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神奇的虹吸排水,是如何做到快速不积水的?

发布于:2023-08-14 13:58:14 来自:给排水工程/建筑给排水 [复制转发]
今天和大家一起聊聊建筑物中的雨水排水系统—— 虹吸雨水排水系统


一起来学习/复习一下虹吸雨水排水系统的原理是什么?组成是什么?相较于传统重力排水的优势又有哪些?图片

1.原理

在降雨初期,利用重力原理进行排水。 当降雨量加大,屋面上的水位达到一定高度时,雨水斗会自动隔空气,从而产生虹吸 ,系统也转变为高效的排放系统,抽吸雨水向下排放。

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虹吸管-虹吸现象

利用屋面与地面高差产生的能量 ,在屋面积水达到一定高度时,使得管道内不进入空气,以满管流状态(即虹吸状态)排水时产生负压,管道内形成抽吸作用将雨水迅速排掉。

基于形成原理,利用 “伯努利”方程 ,经过周密计算,有效控制和平衡管道内雨水的流速、压力,使得雨水管道在短时间内达到满管流状态(即虹吸状态),快速将雨水排出室外。

2.组成

虹吸式屋面雨水排水系统由 防漩涡雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、埋地管、雨水出户管、45度弯头、偏心异径短束节、Y型顺水三通以及一些辅料组成

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、 铜管、钢管和铸铁管都大量成功地用于UV系统。

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图片来源于百度百科

3.演示

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;
随着降雨量的增加 ,管内逐渐呈现脉动流,拔拉流;
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;
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;

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具体形成示意图
4.优势

传统重力式雨水排放系统 是利用雨水本身重力作用,由屋面雨水斗需经过排水系统自流排放。水流夹带空气进入整个雨水排放系统, 空气约占管道30-70%空间,且排水悬吊管必须具备一定坡度

虹吸式雨水排放系统 通过特制雨水斗能有效阻隔空气进入,通过全系统压力平衡计算,大大减少了雨水进入排水系统时夹带的空气量,最终达到气与水分离的效果,在管内形成满管流。 利用建筑物高度与地面落差势能形成虹吸作用,屋面雨水快速排干

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两种排水系统优劣对比

在相同排水量的情况下,虹吸排水系统所需的斗前水深要小于重力流系统

比如,计算表明排水量为40L/s 时,用直径300mm 的重力流雨水管,其斗前水深100mm,而直径100mm 的虹吸雨水管,其斗前水深仅需85mm,这对屋面的建筑和结构设计都非常有利。

虹吸系统所用管径不仅比重力流小,而且可比重力流“少” 。即一个横管,一个立管,可以上接十余个雨水斗,而重力流系统则要多根立管。

虹吸系统的立管因数量少,可利用楼梯间、立柱旁等处敷设, 不占用更多的使用空间,横管也可以敷设在非敏感的公共走廊等处

延伸阅读


如今,在国内虹吸式排水系统已经被广泛的运用。


由于虹吸式排水系统能快速把屋面雨水排放,安装简便,适应现代建筑造型等优点,在国内的工程中有国家体育场(鸟巢),首都机场T3航站,中央电视台新址......还有上海科技馆、广州白云机场航站楼等大面积屋面排水已经采用虹吸排水系统,在未来,将有更多的建筑物采用虹吸排水系统。


所以,虹吸排水适合:


1、大型厂房:屋面檐高在4米以上,并存在内天沟,天沟长度在30米以上,厂房内部不允许有落水管。

2、大型公共建筑:如图书馆,体育场馆,机场候机楼,火车站站房和站台无柱雨棚,大型商场,裙楼,以及排水管可能影响建筑美观的场合。


虹吸排水不适宜汇水点的总水头低于3米而且天沟较长的建筑


因为水平管内无法形成足够的动力,起不到明显的虹吸作用。住宅建筑的顶层没有布置尾管的足够空间,而且水平管内的流水噪声影响用户休息,加之住宅屋面面积不大,采用虹吸屋面排水需要慎重考虑。

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  • 繁001
    繁001 沙发

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    2023-08-16 21:08:16

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  • kidney
    kidney 板凳

    感谢分享

    2023-08-15 09:36:15

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