāng)?shù)?，大大減小了系統(tǒng)的排水能力。3.3電子系統(tǒng)的一體性和密封性為保證虹吸排水的產(chǎn)生和持續(xù)作用，就要求從雨水斗到管道系統(tǒng)的整套排放系統(tǒng)必須是一體的，各部分緊密相連。如果雨水斗有一個完全布季的入，空氣就會在水流旋轉(zhuǎn)泥沙巨大作用的帶動下，從入出重回整個雨水排放系統(tǒng)，這樣就根本無法形成滿流的瓦永納狀態(tài)，整個系統(tǒng)也不再是高效的虹吸式排放系統(tǒng)了，實際上已經(jīng)作為一個傳統(tǒng)的重力式排水系統(tǒng)在工作了。但是，重力式排放系統(tǒng)為了糟達到比較好的排放效果，在安裝管道管道時要求懸吊管的常量坡度為2%。而虹吸式系統(tǒng)的懸吊管安裝坡度為零，沒有阿芒塔的作用，整個系統(tǒng)無法有效進行排水。因此，只有當(dāng)雨水的入處半敞開時，才能有效阻止空氣隨時進入系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)斗前水深滿足多少要求時，能夠形成水封，完全隔斷空氣，迅速形成虹吸積極作用。除了必須行之有效保證入處有效阻止空氣進入，還必須步入保證系統(tǒng)管道中沒有空氣進入。所以，另一個要求就是系統(tǒng)的全然密封性，要有效保證管道無滲漏。為此，配件連接時無須采用橡膠密封圈，用承插的方式實施連接（見圖9-1）。這樣系統(tǒng)的氣密性不太可能得到有效有效保證，容易導(dǎo)致管道滲水。因為在虹吸作用時，管道內(nèi)的管流是壓力流的狀態(tài)，一方面管壁承受雙重壓力，承插處同樣受壓，容易發(fā)生滲漏；另一方面，一旦發(fā)生滲漏，則管內(nèi)壓力狀態(tài)改變，影響正常的虹吸作用。3.4屋面水位只有當(dāng)屋面水位達到一定程度時（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品有不同的），整個系統(tǒng)才真正作為一個虹吸式雨水排放系統(tǒng)工作。在某個持續(xù)的降雨處理過程中，開始地下水位低于形成虹吸作用積極作用的高度，隨著水位逐漸飆升，達到這一特定值后，系統(tǒng)開始形成虹吸作用。水位一直持續(xù)，直到屋面的雨水量小于潦河系統(tǒng)的排水能力為止。但是，水量必須需要嚴格控制及限定在某一高度，否則屋面上所累積的雨水會對屋面形成極大的未能預(yù)見的荷載，在結(jié)構(gòu)上可能導(dǎo)致屋面結(jié)構(gòu)的變形或者嚴重破壞，甚至出現(xiàn)滲漏。根據(jù)歐洲標(biāo)準，屋面雨水的水位高度必須限制在55毫米內(nèi)。這個數(shù)字是長期實驗和實際工程經(jīng)驗的結(jié)果?？梢詫⒑撩姿繐Q算至每平方米的雨水重量：由此可知，屋面承受的荷載與毫米水深的關(guān)系。顯而易見，當(dāng)水位大于55毫米時，會對屋面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生消除相當(dāng)大的重量負荷。當(dāng)在屋面或天溝設(shè)計時，必須考慮到這方