虹吸排水原理_什么是虹吸現(xiàn)象與原理？

虹吸排水系統(tǒng)原理

虹吸排水收集系統(tǒng)并可作為防水層的柔性保護(hù)層，替代傳統(tǒng)的混凝土保護(hù)層，大大降低工程造價。與傳統(tǒng)作法相比，虹吸排水收集系統(tǒng)增加透氣觀察管，使系 統(tǒng)處于透氣狀態(tài)，無空氣阻水現(xiàn)象;虹吸排水收集系統(tǒng)利用虹吸管實現(xiàn)重力排水、 虹吸現(xiàn)象交替排水，加快了水流速度。具有簡化結(jié)構(gòu)層次，系統(tǒng)裝配式完成，施工速度快，綜合成本降低，易維護(hù)等優(yōu)點。

虹吸排水系統(tǒng)是建筑物給排水系統(tǒng)的重要組成部分，它的任務(wù)是及時排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋頂積水對屋頂造成威脅，或造成雨水溢流、屋頂漏水等水患事故，以保證人們正常生活和生產(chǎn)活動。虹吸排水系統(tǒng)的特點是橫管不設(shè)坡度的情況下，形成滿管流，以極快的速度排清屋面的積水。虹吸排水系統(tǒng)主要部件有虹吸排水管道和虹吸雨水斗構(gòu)成。

虹吸現(xiàn)象

虹吸現(xiàn)象是液態(tài)分子間引力與位能差所造成的，即利用水柱壓力差，使水上升后再流到低處。
由于管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等，容器內(nèi)的水面變成相同的高度，水就會停止流動。利用虹吸現(xiàn)象很快就可將  虹吸現(xiàn)象容器
內(nèi)的水抽出。

對比虹吸排水系統(tǒng)與傳統(tǒng)重力排水系統(tǒng)的區(qū)別

虹吸排水特點：

1、只要滿足計算要求，單系統(tǒng)所帶雨水斗個數(shù)不限;

2、雨水斗流量大，氣水分流，排水速度快效果好;

3、懸吊管呈水平狀態(tài)，無需做任何坡度，施工方便;

4、立管管徑小，數(shù)量少，便于裝修;

5、埋地管少，地面開挖工作量小，有效縮短工期;

傳統(tǒng)重力排水特點：

1、單系統(tǒng)所帶雨水斗個數(shù)受限;

2、雨水斗流量小，氣水合流，排水效果差;

3、立管管徑大，數(shù)量多，交叉施工易打架;

4、埋地管多，土建工作量大，地溝易返水

虹吸排水組成部分：

雨水斗用于虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的雨水斗。它具有氣水分離、防渦流等功能。其斗前水深可有效控制，當(dāng)斗前水位穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計水深時，系統(tǒng)內(nèi)形成虹吸滿管壓力流。一般來說，雨水斗的設(shè)計是整個虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。標(biāo)準(zhǔn)型的雨水斗，它是由雨水斗底座(PE材料)，碟片(ASA)，格柵頂蓋(PE)組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護(hù)帽，微型加熱電圈等配件。雨水斗額定流量分12L/s 、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等，常用的為25L/s和40L/s兩種額定流量的雨水斗。壓力流(虹吸式)雨水斗材質(zhì)為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置于屋面層中，上部蓋有進(jìn)水格柵。降雨過程中，雨水通過格柵蓋側(cè)面進(jìn)入雨水斗，當(dāng)屋面匯水達(dá)到一定高度時，雨水斗內(nèi)的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進(jìn)入同時減少渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒泄流進(jìn)入排水管。

虹吸式雨水斗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較小，同時提高了雨水斗的額定流量。比較好的產(chǎn)品，完全可以做到部分通用。它的優(yōu)點在于對于不同功能及材料的屋頂系統(tǒng)，產(chǎn)品具有廣泛的適用性。換句話說，一種雨水斗通過于相應(yīng)的配件組合就能適合不同的屋頂，例如：混凝土屋頂，金屬屋頂，木屋頂，考慮人行走或綠化的屋頂，屋面不平呈梯形結(jié)構(gòu)的屋頂?shù)?。雨水斗是整個虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。對于整個虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)而言，主要的就是要避免空氣通過雨水斗進(jìn)入整個系統(tǒng)。如果空氣直接進(jìn)入雨水斗，會在管道內(nèi)形成氣團，這樣會大大降低系統(tǒng)排水效率，終和傳統(tǒng)重力式排水系統(tǒng)一樣。因此，虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)所采用的雨水斗必須具有優(yōu)化設(shè)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(tǒng)，并有助于當(dāng)斗前水位升高到一定程度時，形成水封完全阻隔空氣進(jìn)入。

雨水斗的設(shè)計安裝也有一定嚴(yán)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，小粒徑必須為15mm。

(4)、如果雨水斗是安裝在檐溝內(nèi)，且采用焊接件的話，檐溝的寬度至少是350mm，檐溝內(nèi)的雨水斗安裝開口為70mm x 270mm至290mm x 290mm。

(5)、如果雨水管是安裝在混凝土屋頂面層內(nèi)，那么屋頂至少有160mm厚。

(6)、斷面呈連續(xù)梯形的屋面雨水斗開口，為安裝固定件，尺寸必須是280mm x 280mm，如果開口大于300mm x300mm，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(yīng)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(dāng)長度。系統(tǒng)管道管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)主要的部分，必須確保系統(tǒng)可靠，持續(xù)的運行。

虹吸式系統(tǒng)作為一個特殊的排水系統(tǒng)，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，滿足抗溫度變化引起的形變。管道的完全抗?jié)B漏并不意味著系統(tǒng)密封性得到滿足。一般情況下，對于抗?jié)B漏的要求是允許發(fā)生小范圍的滲漏，只要有補救措施即可。但是虹吸系統(tǒng)一旦發(fā)生滲漏，并不易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)突然出現(xiàn)暴雨的降雨強度，則可能立即造成整個系統(tǒng)崩潰。進(jìn)而因為屋面雨水無法及時排放，超過屋面可負(fù)荷的荷載強度，引起屋面坍塌。當(dāng)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(nèi)出現(xiàn)氣團，虹吸式排水的效率馬上大大降低，嚴(yán)重的甚至?xí)茐暮缥饔谩?/p>

虹吸排水管的要求

由于虹吸系統(tǒng)是利用負(fù)壓排水的，因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰?。但是也不是完全的剛性體。因為虹吸系統(tǒng)的負(fù)壓一般不大于-0.08Mpa。過大的負(fù)壓會導(dǎo)致管內(nèi)水流流速過快，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，對于金屬管道或者是金屬質(zhì)地的連接處產(chǎn)生極大的傷害(-0.09Mpa已經(jīng)接近氣蝕的臨界值)。同時負(fù)壓過高也會給系統(tǒng)帶來極大的震動，減少系統(tǒng)的使用壽命。

HDPE管材的優(yōu)良特性HDPE管道是在熱力條件下生產(chǎn)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(chǎn)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較小。從物理和化學(xué)性質(zhì)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(xué)反應(yīng)的影響。HDPE管道比金屬管更耐磨損?？箻O端溫度在 – 40攝氏度 ～100攝氏度。管子重量輕，施工方便，可以事先預(yù)制，安裝工效大大提高。

虹吸雨水斗 虹吸排水

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