摘要：本文通過虹吸式屋面雨水排水系統的資料和施工經驗，通過對其原理特點、系統安裝的分析，闡述了虹吸式屋面雨水排水系統技術特點和施工要求。

　　關鍵詞：虹吸式屋面雨水排水系統;施工要求

　　Abstract: Based on the information and experience in construction of the siphonic roof drainage system, through its principle characteristics, system installation analysis on the technical characteristics of siphonic roof drainage system and construction requirements.

　　Key words: siphonic roof rainwater drainage system; construction requirements

　　1、概述：

　　隨著目前中國經濟的高速發展，大型公共建筑和生產車間的規模越來越大，而我國目前屋面雨水排水系統主要采用重力流排放技術排水，即天溝中匯集的雨水靠自身的重力流動由雨水斗、懸吊管、雨水立管、排出管排至雨水窨井或地面，由于大型建筑屋面跨度大、面積廣，屋面荷載承受能力較小，為了使降雨時屋面積蓄的雨水在短時間內能夠迅速排出，就必須采取增加雨水斗數量及立管根數，加大管徑、管道坡度等措施。這不僅影響建筑物的美觀，也直接導致了屋面荷載和工程造價的增加，也給施工和維護造成困難。由于重力流屋面排水系統受其水力特性的限制，很難滿足大型屋面雨水的排放要求，而新的虹吸式雨水排水系統也越來越受到重視，開始廣泛應用。

　　2、工作原理及特點：

　　2.1工作原理：

　　虹吸式雨水排水原理就是雨水在管道中開始時由于重力作用而流動，隨著雨量加大到一定程度，使雨水管道內達到滿流狀態，由管道排出口與進水口產生高度差而造成的壓差，而造成上部管道產生負壓，形成虹吸現象，而且高度差越大，產生的壓差越大，排水效果越好。

　　所以在降雨初期，雨量小的時候無法形成虹吸作用，排水是以重力流為主的狀態，隨著降雨量的增加，雨水斗前水位達到一定程度后，管內逐漸出現滿管汽水混合流，直至出現滿流狀態而形成虹吸。降雨末期，隨著降雨量減少，雨水斗前水位降低到一定程度后，雨水斗逐漸開始有空氣摻入，排水管內的虹吸作用被破壞，排水系統又從虹吸流狀態轉變為重力流狀態。

　　2.2虹吸式屋面雨水排水系統與重力流雨水排水系統相比有如下特點：

　　(1)排水能力大，斗前水位淺、荷載要求低

　　(2)管道流速較高有自潔功能

　　(3)管徑減小1/2至2/3，管道數量較少

　　(4)可減少屋面預留洞要求

　　(5)橫管不需要坡度節約安裝空間

　　(6)屋面雨水斗布置靈活，管道走向靈活可根據各種設計要求設置，管道材料可靈活選配

　　3、虹吸式屋面雨水排水系統的組成：

　　虹吸式屋面雨水排水系統和重力式屋面雨水排水系統均由雨水斗、雨水懸吊管、雨水立管、雨水埋地管組成。

　　3.1雨水斗：

　　其中雨水斗是其排水系統中的關鍵一環，雨水斗一般為不銹鋼、HDPE、聚丙烯(PP)、鋁合金或鑄鐵材質，有DN50～DN150等多種規格，要求其具有良好整流、穩流功能，產生虹吸所需的斗前水深小，在處于淹沒泄流排水狀態，不漏氣，排水量大。虹吸式雨水斗上部蓋有孔狀或細槽狀的進水格柵，間隙大小一般為6mm～15mm，降雨過程中，雨水通過格柵蓋側面進入雨水斗，雨水斗內有整流裝置可以阻擋空氣從外界進入并使處于渦流狀態的雨水平穩地泄流進入排水管，當屋面匯水達到一定高度時，形成虹吸。一般雨水斗設計成下沉式，可最大限度的減小進水深度。

　　3.2系統管道：

　　管道是虹吸式雨水排放系統的主要組成部分，通過管道變徑也可以加速雨水的排放。排水系統在正常工作運行時管道內呈負壓狀態，為確保系統安全可靠，持續高效的運行，管道必須具備一定的承壓能力，管道接口要完全密封，防止空氣進入管道而破壞虹吸作用。同時管道要有比較好的防火性能，并具有降低噪聲，吸收震動的能力，且能抵抗溫度變化引起的變形和抗老化能力。目前虹吸式雨水管道系統一般采用鍍鋅管、無縫鋼、不銹鋼管或HDPE管

