虹吸式排水系统形成过程

虹吸式排水系统为负压法或压力排水系统，它广泛运用于大型屋面建筑，如体育馆，厂房等跨度大、结构复杂的屋面，是解决屋面排水的有效途径。

利用建筑物屋面的高度使雨水具有势能，从而使满管流动时产生虹吸作用，在雨水连续流经雨水悬吊管转入雨水立管处管道产生最大负压。屋面雨水在管内负压的抽吸作用下能以较高的流速被排至室外。

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、雨水出户管组成。

虹吸式雨水排放系统形成虹吸,分波浪流、脉冲流(脉动流)、活塞流(拉拔流)、泡沫流(乳化流)、满管流等5 个阶段在降雨初期,雨水排水系统悬吊管内的雨水为非满管流，以波浪流和脉冲流为主，系统处于重力流状态。随着雨量的增大则斗前水深逐步增大，水流逐步过渡到活塞流和泡沫流并间歇性地产生虹吸满管流流态，悬吊管内出现较明显的负压。虹吸的形成使系统排水能力突然增大，斗前水深又会回落，系统重新回到重力流方式。这种变换会来回持续一段时间，直到降雨量进一步增大，斗前水深趋向稳定，系统掺气量减少，最终形成稳定的虹吸满管流。

根据规范规定,重力流屋面雨水排水管系的悬吊管应按非满流设计,其充满度不宜大于0.8 ,管内流速不宜小于0.75 m/ s ,且坡度不宜小于0.5 % ,需要较大的悬吊管管径和坡降。同时为了使在同一根雨水管上的各个雨水斗的雨水能够正常排放,因而限定一根雨水悬吊管的雨水斗的数量不得超过4 个,这也导致了雨水悬吊管和雨水立管数量的增加,同时增加了屋面荷载,也增加了工程的造价。

虹吸式屋面雨水排水系统,提高了排水能力,能迅速排除屋面雨水,减轻屋面荷载，减少屋面积水对建筑物屋顶结构的危害;悬吊管接入雨水斗的数量不受限制,节省了雨水立管;悬吊管不需做坡度,安装方便美观,在机电安装空间内始终只保持一个安装高度，便于机电综合协调;不需要设置检查口或清扫口(因为虹吸式雨水斗的设计可隔截垃圾及大颗粒状物质进入系统以及系统具有自洁功能) ;系统按虹吸式压力流计算可以减小选用管道的管径,工程实践证明可大量减少工程造价。

长沙某实业有限公司办公楼工程是集会议、接待、办公于一体的综合性工程。工程占地面积为14422m2。主楼20层，局部7层，裙楼4层，局部5层。屋面面积:主楼1754m2 ，裙楼12154 m2。

裙楼部分雨水系统设计相关技术数据:设计重现期P = 5 a;长沙5分钟暴雨强度q5 = 0. 0626 L / ( s/m2 ) ;裙楼总汇水面积Fw = 12154m2 ;平屋面(坡度< 2. 5% ) , K1 取1。根据Qy = K1·Fw ·q5 /100 =12154 ×6. 26 = 760. 84 L / s,以1个雨水斗200m2计需61个雨水斗。

若采用普通重力流雨水排放系统，按每根De10立管分担汇水面积250m2计算,需排水立管49根。若按De10及De160管计算则需41根De10立管带61个雨水斗或19根De160立管带61个雨水斗。

根据上述阐述，虹吸雨水排放系统具有流量大、流速快、强度高、耐久性好、不易渗漏、便于平面布置、施工方便、节省材料、工期短、造价较低等诸多优点，所以该工程(裙楼部分)采用虹吸雨水排放系统。进一步深化设计后确定: De90 系统1 个, De10 系统5个,De125系统2个,De160系统5个,共计13个系统带62个雨水斗。

该工程竣工两年，目前使用情况良好，自从启用以来排水通畅,效果较好,并经历了湖南省雨季(4月~6月)的自然条件考验,达到了预期效果，取得了一定的经济效益和社会效益。

【学员问题】虹吸式排水系统管道布里及敷设？

【解答】1、悬吊管可无坡度敷设，但不得倒坡。

2、管道不宜敷设在建筑的承重结构内。因条件限制管道必须敷设在建筑的承重结构内时，应采取措施避免对建筑的承重结构产生影响。

3、管道不宜穿越建筑的沉降缝或伸缩缝。当受条件限制必须穿越时，应采取相应的技术措施。

4、管道不宜穿越对安静有较高要求的房间。当受条件限制必须穿越时，应采取隔声措施。

5、当管道表面可能结露时，应采取防结露措施。

6、当管道采用HDPE等塑料材质时。应符合国家有关防火标准的规定。

7、过渡段的设置位置应通过计算确定，宜设置在排出管上，并应充分利用系统的动能。

8、过渡段下游管道应按重力流雨水系统设计，并符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的规定。

9、虹吸式屋面雨水排水系统的最小管径不应小于DN40 .

10、溢流口或溢流系统应设置在溢流时雨水能通畅流达的场所

11、溢流口或溢流装置的设置高度应根据建筑屋面允许的最高溢流水位等因素确定。最高滋流水位应低于建筑屋面允许的最大积水水深。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

【学员问题】虹吸式排水系统管道布里及敷设？

【解答】1、悬吊管可无坡度敷设，但不得倒坡。

2、管道不宜敷设在建筑的承重结构内。因条件限制管道必须敷设在建筑的承重结构内时，应采取措施避免对建筑的承重结构产生影响。

3、管道不宜穿越建筑的沉降缝或伸缩缝。当受条件限制必须穿越时，应采取相应的技术措施。

4、管道不宜穿越对安静有较高要求的房间。当受条件限制必须穿越时，应采取隔声措施。

5、当管道表面可能结露时，应采取防结露措施。

6、当管道采用HDPE等塑料材质时。应符合国家有关防火标准的规定。

7、过渡段的设置位置应通过计算确定，宜设置在排出管上，并应充分利用系统的动能。

8、过渡段下游管道应按重力流雨水系统设计，并符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的规定。

9、虹吸式屋面雨水排水系统的最小管径不应小于DN40 .

10、溢流口或溢流系统应设置在溢流时雨水能通畅流达的场所

11、溢流口或溢流装置的设置高度应根据建筑屋面允许的最高溢流水位等因素确定。最高滋流水位应低于建筑屋面允许的最大积水水深。

1、雨水立管应按设计要求设置检查口，检查口中心宜距地面1. 0m.当采用高密度聚乙烯（HDPE）管时，检查口的最大设置间距不宜大于30m；

2、雨水管道应按设计规定的位置安装；

3、连接管与悬吊管的连接宜采用45“三通；

4、悬吊管与立管、立管与排出管的连接应采用2个450弯头或R不小于4D的900弯头；

5、高密度聚乙烯（HDPE）管道穿过墙壁、楼板或有防火要求的部位时，应按设计要求设置阻火圈、防火胶带或防火套管；

6、雨水管穿过墙壁和楼板时，应设置金属或塑料套管楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm，底部与楼板底面齐平。墙壁内的套管，其两端应与饰面齐平。套管与管道之间的缝隙应采用阻燃密实材料填实；