虹吸式雨水排水系统【篇一：虹吸排雨水系统设计原理】虹吸排雨水系统设计原理近几年来，屋面虹吸排雨水系统在国内众多大、中、小型建筑应用像雨后春笋般展现，为不少建筑设计师解除了诸多建筑造型的限制，现代建筑的复杂性，以及建筑界与工程界提出的严格要求，常常使得落后于现代先进建筑科技的传统屋面排水方案不具有可行性，如排水量大，重力排水系统影响建筑造型；室内排雨悬吊管放坡影响室内使用空间，排水管与建筑不协调。

同时把屋面排雨水设计带到新的领域。

自从uv排水系统在1968年发明以来，第一个uv系统（1968年发明）提供了屋面排水技术的突破，它在雨水斗周围的水深达到一定高度时，可以避免空气通过雨水斗进入排水管内。

世界各国越来越多对虹吸排雨水系统的研究。

，一些科学家和工程师，如bernouilli， prandtl， darcy， weisbach， colebroke等建立起来的设计理论便可以用来进行精确的满管流排水系统的设计，这项技术对于建筑界的贡献立即表现出来。

一、虹吸系统基本原理介绍原理简介基本上，屋面雨水排放系统可分为重力流系统与满管流或虹吸系统。

重力流系统在重力流系统中，水沿着立管的管壁流下。

一般情况下，管材断面约1/5-1/3为水，剩余为空气。

水平管的流量系数则可能达到1。

因此，重力流系统的流量得视其管子所装置的坡度而定。

虹吸系统在虹吸系统中，所有的管子在指定的降水强度下将达到1的流量系数。

管子内的压力也有别于大气压强。

通过利用建筑物（雨水斗与排放点的高度差距）所产生的压头，管径设计可达到满管流。

因此，概念上，利用较小于传统管径的管道便可更快速地排出相同的水量。

虹吸系统电脑软件利用建筑物所产生的压头 (h1-h2)来平衡管子内的磨擦系数损失以及计算出以最小的管径来排放所设计的水量。

捷流系统电脑软件通过分析水平管与立管的剖面以及管子的长度来平衡系统的压力。

正如以上所提及的，管子里的压力有别于大力气强。

基本上，系统可接受管子里的压力超出于大气压强。

无论如何，管子内的压力若相当于水的蒸发压力，可能会导致气化作用的产生。

为避免气化作用的发生，管子里的压力必需维持在水的蒸发压力以上。

也就是说，如果大力气强被制定为0，管内负压力则需高于－8.0m。

重力流系统与系统的比较重力流雨水系统特点：气液二相流1．雨水斗数量多2．管径大3．立管数量多4．水平集水管需要坡度5．雨水检查井数量多6．大屋面工程，地面需布置排水沟7．影响建筑美观虹吸雨水系统特点：满管流1．雨水斗布置灵活2．管径缩小3．管道走向可以根据需要灵活设置4．水平集水管不要坡度5．雨水斗检查井数量少6．大屋面工程，无需设置室内检查井7．有利于建筑美观二、虹吸雨水排水系统特点介绍虹吸系统在世界上的应用有30多年的历史，虹吸雨水排水系统经过精确的计算能以最小的管径达到最大的流量。

世界上已有超过1亿m2的屋面采用这种排水系统。

? 雨水斗高效、低阻虹吸系统的雨水斗效率高、水阻低，能有效的控制管内的压力，同时具有高度灵活性，在施工调整时能够根据现场实际情况灵活处理。

? 管道节约空间，美观大方在屋面下有限的空间内，虹吸系统以最小的管径和没有坡度的水平横管尽量占有最小的空间，同时我们将利用每个雨水斗的高效率排水，组成最少的管道系统。

