【关键词】：虹吸排水、无坡度悬吊管、满管压力流
1、引言
随着建筑施工技术的蓬勃发展发展，虹吸式屋面雨水排水越来越多建筑施工中被推广使用。虹吸式屋顶雨水排水系统是按照虹吸满贯压力流原理设计，其原理即是依靠特殊的雨水斗的设计，使雨水在较浅的的天沟水深下，实行气水分离，从而使雨水立管中为满流状态，同时利用建筑物屋面与地面的高差所产生的势能在管道内形成局部的真空，从而使雨水斗及水平管内获得附加的水流压力，产生虹吸现象。利用连续不断的虹吸作用加快雨水在排水管道内的流速，从而快速排除屋顶上的雨水。
2、工程概况
重庆安稳电厂2×660MW扩建工程主厂房屋面排水设计采用虹吸排水方式，按重庆市暴雨强度重现期P=50年、5min暴雨强度0.0600 L/s·m进行系统设计， 屋面汇水面积约为7300㎡ ，采用23个虹吸雨水斗，5个虹吸雨水排水系统。系统由虹吸式雨水斗，管材（无坡度悬吊管、立管和雨水出户管），管配件，固定系统等组成。
虹吸雨水斗布置在主厂房屋面天沟内，连接在同一悬吊管上的雨水斗斗体安装在同一水平面上，确保雨水斗在同一水位进水。水平悬吊管设置在天沟下方，通过支吊架系统与钢屋架上铉檩条或楼板相连接，立管通过管卡、紧固件固定于框架柱上且穿越主厂房纵梁。管材选用高密度聚乙烯(HDPE)管材，虹吸雨水斗斗体采用不锈钢材质。雨水斗与屋面采用法兰压板式防漏水连接，雨水斗与HDPE管连接采用钢塑转换法兰连接，HDPE管道之间采用热融焊接或者电容套管连接。
3、施工技术方案
3.1施工方案
屋面雨水排放系统采用HDPE管材，焊接工艺以及虹吸原理为基础的排水系统。管道标高、定位准备完毕后，沿框架柱立管、天沟下水平悬吊管位置搭设安装操作脚手架，管道采取现场组合热熔焊接，人工现场吊运、安装的方法。
3.2施工流程
施工准备工作→管道标高、定位→脚手架搭设→管道支吊架制作安装→管道安装焊接、管卡固定、雨水斗安装→管道灌水试验→竣工验收
3.3施工方法及要求
3.3.1管道支吊架制作安装
支吊架的制作应根据支吊架图集制作，HDPE管悬吊装置主要用于悬吊管的安装，悬吊装置采用通丝螺杆，两端分别与屋架上铉檩条钢结构和方钢卡连接，檩条经计满足悬吊管荷载要求。算管道的二次悬吊体系安装在悬吊装置上通过固定吊架方钢卡连接，将管道因温差的胀缩产生的应力分解到各锚固管卡之间。雨水悬吊管二次悬吊系统采用30×30×2或40×40×2规格Q235方钢管。支吊架安装时要仔细检查焊缝质量，不得有漏焊、欠焊、咬口、裂缝等缺陷保证其有足够的强度。
3.3.2管道、节点连接
雨水管道为高密度聚乙烯(HDPE)管材，其连接方式采用热熔焊接或电容套管连接，施工前对所用管道及管道附件进行外观检查不合格者禁用。排水管道的安装管件均为专用管件，连接时按热熔工艺要求进行施工。立管与水平管在穿墙和穿楼板地面应加设套管，套管管径比穿墙板的干管、立管管径大1～2号，长度与装饰层厚度一致。管道的固定使用专用的管卡，不得用其它的管卡代替。雨水斗与屋面采用法兰压板式防漏水连接，施工过程中做好防水避免压板处漏水，雨水斗与HDPE管连接采用钢塑转换法兰连接。
3.3.3雨水斗安装
主厂房设计有混凝土天沟，雨水斗安装时 目测检查连接方式是否正确，选择的雨水斗是否和设计一致。雨水斗必须水平安装，屋面雨水斗安装质量达到密封、水平、牢固，雨水斗面与屋顶檐沟面同一标高。雨水斗位置等距一直线。漏水斗上与檐沟面下与管道连接做到牢固密封不漏水。
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3.3.4技术要求
虹吸雨水斗布置在天沟内，天沟要求连通且水平无坡度，连接在同一悬吊管上的雨水斗斗体安装在同一水平面上，确保雨水斗在同一水位进水，使系统不进气呈有压流状态。水平悬吊管连通、水平无坡度。系连接管与悬吊管的连接采用45°三通，悬吊管与立管、立管与排水管采用2各45°弯头。统管道内最大负压绝对值不大于80kPa。虹吸雨水系统在出户5米内应设检查井并接至就近的雨水管网中。
