摘要：虹吸式屋面排水系統是建筑排水的新技術之一，本文對虹吸式排水系統的特點、組成及應用做了簡單的分析。
　　關鍵詞：虹吸式，屋面，排水系統
　　
　　目前國內絕大部分屋面仍采用重力流技術排水，其優點是設計施工方便，造價低。但隨著建筑技術的不斷發展，大空間、大容量、大面積的公共建筑，工業廠房、庫房需求量越來越大，對屋面雨水排放技術的要求越來越嚴格，傳統的排水方式越來越難以滿足對于復雜結構或大面積屋面對排水的要求。而虹吸式排水系統的應用必將是解決現代建筑大面積屋面排水問題非常有效地解決方式。
　　1.虹吸式屋面排水系統綜述
　　虹吸式排水系統是利用能夠隔絕空氣的虹吸式雨水斗和高精度管材、管件，通過利用建筑物的勢能，雨水通過密封的管道系統形成滿管流，在立管處跌落將層面的雨水迅速排放的新型排放系統。
　　虹吸式排水系統在降雨初期，屋面雨水高度未超過雨水斗高度時，整個排水系統工作狀況與重力排水系統相同。隨著降雨的持續，當屋面雨水高度超過雨水斗高度時由于采用了科學設計的防漩渦雨水斗，通過控制進入雨水斗的雨水流量和調整流態減少漩渦，從而極大地減少了雨水進入排水系統時所夾帶的空氣量，使得系統中排水管道呈滿流狀態，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的勢能，在雨水連續流經過雨水懸吊管轉入雨水立管跌落時形成虹吸作用，并在該處管道內呈最大負壓。屋面雨水在管道內負壓的抽吸作用下以較高的流速被排至室外。
　　2.虹吸式屋面排水系統組成
　　虹吸式屋面排水系統一般由虹吸式雨水斗、系統管道、輔助的固定系統組成。
　　2.1.虹吸式雨水斗
　　一般來說，雨水斗的設計是整個虹吸系統的能否按設計要求工作的關鍵所在之一，它的穩流性越好，產生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優越。
　　壓力流(虹吸式)雨水斗材質為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結構功能。雨水斗置于屋面層中，上部蓋有進水格柵。降雨過程中，雨水通過格柵蓋側面進入雨水斗，當屋面匯水達到一定高度時，雨水斗內的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進入同時消除渦流狀態，使雨水平穩地淹沒泄流進入排水管。虹吸式雨水斗最大限度減小了天溝的積水深度，使屋面承受的雨水荷載降至最小，同時提高了雨水斗的額定流量。
　　雨水斗是整個虹吸系統的關鍵部分。對于整個虹吸式屋面雨水排放系統而言，最主要的就是要避免空氣通過雨水斗進入整個系統。如果空氣直接進入雨水斗，會在管道內形成氣團，這樣會大大降低系統排水效率，最終和傳統重力式排水系統一樣。因此，虹吸式屋面雨水排放系統所采用的雨水斗必須具有優化設計的反渦流功能的蓋罩，防止空氣通過雨水斗入口處的水流帶入整個系統，并有助于當斗前水位升高到一定程度時，形成水封完全阻隔空氣進入。
　　雨水斗的設計安裝也有一定嚴格的要求:
　　（1）雨水斗離墻至少1米。
　　（2）雨水斗之間距離一般不能大于20米。
　　（3）平屋頂上如果是沙礫層，雨水斗格柵頂蓋周圍的沙礫厚度不能大于60mm，最小粒徑必須為15mm。
　　（4）如果雨水斗是安裝在檐溝內，且采用焊接件的話，檐溝的寬度至少是350mm，檐溝內的雨水斗安裝開口為70mmx270mm至290mmx290mm。
　　（5）如果雨水管是安裝在混凝土屋頂面層內，那么屋頂至少有160mm厚。（6）斷面呈連續梯形的屋面雨水斗開口，為安裝固定件，尺寸必須是280mmx280mm，如果開口大于300mmx300mm，屋頂則需加固。
　　（7）如果屋頂是混凝土的，雨水斗下連的雨水管管徑至少是35mm(用電焊管箍連接件連接)，與此對應的屋頂厚度是180mm至190mm。
　　（8）帶隔離層的屋頂隔離層厚度至少40mm。如果隔離層厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能與管徑56mm的連接管相連的恰當長度。
　　2.2系統管道
　　管道作為虹吸式屋面雨水排放系統最主要的部分，必須確保系統安全可靠，高效持續的運行。虹吸式系統作為一個特殊的排水系統，其管道必須保證完全的密封性和完備的防火措施，并且做到盡可能降低噪聲，吸收震動，抗擊沖擊外力，最大程度滿足抗溫度變化引起的形變。
　　管道的完全抗滲漏并不意味著系統密封性得到滿足。一般情況下，對于抗滲漏的要求是允許發生小范圍的滲漏，只要有補救措施即可。但是虹吸系統一旦發生滲漏，并不易發現。當突然出現暴雨的降雨強度，則可能立即造成整個系統崩潰。進而因為屋面雨水無法及時排放，超過屋面可負荷的荷載強度，引起屋面坍塌。
　　當然，微小的不密封并不一定會造成滲漏，但是足以造成漏氣，一旦排水管道內出現氣團，虹吸式排水的效率馬上大大降低，嚴重的甚至會破壞虹吸作用。
　　由于虹吸系統是利用負壓排水的，因此管道的管壁必須具備相當的承壓能力。但是也不是完全的剛性體。因為虹吸系統的負壓一般不大于-0.08Mpa。過大的負壓會導致管內水流流速過快，發生氣蝕現象，對于金屬管道或者是金屬質地的連接處產生極大的傷害（-0.09Mpa已經接近氣蝕的臨界值）。同時負壓過高也會給系統帶來極大的震動，減少系統的使用壽命。
　　HDPE管材的優勢：
　　承壓性能良好，管壁在外荷載作用下，不會破裂。能抵抗沖擊壓力，減少水錘沖擊破壞，保證系統的安全運行，維持虹作用的負壓。
　　管道連接方式方便靈活。管道可根據需要，采用不同的連接方法，如：對焊、電焊管箍連接、法蘭連接、螺紋連接、伸縮管接頭等。HDPE還可以和鋼管，鑄鐵管，陶瓷管等其它管材的管道連接。只需通過專門的加熱電焊機就可以進行操作。
　　HDPE管道是在熱力條件下生產的，材料本身的張力在制造過程中已消減，所以成品以后可能產生的尺寸微變不會有任何危害，將熱脹冷縮引起的危害降至最小。
　　從物理和化學性質上看，HDPE管道的防腐能力極強，不受各種酸、堿、鹽所引起的電化學反應的影響。HDPE管道比金屬管更耐磨損。抗極端溫度在–400℃～1000℃。管子重量輕，施工方便，可以事先預制，安裝工效大大提高。
　　HDPE管作為一種新型的節能管材，從我國目前建筑行業住宅產業化，設計標準化，材料集約化，建筑生產施工工廠化，管理科學化的發展趨勢來看，是有很大的發展潛力。

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