关键词：虹吸式雨水排水系统；建筑排水；设计
虹吸式排水技术于1968年首次被应用于现代建筑中，我国在90年代才引进这项排水技术，经过二十多年的发展，虹吸式排水系统技术已经被广泛应用于我国标志性建筑排水设计之中，并取得了显著的优势。因此，虹吸式雨水排水系统技术受到了相关行业的重点关注。
一、虹吸式排水系统技术概述
（一）虹吸式排水系统技术的原理
虹吸式排水系统是指根据虹吸原理，等到屋面存留大量积水后，促使积水通过虹吸雨水斗进入排水通道，并且该虹吸雨斗可以减少雨水中的空气，使排水管道始终处于满流状态，利用建筑的高度优势，形成积水下落势能，管道内部会产生真空效应，从而让屋面积水快速排到地下。
（二）虹吸式排水系统技术的应用优势
在建筑中应用虹吸式排水系统技术不仅可以高效排出屋面积水，还使雨水收集再利用成为了可能。由于在这项技术中，采用了虹吸式雨水斗，可以将建筑屋面的雨水汇集到排水管道中，同时还能减少积水携带的空气量，甚至可以隔绝空气，达到水气分离的效果，能够有效提升屋面积水的排放效率[1]。其次，在建筑排水设计中应用虹吸式排水系统技术可以节省施工材料，降低施工成本。同传统重力式排水系统相比，虹吸式排水系统的雨水斗更为灵活，并且同一个雨水斗可以连接多个排水管道，继而减少了立管的设置数量，并且在设计悬管时也不用考虑排水坡度，安装的难度相对较低，虽然应用虹吸式排水系统技术初期可能会花费较大的成本，但经过实践证明，应用这种技术可以增加建筑空间的利用效果，使工程整体造价得到有效降低。
二、虹吸式雨水排水系统技术在建筑排水设计中的应用
（一）选择并确定虹吸雨水斗的各项规格和数量
选择虹吸雨水斗的材质时应注意以下几方面因素：一是雨水斗的质量；二是雨水斗的使用寿命；三是雨水斗的外观；四是雨水斗的防腐性能，基于以上因素，选择不锈钢材质的虹吸雨水斗较为合适[2]。其次，施工技术人员还应有效划分屋面的汇水区域，并依据屋面形状和天沟分布特点，对汇水区积水容量进行计算。此外，在实际安装雨水斗时应注意每个雨水斗的间距应小于20m，并且屋面天沟被结构梁分离的两侧同样要设置雨水斗，以此来确定屋面雨水斗设置的数量。可以使用以下公式，对其排水能力进行计算。Qd=3.3d2（H+P）1/2。其中Qd在公式中代表雨水斗的排水体积，单位为立方米/秒；3.3是一个转化系数，单位是0.5米/秒；d为水斗出水管的内径，单位是米；H为积水的出水高度，单位是米；P是虹吸式雨水排水系统的最大负载压力，单位是米。
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（二）选择并确定金属和非金属管材
一般情况下，虹吸式雨水排水系统需要两种类型的材料，一种是金属管材，另一种是非金属管材，这些管材的使用，不仅需要满足系统排水能力的需要，还应确保其具有一定的装饰能力和防火能力[3]。根据金属管材相关规定得知，虹吸式排水系统可以使用的金属管材主要有两种，一是具有良好排水能力的薄壁不锈钢管材；二是涂塑钢管。应用金属管材的主要目的在于增强装饰效果和防火能力，因此这种管材被广泛应用于商场、车间等温度较高的建筑内。而该排水系统适用的非金属管材是HDPE管材，该非金属管材是最为先进的管材，具有传统非金属管材不具备的优势，例如：该金属管材耐腐性、冲击性、耐磨性均高于其他管材，并且该管材属于绿色环保管材，不会对环境造成破坏，在销毁过程中，也不会产生对人体有毒有害的物质，比如二英、二氧化硫等物质。
