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【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。本文通过对传统的屋面雨水排水系统的研究，和对虹吸式屋面雨水排水系统的比较,简单地研究了虹吸式排水的三个重要阶段，通过总结经验，以对虹吸式屋面雨水排水系统进行推广。
【关键词】屋面雨水 排水系统 经济
一．前言：
建筑工程行业是我国重要的经济增长行业，对国民经济的发展和人民生活水平的提高都有着十分重要的影响，而建筑屋面的排水系统将会直接关系到整个建筑的使用寿命和使用安全，不断的优化屋面排水系统的性能和设计，对保障居民的切实利益具有十分重要的影响，虹吸式屋面排水系统作为一种新型的排水系统，以其独有的优势在现代建筑屋面排水中得到了广泛的应用，加强对虹吸式屋面排水系统的优越性探讨，具有十分重要的社会经济意义。
二．虹吸式屋面排水系統的优越性
1.在现代经济发展的飞速时期，建筑的功能呈现出了越来越大的变化。虹吸式房屋雨水排水系统，从诞生至今已有了二十多年的历史。在一些大型厂房、展览馆等有大面积屋面的建筑中，使用较广泛。
传统的屋面雨水排水系统，是按照水流的特点，从高处向低处流，从重力上进行的设计,采用了重力式的雨水斗,雨水斗的排水情况是，水流在屋顶自由堰流。流入雨水斗以后，混杂着空气，形成水、气混合流,当雨量过大，水流过急的时候，由于雨水斗的流量偏小,并且很难通过雨水斗急时排出。
在屋面雨水排水管系的设计时，在悬吊管的设计中，对于其排水量，应按非满流设计,即在雨流正常的情况下，其流满度大约在0.8以内,管内的水流速度不应当小于0.75 m/s，水向低处流，遵循这个原理，在悬吊管中其坡度不能小于0.5%,这就需要比较大一点的悬吊管管径和坡降。在重力流排水中，要保证雨水斗的正常排水，因此在一根悬吊管上，雨水斗的安装数量不应当超过四个。悬吊管上的雨水管过多，会导至屋面的负荷加重，也使工程造价增加了。
2.在虹吸式屋面的雨水排水系统与重力式屋面雨水排水系统相比中，虹吸式屋面的雨水排水系统占有明显的技术优势。虹吸式屋面雨水排水系统的排水能力强，排水速度较快，能快速地减轻屋面水的重量，迅速排出雨水，减少积水对屋面和建筑物的侵蚀,减轻屋面的负荷，多个虹吸式雨水斗，可以通过排水连接管连接在同一根悬吊管上，后经由一根雨水立管排出，这样即节省了雨水立管，也使得悬吊管不需要做坡度安装，并且美观大方。虹吸式雨水斗具备的隔截垃圾及大颗粒状物质（如冰雹）进入系统，并且虹吸式雨水斗具有自洁功能，在雨水斗中的雨水进入悬吊管时，对悬吊管的危害极少，所以易广泛采用。同时，虹吸式压力流通过安装前的计算与设计，减小了选用管道的管径,通过实践证明，能有效的节约成本，大量地减少工程的造价。虹吸式雨水的排水系统，使得一些建筑功能的实现成为了可能。
重力流与虹吸屋面排水系统比较
重力流与虹吸屋面排水管网比较
3.虹吸式屋面雨水排水系统的原理和设计过程：
虹吸式屋面雨水排水系统的组成：由虹吸式雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、雨水埋地管等几部分组成。这套系统是指利用了良好的整流功能,隔绝空气的一种排水设施，即虹吸式排水系统。利用雨水通过密闭的管道，以自身的流动性和向低处流的特性，形成满管流通,并在立管处通过跌落产生而产生虹吸的作用,快速排队屋面雨水。具备了在大暴雨时能快速的排除屋面积水，在系统进入饱和阶段时，保证所有的雨水立管内的流态都是满管流,使虹吸式排水系统发挥了最大的效能。
4.虹吸式雨水斗, 当系统达到饱和阶段时，具有不渗气的特点，在排水过程中随着斗的容量，进行排水。雨水斗采用了虹吸式的屋面雨水排水系统,在降雨过程中，就相当于从屋顶上的一个水平面上向下泄水,经由屋面的排水管系,通过悬吊管及雨水立管排到室外，或者是排到下水道中，这个过程，是利用水的物理特性，向下流产生的压力，完成的排水，在排水过程中，管道内部充满的压力流状态,使得屋面雨水的排水过程高效完成。
系统饱和阶段时，满流排水示意图
三．虹吸式排水的应用：
