摘要：虹吸式排水系统于1968年首次运用在现代建筑中，直到20世纪90年代才引入我国，在虹吸式排水技术进入我国的这二十多年，已经成功运用于国家体育场（鸟巢）、CCTV新台址、首都机场T3航站楼等大型屋面。这些成功的案例改变了人们对传统重力式排水的认识，也为解决结构复杂或大型屋面排水难题找到了一个更有效、更先进的工艺系统。本文将通过真实案例，结合自己施工经验体会，根据设计和施工要点，浅析虹吸式排水的原理和特点，并将虹吸式排水与传统重力排水进行对比分析，进一步谈论虹吸式排水的优势。
关键词：虹吸式雨水；排水系统施工；质量控制
1工程概况
义乌市文化广场为地下三层、地上五层现浇混凝土框架结构，建筑长度175m，宽度138m，总建筑面积83196m2，屋面汇水面积为14104m2。其屋面设计有景观绿化种植，架空人行道穿行其间，架空高度50cm，铺设室外防腐木地板。因屋面功能区域多，屋面面积较宽广，按常规重力流排水设置坡度，造成高度相差过大。且排水施工难度大，因此屋面排水采用虹吸式排水系统。
2虹吸式雨水排水系统的工作原理和功能特点
2.1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。
2.2虹吸式雨水排水系统的功能特点
与传统重力式雨水排水系统相比较而言，这种新型排水系统拥有较多的功能优势，通过在系统中采用满管水流，排水速度快，水平管采用水平安装的方式，也无需与传统排水系统一样设置爬坡度，使控件安装成本降低。一个排水管可以支持多个雨水口，只需少量雨水立管和雨水斗，管材用高密度聚乙烯材料，具有良好的耐腐蚀性能和抗冲击作用，重量轻，管道在不同温度环境下热胀冷缩率较低。
3虹吸式雨水排水系统施工技术
3.1测量计算
在测量过程中是根据专项方案和设计图纸来对施工现场的相关必备参数进行测量，并计算施工中所需材料、构件与配件的价格及总数量，以及工程所需的机具设备数量与价格等，做好施工前的准备工作。预埋预留：预埋预留工作是在建筑屋面结构施工中，应预留一定的孔洞来安装雨水斗孔，钢套管设置在管道和楼板之间的连接部位，通产钢套管的高度应比楼面高。同时还要在地下构筑物和管道之间预留一定的孔洞来安装防水套管。在橡胶垫设置中应在吊架和金属管卡之间设置垫衬，将支墩设置在弯头或三通处，并用支架固定。管道预制：在管道预制时通常用热熔韩的连接方式将高密度聚乙烯管材进行连接，在焊接前通常采用旋刀设备将管口削平，将表面进行清洁，使管材的焊接端平行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在焊接前应将管材固定在熔焊机夹具上，将夹具的紧度进行调节，使管材外径与焊缝轴向中心校准，误差应在1mm之内。同时严格按照生产厂家所建议的时间要求、界面压力和温度来进行管材预热，在管材断面达到一定时间与温度后，将加热工具移开，并根据规定压力与熔融断面相对接，使对接材料相互融合成凸缘接头。焊接管接头应在规定压力下保持固定，指导充分冷却后松开。在管道预制过程中需要考虑天气环境因素来明确焊接的温度与时间。放线固定：放线主要是指在安装部位的周围结构上设置定位线，如梁柱表面、管道中心线和水平线等，包括管道走向发生变化时的转向线，在安装过程中需要进行严格控制，并采用垂线、挂线或是激光仪器等多种方式来控制线的垂直度和平衡度，保证管道安装后错落有致，横平竖直，管道和配件之间整齐、间距匀称。
3.2支架安装
在支架安装中一般用吊杆或是滑动管卡来进行固定，或用钢制镀锌材质构件，在管道转向处设置型钢固定支架，在导轨断头两端安装锚固管卡，出入楼室外设置固定点，如在室外安装管道，需要在Y型处增加固定点，对于管径较大的管道，在两个Y型之间固定点的位置应大于3000m。此外，雨水斗和水平管之间还需设置紧固点，如管径超过130mm，则应在每隔1000mm处设置紧固点，管道井内层高小于5m，将支架设置在水平管和雨水斗之间，支架高度设置应保持在3m左右，对于层高较高的建筑应采用多个支架进行固定。此外，在室外埋地管道施工中用素土回填，应确保回填土质符合其质量要求，无大颗粒坚硬石块，回填高度应超过管顶上方高度，在符合高度要求后进行人工夯实，如回填厚度大于300mm则采用机械回填方式。而室外道路埋地管，要求埋设深度应大于当地的冰冻线。在安装雨水斗的过程中，应首先确认雨水管道是否通畅，屋面杂质是否清除干净。雨水斗安装主要包括两个部分，首先是防水压板与落水口的安装，其次是导流罩与导流器安装，在雨水斗安装中需要确保和管道连接处紧密缝合，水平牢固。最后进行管道系统灌水试验，在试验实施过程中应严格按照相关标准及规程执行，确保灌水高度与立管上部的雨水斗保持一致，严密封堵雨水管的排出口，在雨水斗中注入清水，使其和天沟底面相持平，观察一小时后，管道、水口是否出现渗漏等现象。对于较长的管道可以通过分段试验来进行检测。
4虹吸式雨水排水系统质量控制措施
在虹吸式雨水排水系统施工中，应按照采暖工程和建筑给排水工程的施工质量要求进行规范验收，确保施工质量符合标准。而其他质量检查项目应根据相关工艺标准执行。其次，在施工方案编写过程中应根据建筑施工的相关要求及规范来编写施工设计图纸，在施工方案中对施工工艺流程和质量控制标准与要求进行明确，并在开工前应做好施工技术交底，确保各个施工环节及施工工序的质量得到严格检查与监管，一旦在施工中发现有质量问题则需要立即进行修整，在确保无质量问题后再进行下一道工序施工。严格把握材料的质量，对于质量不合格的产品应严禁进入施工现场，对原材料和构件、配件等应按照相关规定进行采样、检验与试验，在质量合格后才能投入使用。为严格保证施工质量，建立质量监管小组，小组长由具有多年相关工作经验同时具有较高专业素质的施工人员来担任，根据工程的质量控制目标严格监管施工的各道流程，尤其是加强对施工质量薄弱环节的监管力度，明确质量管理点，进行PDCA循环质量控制，提高质量管理水平。
结论
综上所述，经过实际运行发现，虹吸式雨水排水系统的实施效果十分理想，并获得建设单位一致好评，与传统重力雨水排水系统相比，优势明显，作为一种新型施工技术，有效增强了系统的排水能力，使屋面管径与雨水立管减少，安装方便，节约空间，美观度较高，为日后类似工程项目安装提供了参考依据。
参考文献
[1]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，2017（13）：101-102.
[2]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:汪欣兴
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：雨水论文; 屋面论文; 管道论文; 排水系统论文; 虹吸式论文; 高度论文; 支架论文; 《基层建设》2018年第29期论文;