虹吸式雨水排水系统_secret
虹吸式雨水排水系统
通过某客站改造工程无柱雨棚虹吸排水系统的实际施工情况，分析了虹吸式水排水系统的工作原理、技术优势、特点、管材选用以及施工技术，从而为类似的虹吸雨水排水系统工程的施工提供一定的参考。
工程概述
某客站改造工程是某市标志性工程，是奥运会配套工程。某客站钢结构无柱雨棚投影面积60000平方米，采用虹吸式雨水排水系统。虹吸雨水汇水总流量2091L/S，结合屋面汇水面积及天沟分布情况,整个屋面分为52个汇水区域，每个汇水区域分别设计了一个虹吸排水系统，共设计了62个YG-100B型雨水斗、10个YG-80B雨水斗。
系统特点
虹吸式雨水排水系统是一种新型的雨水排水系统，与传统的重力雨水排水是完全不同的。系统在降雨初期，天沟雨水高度未超过雨水斗一定高度时，整个排水系统工作状况与重力排水系统相同，随着降雨的持续，当屋面雨水高度超过雨水斗一定高度时，由于采用了科学设计的仿漩涡雨水斗，通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡，从而极大地减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量，使得系统中排水管道呈满流状态，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的重力势能，在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用，并在该处管道内形成最大负压，屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外，此时的流量远远大于重力排水的流量。屋面雨水的排放过程是一个虹吸作用的结果，我们把这样的系统称为虹吸式雨水排水系统。
系统组成
屋面雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无坡度悬吊管、悬吊装置、立管和末端排出管组成。
1、综述
虹吸式雨水排水系统管内压力、水流状态是不断变化的过程。降雨初期，雨量一般较小，悬吊管内是有自由液面的波浪流。根据雨量大小的不同，部分情况
下初期无法形成虹吸作用，是以重力流为主的流态。随着降雨量的增加，管内逐渐呈现脉动流，拔拉流，进而出现满管气泡流和满管汽水混合流，直至出现水的单向流状态。降雨末期，雨水量减少，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到某一特定值，雨水斗逐渐开始有空气掺入，排水管内的虹吸作用被破坏，排水系统又从虹吸流状态转变为重力流状态。因此在整个降雨过程中，悬吊管内的压力和水流状态会出现反复变化的情况。
2、雨水斗
一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统的能否按设计要求工作的关键所在之一，它的稳流性越好，产生虹吸所需的屋面汇水高度越低，总体性能就越优越。一般雨水斗是由斗体、防水压板、防水压环、整流装置以及导流罩组成。另外根据需要可提供通用型的绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片，防火保护帽等配件。虹吸式雨水斗材质可以为铸铁、铝合金或不锈钢，其各部分有不同的结构功能。雨水斗置于屋面层集水坑中，集水坑上部盖有进水格栅，主要是为了防止杂物进入雨水斗。降雨过程中，雨水通过格栅盖进入雨水斗，当汇水达到一定高度时，雨水斗内的整流装置将阻挡空气从外界进入同时消除涡流状态，使雨水平稳地淹没泄流进入排水管。虹吸式雨水斗最大限度减小了天沟的积水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小，同时提高了雨水斗的额定流量。
3.管材
传统雨水管道为重力流管道，管材采用UPVC雨水管、焊接钢管。而虹吸雨水排水系统管材一般选用不锈钢管，因为不锈钢管具有如下优点：管壁薄、韧性强、抗冲击、水流阻力小，并具抗腐性、抗紫外线，不结垢、无毒等优点，材质寿命长达50-70年；在水利条件方面摩擦系数小、不易堵塞。一般用作虹吸排水的不锈钢管都采用焊接形式，焊接时保持管道内壁光滑，无杂志、焊瘤，大大降低了水流损失。
4.悬吊系统
由于管道内形成虹吸时，流速特别大，对管道产生的冲击力特别大，容易对管道的固定系统产生破坏。虹吸雨水排水系统的管道固定系统，区别于一般的管
道固定系统，在业内一般称为“消能固定系统”，该系统根据虹吸雨水系统独特的工作原理及运行时会产生较大的震动，在设计时采用固定管卡分段补偿，主要由方钢导轨、悬吊滑动管卡、悬吊固定管卡、方钢组合件、立管管卡等组成。
在某客站改造工程中，虹吸排水雨水悬吊管采取了暗埋在钢柱内的方式。即在直径1m的钢柱内，将不锈钢悬吊管安装，之间部分浇灌混凝土。这种方式不仅美观、大方，而且大大减少了管道对结构的冲击力。
四、施工技术1系统安装工艺流程
施工准备预留预埋雨水斗安装雨水支管安装
