虹吸雨水系统的有关设计要点

来源：聚唯科技股份        作者：聚唯小编        发布时间：2021-06-10          浏览量：327次

早在公元前1世纪，虹吸排水管就是一项古老的人类发明，它创造了一种奇特的虹吸排水系统。实际上，虹吸效应并非完全是由于大气压力而产生的，它还可以产生真空中的虹吸现象。让液体上升的力量是液体之间的分子内聚。当虹吸现象发生时，由于管外液体流量大于管内液体流量，两面的压强不平衡，因此，液体将继续沿着管内液体的方向流动。与传统的重力排水系统不同的是，虹吸排水系统可以及时排除落在建筑物屋顶上的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或者避免如雨水溢出、屋顶漏水等水患事故。

在设计降雨强度时，虹吸式排水管的管道呈负压状态，选择虹吸式排水管时应考虑负压情况，虹吸式排水管淹没排水管之前的水位降至一定值，雨水斗开始有空气渗入，排水管中的真空被破坏，排水系统将从虹吸压力流的虹吸式排水管转向重力流。

降雨期间，由于连续的虹吸效应，整个系统可以迅速排出屋顶的雨水。虹吸排水系统管道均按满流有压状态设计，雨水悬吊管可做到无下垂，在虹吸作用下，水流速度很高，具有较好的自清洁性。虹吸式排水系统采用一种高密度聚乙烯管材，这种管材能够承受较大的吸水压力，而且不会因弯曲而破裂折断，还具有耐高温性，其抗极端温度范围也很大，在-30℃至100℃之间，同时其本身重量轻，施工方便，可使安装工效大大提高。

传统雨水斗和虹吸系统雨水斗的主要区别是雨斗内设置有风挡。风挡为叠式结构，无透气孔。组合件、防水层和叶片罩的设计都遵循了传统的设计思路。雨水桶、空气挡板和出水口的直径组合是在任何水流条件下都能稳定发挥作用的保证，这种组合理论上难以进行优化设计，需要经过大量试验和总结才能得出结论。

所有排水管都必须符合国家标准，并且能够抵抗正、负压力，可以用在虹吸系统中。例如ABS,Type,PE,PP，铜管，钢管和Type管在UV系统中有大量成功的应用。各种塑料管材抗负压的能力各不相同，其材质、壁厚及管径的差异决定了其性能。一般根据工程实际选择管道系统，需要综合考虑适用性、排水量、耐久性、刚度、阻燃、噪音、绝缘、成本和安装费用等因素。

有关设计要点：

为了保证长日照下雨水斗的抗老化性能和防渗漏性能，采用平底式金属雨水斗。平板式雨水斗施工简便、性能稳定。因为天沟有内天沟和外天沟之分，采用专业的平底式雨水斗，安装在混凝土屋面上，方便快捷，并可有效防止漏水。

虹吸雨水斗一般为20l/s-40l/s，在选择雨水斗时，应按虹吸雨水斗流量的70%-80%进行设计。与重力流系统相比，减少天沟开孔的尺寸和数量，同时也减少可能的渗漏点，节省工程施工时间；其主要特点是通过建筑物找坡排水到天沟或汇水点，雨水斗同一管段时，计算系统以同一高度为基础(施工有误差，同一管段内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，还需控制雨水斗的斗前水深，如果无法控制每个水斗的排水量和斗前水深，则造成系统排水不平衡。只要考虑准确的计算，就能保证减小其受力程度，从而提高排水效果。其中一部分采用不同等级的雨水系统接入，实现快速稳定排水。当有足够的雨水时，再通过准确的计算来保证排出水量和快速形成虹吸。

虹吸式排水管网水力计算要点：(1)管道设计流量不小于1m/s。（2）排水管的总水头损失应小于或等于雨水斗顶部与临界点之间的几何高差，压力余量△Pr≤100mbar为宜。(3)虹吸式排水管系悬吊管和总立管的负压值交叉。该地点的负压值，应根据不同情况，有不同的限度。在排水系统中，使用的金属和钢管应该小于900mbar；而在塑料管道中，管径为50-160应该小于800mbar，管径为200-300应该等于450mbar。(4)在虹吸式屋面排水系统中，管系节点通过不同支路计算得到的压力差不得超过150mbar。(5)虹吸式排水管系采用内壁涂塑软质排水管或钢管及高密度聚乙烯管，应用相应的计算图计算排水管的沿程水头损失。

注：管路应按设计要求的位置安装，悬吊管不得设置斜度和水平安装。横管和竖管、立管和排管连接弯管时，弯头采用两个90°弯头或R≥4D的90°弯头。