摘要：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。
关键词：虹吸式；雨水排水系统；技术；建筑给排水；设计
引言
虹吸式雨水排水体系是一类最近几年来渐渐出现与发展起来的雨水体系，主要包括雨水出户管、雨水立管、雨水悬吊管以及防漩涡雨水斗等几个方面，这一系统的排水管均根据满流有压状态设计。虹吸式雨水排水系统的工作机制在于：降雨之初屋面的雨水高度未达到雨水斗高度水平，排水系统的工作状态与重力排水系统完全相同。随着降水量的提高，屋面雨水的高度会逐渐加大，并最终超出雨水斗的高度，因为该系统使用的是防漩涡雨水斗，能够对雨水斗中承载雨水的流态和流量加以调整和控制，从而减少漩涡，提高雨水进入排水系统时所携带的空气量，保证整个系统排水管道的满流状态。在建筑物给排水施工中应用虹吸式雨水排水系统，能够最大限度满足实际雨水排水的需要，获得最佳的排水能力。
1虹吸式雨水排水的作用原理
所谓的虹吸现象是一种自然现象，其关键形成因素为液态分子之间的位差与引力。具体来说，虹吸现象就是通过水柱的压力差，将高出的水吸出并流向低处。在虹吸原理的作用过程中，受到材料管口径水面气压不同的影响，水流会从压力较大的一侧向压力较小的一侧缓缓流入，这一作用发挥过程中，两侧的压力能够基本保持相同，而在虹吸作用的影响下，容器中水面能够保持相同的高度，使得虹吸作用最终停止，水流也不会再流动。因此，虹吸雨水排水系统的作用原理就在于，通过建筑物高度的差异，形成高度不同的水面，并通过雨水斗实现气水分离，最终保证水管形成一种溢满的状态。在水管中的水量形成压力流状态时，则虹吸作用就会产生，由此可知，通过虹吸现象进行排水具有较为显著的效果。现阶段虹吸式排水系统已经在现代建筑工程中得到了广泛的应用，主要原因在于其突破了传统重力排水系统存在的种种限制，通过雨水斗设计实现气水分离，应用效果更加显著。虹吸式雨水排水系统的优势和价值：第一，因为管路直径相对较小，因而系统安装更加简便，且管路总长度较小，能够最大限度地简化管路安装过程，减少安装所需的费用和成本，因而虹吸雨水排水系统也在广大施工单位和业主中得到了一致的认可。第二，管路的设计能够满足正负压要求，进而确保超高层和高层建筑全程管路满水实验检验目标的达成，防治发生负压失控问题，进而为虹吸排水系统的正常运行提供保证。第三，从流量设计角度来看，该系统满管流无空气旋涡，且排水效率较高，噪音相对较小，更加适合医院、学校、图书馆、会展中心、剧场和影院等建筑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四，虹吸排水系统具有更高的安全性，管路设计符合实际需要，不会对建筑物的使用空间和功能造成影响，因而更加适合仓库、厂房、超市、购物广场和其他网架结构金属屋面的雨水排放。第五，落水管直径较小，数量较少，更加符合现代化标志性建筑物在美观方面的需要，同时也符合高层建筑群楼和大跨度屋面的雨水排放需求。第六，屋面开孔少，单斗大排量，能够降低屋面防水压力以及屋面漏水发生率。第七，雨水斗在屋面上布点灵活，更能适应现代建筑的艺术造型，很容易满足不规则屋面的雨水排放。
2应用、设计问题及解决措施
