探析建筑给排水施工中的虹吸式雨水排水技术论文_沈心游

引言

在建筑物的设计过程中，需提前对虹吸式雨水排水系统进行合理的设计，确保系统的安全性，发挥系统自身的功能，设计人员应从实际情况出发，保证系统设计的科学性以及规范性。以合理施工为出发点，对建筑物的使用与功能进行分析，还应对建筑物的位置以及类别等充分的考虑，完善虹吸雨水排水系统。

1、概述

虹吸式雨水排水系统作为一种新型的雨水排水系统，在过去几年中不断发展，该系统主要由雨水排水各种管道以及防漩涡雨水斗所组成。其中雨水排水管道都是依据全流量压力模式进行设计的。基于此，对于虹吸式雨水排水系统如何运作可以这样理解：前期降雨时屋顶上的雨水高度没有达到雨水斗的限定高度，该系统运作基本和重力雨水排水系统相似，随着雨水高度的逐渐增加，以致超过雨水斗的最大高度后，该系统设置的防漩涡雨水斗能够有效的调节雨水斗内雨水的流量和状态，尽可能的避免雨水和外界空气一同进入排水管道内，确保排水管道正常运作，从而保证系统通过排水管将雨水完全排出。虹吸式雨水排水系统用于建筑给排水，完全满足实际的雨水排水需求，可以达到最理想的雨水排水效果。

2、虹吸式雨水排水系统的工作原理

该系统是利用排水管高度和屋面高度的差异所产生的水流，通过对水流速度和管网压力进行分配、调节与平衡，使系统管道中的水体产生虹吸现象，使雨水快速排放，是多水斗压力的排水系统。该系统的主要原理是利用伯努利原理进行系统设计，在降雨初期如屋面雨水沟中的水位高度低于雨水斗高度时，则系统的工作状况和重力流排水系统相同，当产生持续性降雨后，屋面排水沟中的水位远高于防旋流雨水斗，则通过对水流量雨水流量进行调节和控制的方式减少漩涡，减少流量进入管道时所带的空气量，使雨水在管道系统中保持满流状态，建筑屋面和排水管之间的高差会产生雨水势能，雨水流经悬吊平管，转入到立管中并产生虹吸现象，形成管道内最大负压，在压力作用下屋面雨水产生较高流带排放。

3、虹吸式雨水排水系统的优点

本工程位于某地区，主要用于高端客户接待和供应商产品展示。该单体屋面长170m，宽92m，屋面投影面积约16000m2，四周均为坡屋面，平屋面区域设有多个采光顶，仅中央T字形区域可进行雨水沟布置。根据某市2015年发布的《某市暴雨强度公式及查算图表》，该建筑屋面10年重现期雨水流量约为709.9L/s，除四周坡屋面外侧可由沿外墙设计的重力流雨水系统排水外，中央屋面雨水流量约500L/s。以100mm口径重力流雨水斗通过该项目可总结出虹吸雨水排水系统在大型公共建筑中的应用相对于重力流雨水系统有如下优势。（1）在雨水斗口径相同时，虹吸雨水系统单斗排水能力远大于重力流雨水系统。在大型坡屋面类建筑的设计中，通常坡屋面形成的汇水面积较大，传统重力流雨水系统需在汇流雨水沟设置多个雨水斗，突发高强度降雨时，重力雨水系统无法及时排放雨水，屋面积水易从水沟泛出流入室内或压垮屋面结构。（2）该项目中，若采用口径为200mm重力流雨水斗时，单个雨水斗排水能力与100mm口径虹吸雨水斗相当，但传统重力雨水系统悬吊管排水能力有限，屋面中央区域的管路系统需加大水力坡度，经立管到首层后再由悬吊管转至外墙排放。由于虹吸雨水排水系统可实现悬吊管无坡度敷设，可两个或三个虹吸雨水斗组成一套系统，在顶层由中央向外墙布置悬吊管，从而避免重力雨水系统在建筑体中心位置占据较多室内面积，同时虹吸雨水管悬吊管道可以绕过室内装修区域，同时减少室内噪声源。（3）虹吸雨水系统通过降低占用室内面积、减少室内噪声，以及相对较少的工程量，所带来的经济效益超过虹吸雨水系统造价，且虹吸系统管道流速较快，管段不易出现堵塞情况，减少系统投入运营后的维护保养费用。虹吸式雨水排水系统在建筑物中的应用越来越广泛，其自身的优势也愈加明显，安装便利，管道直径较小，总长度较小，可以方便安装操作，降低了安装的时间以及安装使用的资金，因此被得到了认同。管道的设计还可以最大化的满足正负压需求，实现了建筑物整个过程管道满水试验，有效的对正负压进行控制，确保了排水系统能够稳定运行。从设计方面而言，虹吸雨水系统可以提高排水的效率，而且噪声的影响较小，适合运用到各个建筑物中；虹吸排水系统的安全性较高，不会对建筑物造成不必要的安全隐患，落水管道直径较小，迎合了建筑物要求的自身美观性。因此，虹吸式雨水排水系统具有很大的优势，满足了建筑物排水的需求。