? 选用灵活在管材的选用上，虹吸系统可选用不锈钢管、铸铁管、hdpe管、涂塑钢管等多种满足虹吸技术要求的管道。

? 天沟尺寸精确，安全虹吸系统能够准确的计算出在某一暴雨强度下的天沟水深，因而能够保证在天沟不溢水的情况下，有效的减小天沟的尺寸。

三、设计原理在设计的降雨量达到时，真正的虹吸系统中所有管道都呈现为满管流动，管道中的压力分布与传统的排水系统也有许多不同。

由于屋面雨水斗与地面排水井间的全部高度差距得到充分利用，与重力排水系统比较，因而虹吸排水管道与重力排水管道的直径相等时，虹吸管道中的水流量比重力的大得多。

虹吸系统利用建筑高度简称为水头，充分考虑管道中的水力学损失，尽可能地减小管道直径，将屋面的雨水排入雨水井。

并通过调节垂直尾管和水平集水管的结构和长度来实现水力平衡。

管道中的压力与大气压有很大不同。

对于管道内的正压并没有限制，然而，对于负压必须考虑蒸发压力问题即气蚀问题。

因而管道内的压力必须保持在系统所在地区的蒸发压力以上。

1、虹吸雨水斗设计重力排水雨水斗与虹吸系统雨水斗主要的区别在于雨水斗中设置了空气挡板。

空气挡板是叠型的，没有透孔。

屋面结合部件、防水层和树叶罩的设计都遵从常规思想。

雨水斗体、空气挡板与出水口的直径组合是在任何水流情况下获得稳定功能的保证，这种组合从理论上很难进行优化设计，必须通过大量的试验和总结才得出的结论。

2、系统管道设计必须满足当地国家规范并能抵抗正、负压力的管道系统均可用于虹吸系统排水管道。

比如abs、pvc、hdpe、pp、、和都大量成功地用于uv系统。

不同的塑料管具有不同的抵抗负压的能力，材料品质、壁厚和管道直径的区别决定了这种能力。

管道系统一般根据工程实际情况进行选择，需要综合考虑适用性、排水能力、耐用性、刚性、防火性、噪音、绝缘、造价和安装费用等等因素。

3、相关设计要点：? 雨水斗选用采用平底式金属雨水斗，确保雨水斗在长时间日照下的防老化性能及防渗漏性能。

平底式雨水斗保证施工简易安全。

由于天沟既有外天沟也有内天沟，采用专利设计的平底式雨水斗，安装于混凝土屋面上，简便快速，且能有效地防止漏水情况出现。

根据建筑物屋面结构形式，本工程采用的虹吸雨水斗：虹吸雨水斗排量一般为20 l/s至40 l/s，选择雨水斗时，设计排量应按最大排量的70~80%设计。

相对重力流系统而言减少天沟开孔尺寸和数量，也减少了可能的渗漏点，节省工程施工时间；虹吸系统多为串联系统，屋面通过建筑找坡排水至天沟或汇水点，雨水斗同一屋面分区时计算系统以同一标高作依据（施工存在误差，同一屋面同一系统中每个雨水斗的标高必须在50mm以内，否则系统计算无效，系统被破坏），另一方面，系统计算时，还要控制好雨水斗的斗前水深，若不能控制好每个水斗的排水量及斗前水深，则使系统排水不均衡。

