屋面雨水虹吸排水及同层排水探讨

本人从事屋面雨水虹吸排水及同层排水已有数年，其中也积累了一些相关经验，现将虹吸技术由浅入深地与大家共同探讨，以期达到共同进步的目的，把这个新兴的先进技术发扬推广。
虹吸排水原理
　 虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的。即利用水柱压力差，使水上升再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相等高度，水就会停止流动。利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出。
　　打个比方，在一个水缸里装有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在这端端口吸气一会,然后松嘴,那么缸中的水就会从管子中流下来.因为管子呈一段弧形,像彩虹,又能直到吸水的作用,故称为虹吸现象
　　虹吸管是人类的一种古老发明，早再公元前1世纪，就有人造出了一种奇特的虹吸管。
　　事实上，虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的，在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多，两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里，越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高，压力会降低到使管内产生气泡（由空气或其他成分的气体构成），虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开，气泡两端的气体分子之间的作用力减至0，从而破坏了虹吸作用，因此管子一定要装满水。在正常的大气压下，虹吸管的作用比在真空时好，因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。 应用实例：把充满水的胶管一端插入水中，另一端垂在盛水的容器之外，而且，出水口要低于水面。这样，水就会从容器顺着胶管流出。
　　花卉市场上卖的吸水石就是这个道理，石头中有好多小细眼，由于虹吸现象可以将石头底部的水吸上去供石头上的小植物如绿苔，麦苗生存。包括一些虹吸茶壶，虹吸马桶，都是此原理。
如今，虹吸已经运用到现代的工程中，很多屋面排水系统都是使用虹吸排水，虹吸技术运用在现代建筑是1968年，由 olavi ebeling与persommerhein共同发明，在过去的四十多年里，他们所研究的虹吸排水系统一直领先与世界水平，虹吸排水系统打破了常规的重力排水系统，虹吸排水系统是利用屋顶专用雨水漏斗实现气水分离。开始时由于重力作用，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顶上的雨水。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。如今，虹吸排水系统已经被广泛的运用，1993年，该虹吸排水系统首次运用到新加坡一建筑工程里，自此，persommerhein为亚洲的屋面雨水排放系统带来新的革命
　　在建筑工程中使用该虹吸排水系统的优势在于：1.雨水斗在屋面上布点灵活，更能适应现代建筑的艺术造型，很容易满足不规则屋面的雨水排放。2.单斗大排量，屋面开孔少，减少屋面漏水几率，减轻屋面防水压力。3.落水管的数量少和直径小，满足了现代建筑的美观要求以及大型标志性建筑，各种大跨度屋面及高层建筑群楼的雨水排放。4.系统安全性高，管道走向可以根据需要设置，在不影响建筑功能及使用空间的同时满足现代大型购物广场，超市，厂房，仓库及各种网架结构金属屋面的雨水排放。5.在设计流量下，系统中满管流无空气旋涡，排水高效且噪音小，更能完美配合现代影院，剧场，会展中心，图书馆，学校医院的声学要求。6.管路设计同时满足正负压要求，能保证通过高层，超高层建筑全程管路满水实验检验验收，且能避免负压失控确保系统正常运行。7.由于管路直径小，总长度少和系统安装简便所带来的管道成本和安装费用减少，管道安装无特殊要求，使虹吸雨水排水系统得到众多的业主和施工单位青睐.
　　如今，在国内虹吸排水系统已经被广泛的运用，由于虹吸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.
　　更简单的说，虹吸雨水排水系统的技术原理是利用建筑物的高度所形成的水头，依靠特殊的雨水斗设计，实现气水分离，从而使与水管最终达到满流状态，当管中的水量是压力流状态时，虹吸作用就产生了，在整个降水过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以令人惊奇的速度排除雨水，快速使屋面的雨水排走到地面。

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