　　4、設計及施工要求：

　　4.1設計要求

　　(1)虹吸式屋面雨水排水管系雨水斗至過渡段總水頭損失與過渡段流速水頭之和不得大于雨水斗至過渡段的幾何高差。

　　(2)雨水斗頂面至懸吊管管中的高差不宜小于1m。

　　(3)雨水斗頂面至過渡段的高差在立管管徑小于等于DN75時宜大于3m，在立管管徑大于等于DN90時宜大于5m。

　　(4)懸吊管設計流速不宜小于0.75m/s，立管設計流速不宜小于2.2m/s，不宜大于10m/s。

　　(5)虹吸式屋面雨水排水管系過渡段下游的流速不宜大于 2.5m/s，當流速大于2.5m/s時要有消能措施。

　　(6)各雨水斗至過渡段的水頭損失允許誤差應小于5kPa。水頭損失允許誤差按下列公式計算：

　　ΔP=hver*ρ*g-Σ(L*R+Z)

　　式中ΔP——水頭損失允許誤差，kPa;

　　hver——雨水斗至出戶管過渡段的幾何高差，m;

　　ρ——水的密度，可按ρ=1000kg/m3計算;

　　g——重力加速度，9.81m/s2;

　　Σ(L*R+Z)雨水斗至計算點的總水頭損失，kPa;其中L*R為沿程水頭損失，Z為局部水頭損失。

　　(7)系統內的最大負壓計算值應根據安裝地的海拔高度、管 道材質、管材和管件的最大、最小工作壓力等確定，但不應低于90kPa。懸吊管內的壓力按下 列公式計算：

　　Px=Δhx*ρ*g-Vx2*ρ/2-Σ(L*R+Z)

　　式中Px——懸吊管內壓力，kPa;

　　Δhx——雨水斗頂面至懸吊管管中的幾何高差，m;

　　Vx——計算點的流速，m/s;

　　ρ——水的密度，4℃時，ρ=1000kg/m3;

　　g——重力加速度，9.81m/s2。

　　Σ(L·R+Z)雨水斗至計算點的總水頭損失，kPa。

　　(8)管道的沿程阻力系數應按下列公式計算

　　R=λ*L/Dj*v2/2g

　　式中R——水力坡降;

　　λ——摩阻系數;

　　Dj——管道的計算直徑，m;

　　V——流速，m/s;

　　g——重力加速度，9.81m/s2。

　　(9)過渡段下游管道應按重力流雨水排水系統設計。

　　4.2施工要求：

　　(1)雨水斗離墻至少1米，虹吸是雨水斗的斗前水深不宜大于55mm，兩個雨水斗之間的間距不應超過20m。

　　(2)平屋面排水宜采用DN50或DN60雨水斗，設有天溝、檐溝 屋面排水宜采用DN50～DN150的雨水斗。

　　(3)虹吸式雨水斗應布置在屋面或天溝的最低點，虹吸式 雨水斗的布置對雨水立管作對稱布置。

　　(4)當虹吸式雨水排水系統接多個虹吸式雨水斗時，雨水 斗排水連接管應接在懸吊管上，不得直接接在雨水立管的頂部。

　　(5)管道安裝，鋼管的安裝采用焊接連接、法蘭連接或溝 槽式連接;鑄鐵管安裝采用機械式接口或節套式連接;HDPE管的安裝采用焊接連接。

　　(6)天溝雨水斗安裝時要注意在屋面防水層施工前將底盤安裝在預留孔的正上方，確保底盤與面板頂面標高保持一致，同時用混凝土封堵尾管與預留洞之間的空隙，并保證雨水斗邊緣與屋面之間連接處應嚴密不漏氣，在混凝土封堵完成后，土建方開始進行防水施工，但要保證防水層不超過規定界限，管路系統安裝完畢后安裝隔柵防護罩

　　(7)管道施工時應嚴格按圖紙施工，特別是變徑位置必須保證在設計位置的±0.20m以內。

　　(8)管道轉彎和交匯處，角度相對較大呈90°的時侯，應將轉彎處采用雙45°彎頭，90°三通處，采用斜三通來改善管道流通條件，同時，因為系統的密封性是保證系統產生虹吸的關鍵，所以管道安裝過程中一定要保證系統安裝的嚴密性。

　　(9)在系統管路安裝完成后，排水管道按規范要求做灌水試驗。系統灌水試驗合格后，做排水性能試驗。

　　5、結束語

　　由于虹吸式屋面雨水排水系統自身的特點，目前在國內大型公共建筑和生產車間中正被廣泛應用，很好的滿足了使用功能的要求，收到了良好的社會效益與經濟效益。當然，仍有許多問題需要進一步驗證和完善，以上僅是本人在施工過程中的一點淺見，希望有識之士提出寶貴意見。

　　參考文獻：

　　《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》 (GB50242-2002)