只有经过精密计算的考虑，才可保证减少屋面的积水深度，排水效果更好。

部分系统采用不同标高屋面雨水系统高低接入，实现快速、安全排水。

在雨水斗排量充足的前提下，再通过精确计算而保证排水量及虹吸的快速形成。

? 管材选用的管材和接口必须能够同时满足正、负压的需要。

选用管材可分为以下几类：hdpe管：塑料，造价低，内壁光滑，水力条件好，施工简便，采用热熔焊接。

涂塑钢管：钢塑复合管，造价偏高，钢性好，防火性能好，内壁光滑，水力条件好，使用寿命长，采用平板式卡箍或法兰连接。

镀锌钢管：普通钢管，造价高，钢性好，防火性能好，使用寿命长，采用沟槽式卡箍连接。

不锈钢管：高档排水钢管，造价最高，钢性好，防火性能好，使用寿命长，采用亚弧焊或电联焊连接。

4、虹吸式屋面排水系统的水力计算要点：（1）管道的设计流速不小于1 m/s。

（2）排水管的总水头损失应小于或等于雨水斗顶面与临界点的几何高差，宜使压力余量△pr≤100mbar。

（3）虹吸式屋面排水系统的是大负压值在悬吊管与总立管的交叉点。

该点的负压值，应根据不同的管材而有不同的限定值。

对于使用铸铁和钢管的排水系统应小于900mbar；对于塑【篇二：虹吸雨水系统与传统排水系统的对比】虹吸雨水系统与传统排水系统的对比传统重力排水系统：横管需要一定坡度立管较多，影响美观管道和配件使用量大使用寿命较短大范围的地面开挖工作现场施工量大后期装修费用较高虹吸雨水排放系统：横管不需要坡度管径较小，便于建筑处理减少立管和雨水斗数量系统寿命长最小的地面开挖工作，雨水井少施工简单快捷可节省大量装修费用虹吸演示1.降雨初期，雨量一般较小，悬吊管内是一有自由液面的波浪流2.随着降雨量的增加，管内逐渐呈现脉动流，拔拉流3.降雨量再增大，系统出现间歇式虹吸现象,出现满管气泡流和满管汽水混合流,并逐步趋于稳定4.降雨量进一步增大，系统达到设计状态，出现水的单向流状态,稳定且全面的系统虹吸形成虹吸系统的技术参数虹吸系统的技术参数: 雨水斗的技术参数:虹吸排水与同层排水应用分析摘要:对虹吸排水和同层排水进行介绍和分析后,提出利用虹吸排水系统和同层排水系统的方法解决大面积屋面雨水排水和本层排水管检修影响上下层的问题,以提高人们对这两种排水方式的认识,可供设计人员参考借鉴。

1 虹吸排水系统随着时代的前进,建筑业的发展,工业厂房和公共建筑均朝着大面积的方向发展,在建筑屋面的排水系统中,传统的设计和施工是按“重力式”考虑的,因此屋面的坡度、雨水管道的多少及管径的大小是决定雨水排泄畅通的首要条件。

在新型建筑中,屋面面积的增大,必然导致雨水管道增多,管径增大,从而影响建筑的美观和实用。

因此,传统的屋面排水系统已显得越来越不适应了,而大面积屋面排水系统的设计,变成了现代建筑的一个新课题。

为此,认为采用屋面雨水虹吸排水,是解决大面积屋面排水设计的有效途径。

1. 1 虹吸排水系统简介屋面雨水的虹吸排水系统是利用屋顶专用雨水漏斗实现气水分离。

起初由于重力作用使雨水管道内产生真空,当管中的水呈压力流状态时,形成虹吸现象,不断进行排水,最终雨水管内达到满流状态。

在降雨过程中,由于连续不断的虹吸作用,整个系统得以快速排放屋面上的雨水。

虹吸排水系统管道均按有压状态设计,雨水悬吊横管可做到无坡度敷设,当产生虹吸作用时,水流流速很高,有较好的自清作用。

1. 2 虹吸排水系统的特点虹吸排水系统管道均按有压状态设计,雨水悬吊横管可做到无坡度敷设,当产生虹吸作用时,水流流速很高,有较好的自清作用。

水系统采用hdpe 高密度聚乙烯管,此种管材能承受较大的冲击力,且不会因弯曲而破裂、折断,还具有耐腐蚀性、抗紫外线功能。

其抗极端温度范围大,在- 30 ℃～100 ℃,同时管子较轻施工方便,安装效率大大提高。

因此与传统的屋面重力流排水系统相比,虹吸排水系统具有十大优点:1) 比重力系统管径小1/ 2～2/ 3 ;2) 排水管道无需坡度敷设,屋面雨水斗布点灵活;3) 排泄流量大,所需立管少,可减少、减小屋面预留洞口要求;4) 管道走向灵活,可根据设计要求设置;5) 现场施工量小;6) 管道及配件的使用量减少;7) 排水管管径小;8) 节约建筑空间;9) 水流速度快具有自洁管道功能;10) 从设计到施工简单快捷。

在这十大优点中,最为可贵的是建筑物屋面即使是平屋顶无坡度也适用,且现场施工量大大减少。

在某工程实例中,屋面排水采用虹吸排水系统,所需立管仅为8 根,而若采用传统的重力式排水系统则需要设44 根雨水立管。

虽然同一管径相比,hdpe 管比镀锌钢管贵,但随着国内厂家大量的生产,材料价格趋于降低的趋势,虹吸排水系统还是可以节约造价的。