虹吸式排水过程由三个部分组成，即初始阶段、过渡阶段、饱和阶段。在初始阶段，降雨量少，虹吸式雨水系统由于水的流量夹杂着空气，形成不了虹吸状态，所以水的工作重心是随着悬吊管的角度向下排水的，在重力的作用下自然坠落。
过渡阶段:在降雨的过程中，随着降雨量的增加，雨水在屋面的天沟里，积水深度逐渐加大，当雨水积流高度超过雨水斗上表面高度时，这个过程时间较短,当雨水进入雨水斗时，掺气量逐渐减少，直到为零,这时雨水斗的泄流量也急迅增加，屋顶的水排出的速度加快，虹吸作用使得水的流速几乎以坠落的速度向外排。
饱和阶段:雨水量如果超出雨水斗的顶部形成淹没状态时，天沟内的雨水深度超过雨水斗顶端，这时排水系统立即进入了饱和状态。这时候该系统的掺气量为零,在降雨强度能保证天沟内的积水深度始终能超过雨水斗上面时,虹吸式排水系统即会保持对屋顶的最大排水量。这时工作状态进入稳定排水状态。
注:10 m WC=1 bar=100 k Pa。
计算过程:一要计算出屋面面积，二要查出暴雨强度及流径，三计算出总的降雨量，四是布置屋顶上的雨水斗位置；五要连接雨水斗成一管网；六完成水力计算草图；七是标上高度、序号；八要标上管段长度及每个雨水斗的流量。
计算后的校核标准:一是铸铁管允许的最大虹吸值为-9 mWC,HDPE管道为-8 mWC。二是铸铁管压力余量不大于1.5 mWC,HDPE管道压力余量不大于1 mWC。三是流速至少是1 m/s。四如果主立管直径不大于75 mm,雨水斗顶面至系统出口的垂直距离为3 m,如果主立管直径不小于90 mm,雨水斗顶面至系统出口的垂直距离为5 m。五是管段总压力降必须小于雨水斗顶面至系统出口的总高度HT。
四．结束语
本文从虹吸式屋面雨水排水系统的优越性和应用两个方面，简要谈了关于屋面排水系统的一些优点，和在建筑过程中，屋面排水系统技术的应用。经过分析得出，从工程造价方面来看,虹吸式排水系统更经济,更实用。相信虹吸式屋面雨水排水系统，将在工程建设中得到越来越广泛的推广和应用。
参考文献:
[1]李劲,李鸥《浅谈住宅小区室外虹吸排水系统》给水排水;2004年01期
[2]许栋,杨敦《大型商业建筑给排水技术——谈仲盛商业中心的设计》给水排水;2004年06期
[3]刘鹏,郭汝艳《国家体育场屋面雨水排水系统初步设计简介》给水排水;2004年08期
【关键词】屋面雨水 排水系统 经济
一．前言：
建筑工程行业是我国重要的经济增长行业，对国民经济的发展和人民生活水平的提高都有着十分重要的影响，而建筑屋面的排水系统将会直接关系到整个建筑的使用寿命和使用安全，不断的优化屋面排水系统的性能和设计，对保障居民的切实利益具有十分重要的影响，虹吸式屋面排水系统作为一种新型的排水系统，以其独有的优势在现代建筑屋面排水中得到了广泛的应用，加强对虹吸式屋面排水系统的优越性探讨，具有十分重要的社会经济意义。
二．虹吸式屋面排水系統的优越性
1.在现代经济发展的飞速时期，建筑的功能呈现出了越来越大的变化。虹吸式房屋雨水排水系统，从诞生至今已有了二十多年的历史。在一些大型厂房、展览馆等有大面积屋面的建筑中，使用较广泛。
传统的屋面雨水排水系统，是按照水流的特点，从高处向低处流，从重力上进行的设计,采用了重力式的雨水斗,雨水斗的排水情况是，水流在屋顶自由堰流。流入雨水斗以后，混杂着空气，形成水、气混合流,当雨量过大，水流过急的时候，由于雨水斗的流量偏小,并且很难通过雨水斗急时排出。
在屋面雨水排水管系的设计时，在悬吊管的设计中，对于其排水量，应按非满流设计,即在雨流正常的情况下，其流满度大约在0.8以内,管内的水流速度不应当小于0.75 m/s，水向低处流，遵循这个原理，在悬吊管中其坡度不能小于0.5%,这就需要比较大一点的悬吊管管径和坡降。在重力流排水中，要保证雨水斗的正常排水，因此在一根悬吊管上，雨水斗的安装数量不应当超过四个。悬吊管上的雨水管过多，会导至屋面的负荷加重，也使工程造价增加了。