4、虹吸式雨水排水系统应用、设计问题及解决措施

（1）在暴雨天气，随着降水量的增加，雨水排水系统提高到全流量排水，管道支架必须承受大流量情况下的大动态荷载，产生剧烈摇晃，管段的负压变化导致间歇性升高情况的出现。在雨水排放过程中若是降雨排水设计量不准确，这样就会造成雨水不能及时排完，雨水在屋面积聚，加之屋面防水不好，会加剧雨水积聚程度，无疑增加了雨水排放的强度，排水系统无法得到很好的应用，造成建筑顶部漏水的问题，影响人们的正常生活。因此，在设计雨水排水系统时，我们应该专注于建立房间空间范围和形状的图像，最大限度地降低室内占地面积。雨水管道内水流速度越快，产生的噪音也就越大，情形严重时会造成管道内部拐角处以及三通部位受力集中，容易导致管道出现裂缝，进而出现室内进水问题。因此，在设计管道的时候尽可能的降低直角拐弯接头的使用率，而雨水系统中吊架的重要性不容忽视，随着工程中抗震支架的普及使用，管道振动所引起的问题将会进一步的减少。（2）若是室外雨水管道系统还是基于传统的重力雨水系统来设计的话，在降雨量很大的情况下很容易将外面的雨水检查井盖冲开，有可能造成人员掉入井中，具有一定的安全风险。因此，在设计虹吸式雨水系统时，除了放大排水管的直径以减少排放雨水量外，一个室外检查井不能与超过三个以上虹吸式雨水出口管道相接，同时还需要根据相接的虹吸雨水系统的排水量进行检查复核。雨水检查井必须是钢筋混凝土井或金属阀必须放在水管的另一侧，在雨量很大情况下，可以减小雨水对井壁的冲蚀。

结束语

建筑给排水工程的设计、施工，会对整个建筑物的使用性能，以及人们日常的工作和生活产生直接的影响，若建筑物给排水工程设计施工不合理，则会对建筑物的质量、使用周期以及人们的使用产生直接的不良影响，而虹吸式雨水排水系统便是在这种需求下逐渐出现并兴起的一种给排水技术，该系统具有明显的优势，可用于各种等级和功能的建筑给排水施工中，具有较高的推广价值。

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参考文献

[1]同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，等《.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，2015.

[2]倪德刚.建筑给排水施工中的虹吸式雨水排水技术分析[J].中国新技术新产品，2016（13）：101-102

[3]孙玉武，房海.高密度聚乙烯HDPE管虹吸式屋面雨水排水系统施工技术[J].科技信息，2017（25）：687-709.

论文作者:沈心游

论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年11月下

论文发表时间:2019/8/26

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