（1）在降雨过程中，随着雨量增大，虹吸雨水排水系统逐渐形成满流排水，满流情况下支吊架需承受较大动态负荷，晃动剧烈，各管段负压变化引起间歇虹吸的情况。雨水排水管的数量设计不合理，当雨水在进行排放的过程中。无法使雨水能够及时的排放，就会导致雨水集聚的情况，还有屋面的防水措施不到位，就会扩大雨水聚集的范围，加大了排放雨水工作的难度，无法使排水系统得到良好应用，建筑物顶层存在渗漏问题，影响人们的正常生活。在雨水排放系统设计中，应注重室内的空间范围与建筑物形象方面，最大化的减少室内的面积。管内流速时快时慢及管道振动加剧了系统运行噪声，情形严重时会使管道系统在转弯或是三通部位等薄弱环节产生应力集中，进而使管道破裂造成水浸事故。因此，在设计管路时应避免在管道转弯处采用90°转弯，同时不应忽略支吊架在系统中的重要性，随着抗震支架在建设工程中应用，管道震动所引发的问题将会得到改善。
（2）虹吸雨水系统的管道在设计时应按照有压管道进行管材选择，目前主要的管材种类有 HDPE 管、不锈钢管、涂塑复合钢管。从经济性及施工便捷的角度，工程中常用 HDPE管道组成排水系统，采用对焊连接或电熔管箍连接管道，雨水斗与管道采用电熔连接。设计人员应根据管道力学性能设计雨水管管径，避免管径过大导致流速过小，和管道材料的浪费。也应避免计算中应力超过管材极限值，留下管道破裂的隐患。在原先的雨水排水管设计中，一般运用铸铁管来当作工作材料，但铸铁管的内部杂质较多，不光滑，比较粗糙，如果遇到降雨量较多的情况下，排水管中的杂物就会阻止雨水的正常排放，管道堵塞，也很难对其进行清理。因此在现今建筑物雨水排水系统的应用设计中，都会使用硬聚氯乙烯材料，因其内部不粗糙，较为光滑，加快了雨水的排放速度，很大程度上避免存在堵塞的情况，即使建筑物表面出现雨水径流，也不影响雨水的正常排放，给人们的日常生活与工作带来了极大的便利。
（3）为缩短虹吸现象形成时间，一般屋面虹吸雨水系统降雨重现期设计取值为5~10年，由于虹吸雨水系统为满流状态的排水系统，降雨强度超过设计取值时管网系统已没有调节能力。因此，合理设计建筑屋面排水沟及雨水溢流系统，确保屋面结构安全是屋面雨水排水设计的要点。对采用内天井形式的大型屋面或无法设置女儿墙溢流口时，可采用屋面溢流口形式。在暴雨强度变化较大的地区，也可以在同一屋面设置两套独立的、采用不同重现期的虹吸雨水系统，通过形成虹吸效应的不同时间，使两套系统分别形成虹吸，既可保证正常重现期降雨排水，也可在突发极端天气情况下确保屋面结构的安全。
（4）虹吸雨水系统单个管路系统排水能力较大，若室外雨水管网仍按传统重力雨水系统进行设计，则易在暴雨时出现雨水从室外雨水检查井井盖溢出甚至冲开井盖，带来人员坠井等安全隐患。因此在设计虹吸雨水系统时，除了需将出户管道管径放大降低排出流速外，室外单个室外检查井不宜接入3根以上虹吸雨水出户管，接入出户管的检查井其排水管道应根据接入的虹吸雨水系统的排水量进行复核，且雨水检查井应采用钢筋混凝土井或在接入出户管的对侧井壁设置金属挡水板以抵消雨量大时对井壁的冲刷。
结语
在建筑雨水排水系统的设计环节中，应该对建筑物的应用需求和功能实施全方位地考虑，尽可能推广应用虹吸式雨水排水系统，与当地的建筑部门和气象部门等建立起有效联系，对建筑物所处位置情况进行充分地调查分析，及时发现排水系统设计中存在的问题，并进行相应地调整，从而保证建筑的正常使用，提高人们的生活质量。
参考文献
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论文作者:崔蒙蒙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/25
标签：雨水论文; 屋面论文; 排水系统论文; 系统论文; 管道论文; 建筑物论文; 管路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;