2.在虹吸式屋面的雨水排水系统与重力式屋面雨水排水系统相比中，虹吸式屋面的雨水排水系统占有明显的技术优势。虹吸式屋面雨水排水系统的排水能力强，排水速度较快，能快速地减轻屋面水的重量，迅速排出雨水，减少积水对屋面和建筑物的侵蚀,减轻屋面的负荷，多个虹吸式雨水斗，可以通过排水连接管连接在同一根悬吊管上，后经由一根雨水立管排出，这样即节省了雨水立管，也使得悬吊管不需要做坡度安装，并且美观大方。虹吸式雨水斗具备的隔截垃圾及大颗粒状物质（如冰雹）进入系统，并且虹吸式雨水斗具有自洁功能，在雨水斗中的雨水进入悬吊管时，对悬吊管的危害极少，所以易广泛采用。同时，虹吸式压力流通过安装前的计算与设计，减小了选用管道的管径,通过实践证明，能有效的节约成本，大量地减少工程的造价。虹吸式雨水的排水系统，使得一些建筑功能的实现成为了可能。
重力流与虹吸屋面排水系统比较
重力流与虹吸屋面排水管网比较
3.虹吸式屋面雨水排水系统的原理和设计过程：
虹吸式屋面雨水排水系统的组成：由虹吸式雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、雨水埋地管等几部分组成。这套系统是指利用了良好的整流功能,隔绝空气的一种排水设施，即虹吸式排水系统。利用雨水通过密闭的管道，以自身的流动性和向低处流的特性，形成满管流通,并在立管处通过跌落产生而产生虹吸的作用,快速排队屋面雨水。具备了在大暴雨时能快速的排除屋面积水，在系统进入饱和阶段时，保证所有的雨水立管内的流态都是满管流,使虹吸式排水系统发挥了最大的效能。
4.虹吸式雨水斗, 当系统达到饱和阶段时，具有不渗气的特点，在排水过程中随着斗的容量，进行排水。雨水斗采用了虹吸式的屋面雨水排水系统,在降雨过程中，就相当于从屋顶上的一个水平面上向下泄水,经由屋面的排水管系,通过悬吊管及雨水立管排到室外，或者是排到下水道中，这个过程，是利用水的物理特性，向下流产生的压力，完成的排水，在排水过程中，管道内部充满的压力流状态,使得屋面雨水的排水过程高效完成。
系统饱和阶段时，满流排水示意图
三．虹吸式排水的应用：
虹吸式排水过程由三个部分组成，即初始阶段、过渡阶段、饱和阶段。在初始阶段，降雨量少，虹吸式雨水系统由于水的流量夹杂着空气，形成不了虹吸状态，所以水的工作重心是随着悬吊管的角度向下排水的，在重力的作用下自然坠落。
过渡阶段:在降雨的过程中，随着降雨量的增加，雨水在屋面的天沟里，积水深度逐渐加大，当雨水积流高度超过雨水斗上表面高度时，这个过程时间较短,当雨水进入雨水斗时，掺气量逐渐减少，直到为零,这时雨水斗的泄流量也急迅增加，屋顶的水排出的速度加快，虹吸作用使得水的流速几乎以坠落的速度向外排。
饱和阶段:雨水量如果超出雨水斗的顶部形成淹没状态时，天沟内的雨水深度超过雨水斗顶端，这时排水系统立即进入了饱和状态。这时候该系统的掺气量为零,在降雨强度能保证天沟内的积水深度始终能超过雨水斗上面时,虹吸式排水系统即会保持对屋顶的最大排水量。这时工作状态进入稳定排水状态。
注:10 m WC=1 bar=100 k Pa。
计算过程:一要计算出屋面面积，二要查出暴雨强度及流径，三计算出总的降雨量，四是布置屋顶上的雨水斗位置；五要连接雨水斗成一管网；六完成水力计算草图；七是标上高度、序号；八要标上管段长度及每个雨水斗的流量。
计算后的校核标准:一是铸铁管允许的最大虹吸值为-9 mWC,HDPE管道为-8 mWC。二是铸铁管压力余量不大于1.5 mWC,HDPE管道压力余量不大于1 mWC。三是流速至少是1 m/s。四如果主立管直径不大于75 mm,雨水斗顶面至系统出口的垂直距离为3 m,如果主立管直径不小于90 mm,雨水斗顶面至系统出口的垂直距离为5 m。五是管段总压力降必须小于雨水斗顶面至系统出口的总高度HT。
四．结束语
本文从虹吸式屋面雨水排水系统的优越性和应用两个方面，简要谈了关于屋面排水系统的一些优点，和在建筑过程中，屋面排水系统技术的应用。经过分析得出，从工程造价方面来看,虹吸式排水系统更经济,更实用。相信虹吸式屋面雨水排水系统，将在工程建设中得到越来越广泛的推广和应用。
参考文献:
[1]李劲,李鸥《浅谈住宅小区室外虹吸排水系统》给水排水;2004年01期
[2]许栋,杨敦《大型商业建筑给排水技术——谈仲盛商业中心的设计》给水排水;2004年06期
[3]刘鹏,郭汝艳《国家体育场屋面雨水排水系统初步设计简介》给水排水;2004年08期