3.3.5系统试验
虹吸排水系统施工完成后首先对管道进行冲洗，清除内部杂物。按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)的要求进行灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。
4、质量标准及检验方法
施工完毕后应由业主组织监理、施工、设计及主要器材厂家进行联合验收，且应具有以下文件：1）设计文件齐备；2）雨水斗、管材、管件主要成品固定件的出仓质量合格证；3）主要器材安装说明书；4）中间验收及隐蔽验收记录；
管道安装横平竖直，支吊架按规范安装，所有管夹、零部件安装均按规定执行，做到工艺美观，杜绝跑、冒、滴、漏；工程合格率100%，完全达到《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242—2002的标准。
5、效益比对
1）材料： HDPE管材的优势在于承压性能良好、能抵抗冲击压力，减少水锤冲击破坏。管道连接方法便捷，可采取对焊、法兰连接、伸缩管接头等。HDPE管道生产过程中管道张力已消减，热胀冷缩效应小。防腐能力极强，比金属管更耐磨损。 虹吸排水系统只需要很少的雨水斗和雨水立管，节省了建筑材料，而重力排放系统中，一根雨水立管连接的雨水斗数量一般不超过2个，所以需要大量的雨水斗和立管。
2）方案：以往主厂房屋面雨水排水管道采用常规重力排水，设计一般为汽机房、除氧煤仓间依柱网按18m或24m间隔布置，管道一般采用钢管且均为立管，雨水斗、建筑结构开孔数量多，管道出户不利于雨水集中收集排放。虹吸屋面雨水排水系统与常规设计相比增加了水平悬吊管，减少了立管数量，因此大大减少了建筑结构层开孔数量，且雨水便于集中收集排放。
3）工期：HDPE管道自重小（4.8Kg/m)，连接方式多样且操作方便，可在地面上组合完毕后人工倒运至安装位置进行安装。常规设计一般采用DN200钢管，材料自重大（20Kg/m)、分段焊接连接，机械、工器具用量大，不便于人员操作。在工程量、人员相仿的情况下，重力排水方案预计需22天，虹吸盘水方案预计需13天。
4）排水效果：虹吸式屋面雨水排放系统按满流有压状态设计，产生虹吸作用时管道内水流流速很高，水平悬吊管流速＞1.0m/s，立管的流速＞2.2m/s，且系统具有较好的自清作用。而重力式排水采用非满流排放，排除同样的雨水流量，采用虹吸排水系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水管管径。因此虹吸式屋面雨水排水系统特别适用于我国雨水充沛地区。
6、总结
虹吸式屋面雨水排水系统是一种施工方便简洁、施工进度快、排水效果好的屋面排水方式，特别适用于在雨水充沛地区，具有良好的推广和发展前景。
参考文献：
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242—2002
《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS183:2005
《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）(2009年版)
论文作者:赵光景
论文发表刊物:《中国电业》2019年9月18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：雨水论文; 屋面论文; 管道论文; 天沟论文; 吊架论文; 水平论文; 排水系统论文; 《中国电业》2019年9月18期论文;