2.管道系统安装管道安装时严格控制好支、吊架之间的距离。焊接时参照《工艺管道焊接标准》，不得偷工减料，以免影响虹吸效果。
3.雨水斗安装
雨水斗安装时要在钢天沟开孔，开孔尺寸为D1+10mm。误差不大于5mm，开洞为圆形。横向位置在天沟中央，误差≤5毫米。纵向位置按照定位图定位，纵向偏移误差≤10毫米。雨水斗与金属天沟采用氩弧焊接，焊接线为雨水斗法兰的外边缘，要保证焊缝质量达到相关要求。雨水斗排出口与HDPE管道之间使用电焊管箍焊接，整体性和密封性非常可靠。
4.虹吸式雨水系统灌水试验
根据《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-201*，本系统采用灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。检验方法：将雨水管排出口封堵严密，从雨水斗处注入清水,系统灌注至水面与天沟底相平，经1小时后，如水面下降则加水到原水面，直至水面不下降为止，同时检查管道及接口，不渗不漏为合格。
排水干管安装末端管道灌水试验竣工验收
5.虹吸效果试验
本工程虹吸排水系统安装完成后采取了两种方式验证了虹吸排水的优越性。a．采用静态水。截取一段天沟作试验，两端封堵，并将该系统的排水管道末端封堵严实，用自来水灌满天沟。快速打开管道末端的封堵，观察排水速度和效果，发现虹吸排水流量大大超过了重力排水。
b．动态水计量法。选取足够管径的水源，安装水表，流量控制阀，将水引致天沟。打开水源阀门，水满到天沟深度时，及时撤掉排水管道末端封堵，同时计时。一段时间后，关闭水源阀门并停止计时。流量与时间的比值即为该系统的排水量q=Q/t。通过试验证明，该虹吸排水系统流量测定值在误差允许的方位内，满足设计值。
五、总结
通过本工程可以看出，虹吸排水系统比重力排水系统排水量大的多，能满足大雨时的排水。而且虹吸雨水排水系统比重力雨水排水系统有以下优点：节约管材、节约造价，现场施工量减少、施工方便；降低管径节约安装空间，管道具备自洁能力。
扩展阅读：虹吸式屋面雨水排水系统的优越性及应用
虹吸式屋面雨水排水系统的优越性及应用
【摘要】虹吸式屋面雨水排水系统是一种重要的排水系统，对保障建筑物的使用寿命，维护居民的切实利益，具有十分重要的影响，随着建筑业的不断发展，虹吸式屋面排水系统也得到了广泛的应用。本文通过对传统的屋面雨水排水系统的研究，和对虹吸式屋面雨水排水系统的比较,简单地研究了虹吸式排水的三个重要阶段，通过总结经验，以对虹吸式屋面雨水排水系统进行推广。【关键词】屋面雨水排水系统经济一．前言：
建筑工程行业是我国重要的经济增长行业，对国民经济的发展和人民生活水平的提高都有着十分重要的影响，而建筑屋面的排水系统将会直接关系到整个建筑的使用寿命和使用安全，不断的优化屋面排水系统的性能和设计，对保障居民的切实利益具有十分重要的影响，虹吸式屋面排水系统作为一种新型的排水系统，以其独有的优势在现代建筑屋面排水中得到了广泛的应用，加强对虹吸式屋面排水系统的优越性探讨，具有十分重要的社会经济意义。二．虹吸式屋面排水系统的优越性
1.在现代经济发展的飞速时期，建筑的功能呈现出了越来越大的变化。虹吸式房屋雨水排水系统，从诞生至今已有了二十多年的历史。在一些大型厂房、展览馆等有大面积屋面的建筑中，使用较广泛。
传统的屋面雨水排水系统，是按照水流的特点，从高处向低处流，从重力上进行的设计,采用了重力式的雨水斗,雨水斗的排水情况是，水流在屋顶自由堰流。流入雨水斗以后，混杂着空气，形成水、气混合流,当雨量过大，水流过急的时候，由于雨水斗的流量偏小,并且很难通过雨水斗急时排出。
在屋面雨水排水管系的设计时，在悬吊管的设计中，对于其排水量，应按非满流设计,即在雨流正常的情况下，其流满度大约在0.8以内,管内的水流速度不应当小于0.75m/s，水向低处流，遵循这个原理，在悬吊管中其坡度不能小于0.5%,这就需要比较大一点的悬吊管管径和坡降。在重力流排水中，要保证雨水斗的正常排水，因此在一根悬吊管上，雨水斗的安装数量不应当超过四个。悬吊管上的雨水管过多，会导至屋面的负荷加重，也使工程造价增加了。2.在虹吸式屋面的雨水排水系统与重力式屋面雨水排水系统相比中，虹吸式屋面的雨水排水系统占有明显的技术优势。虹吸式屋面雨水排水系统的排水能力强，排水速度较快，能快速地减轻屋面水的重量，迅速排出雨水，减少积水对屋面和建筑物的侵蚀,减轻屋面的负荷，多个虹吸式雨水斗，可以通过排水连接管连接在同一根悬吊管上，后经由一根雨水立管排出，这样即节省了雨水立管，也使得悬吊管不需要做坡度安装，并且美观大方。虹吸式雨水斗具备的隔截垃圾及大颗粒状物质（如冰雹）进入系统，并且虹吸式雨水斗具有自洁功能，在雨水斗中的雨水进入悬吊管时，对悬吊管的危害极少，所以易广泛采用。同时，虹吸式压力流通过安装前的计算与设计，减小了选用管道的管径,通过实践证明，能有效的节约成
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