其次，在选择确定管材时，还要考虑屋面虹吸排水系统的最大负载压力，雨水斗与吊管之间高低差距过小是导致负压出现的主要原因[4]。因此，在选择管材过程中，应结合预测负压，对排水系统的负压进行准确的计算，以确定排水系统不同管段管材的直径，并以此为基础，选择合适的管材，促使排水系统更符合住户的需要，同时还能在最大程度上节省单位工程造价。系统负压越大，则选择的管材直径就越小。此外，管件也是排水系统中必不可少的一种材料，在选择管件过程中应遵循同材质的原则，选择与系统设计管材同材质的管件，并确保管件具有连接稳定且牢固，只有这样，才能保证整个虹吸式排水系统的密封性。良好的排水能力是选择排水管件的关键要求。偏心变径是排水能力最好的管件，在安装该管件时，所选择的安装方向，应该是排水效果最好的方向。如果系统选择的管件是HDPE管件，则应确保管件的质量，如果管件质量不符合标准，很容易在使用过程中，由于无法承受应力，而发生裂缝。
（三）明确管道的走向
在确定立管、吊管、排水管和屋面雨水斗的大体位置后，工作人员应按照设计图纸对各类管道的走向进行布置。首先是水平悬吊管距离天沟底面的高度，这是由屋面结构梁的高度所决定，且水平管必须将结构梁作为依附的载体。其次，建筑性能的需要在很大程度上决定了管材尺寸的大小，例如：室内需要追究净空的效果。如果天花板的高度较低，则管道的尺寸也应该缩小，这也从侧面反映出，虹吸式排水系统设计不是单独的个体，而是建筑整体设计中的一个重要内容，虹吸式排水系统设计需要将建筑设计作为基础，并符合建筑设计的方向。此外，在选择立管位置时，最好将其放置在管道井中，如果没有管道井，应确保立管所处位置紧挨着结构柱，切忌将其放置在安静要求高的房间，例如:电气室、电梯间等。因此，在安装立管之间，需要与施工企业达成合作。在高层建筑中安装立管时，最好将其放置在楼梯间和过道，但放置过程中，应考虑到该建筑是否具有承重台，如果有承重台则可能导致无法出户问题的发生，因此，设计人员需要谨慎考虑，尽可能将立水管布置在雨水斗的对称位置上，这样布置的主要原因在于，可以保持平衡，提高排水系统的效果。《建筑给排水设计规范》明确规定：虹吸式雨水斗在进入排水系统的这段时间内，水的损失不应大于10KPa。立管的位置与水斗越是对称，排水系统的管径就越小，水力之间才能始终处于平衡的状态，排水效果才能得到保证。工作人员可以采取以下几种方法，对虹吸式排水系统的平衡进行改善，一是减小连接管的管径，尤其是立管与排水系统相连位置的连接管；二是对连接管的长度进行调整；三是增加水平悬吊管的变径。
结论：综上所述，虹吸式雨水排水系统与传统的屋面排水系统相比，存在着诸多优势，例如：虹吸式排水系统不需要坡度既可有效排水，且管道布置具有灵活性和占据空间小等特点。为进一步提升虹吸式排水系统的能力，在设计该系统时，需要合理选择管道的材质和种类，确保管道的密封性，并在最大限度上缩小管道的管径，只有这样才能强化虹吸式排水系统的应用效果。
参考文献：
[1]叶晓明.大型屋面虹吸排水技术与施工要点分析[J].福建建材,2018(10):68-69.
[2]黄青飞.虹吸式排水的施工与应用优势研究[J].建材与装饰,2018(30):49.
[3]邱云勇.虹吸式雨水排水系统施工及其质量控制[J].中国新技术新产品,2018(12):83-84.
[4]周小川.虹吸式雨水排水系统技术分析及建筑给排水设计应用[J].建筑技术开发,2017,44(11):38-39.
论文作者:巴音吉勒
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/18
标签：雨水论文; 排水系统论文; 管材论文; 虹吸式论文; 屋面论文; 建筑论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第31期论文;