虹吸排水系統(tǒng)中的水力計(jì)算

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)也稱壓力流排水系統(tǒng)，是當(dāng)今國(guó)際上較為先進(jìn)的屋面雨水排放系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用于大型廠房、展覽館、候機(jī)樓、體育館等跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的屋面，是解決屋面排水的有效途徑。 但虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)中防旋雨水斗的水力特性復(fù)雜和系統(tǒng)流速大、超泄能力有限，稍有不慎可能造成系統(tǒng)運(yùn)行的失效，引起排水故障，或者產(chǎn)生很大的噪聲，雨量超過(guò)管道設(shè)計(jì)值時(shí)還會(huì)出現(xiàn)溢流。 水力計(jì)算 虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算應(yīng)包括對(duì)系統(tǒng)中每一管路的水力學(xué)工況作準(zhǔn)確的計(jì)算。計(jì)算結(jié)果應(yīng)包括每一計(jì)算管段的管徑、計(jì)算長(zhǎng)度、流量、流速、壓力。 虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算應(yīng)符合以下規(guī)定： （1）虹吸式屋面雨水排水管系雨水斗至過(guò)渡段總水頭損失與過(guò)渡段流速水頭之和不得大于雨水斗至過(guò)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(guò)渡段的高差在立管管徑小于等于DN75時(shí)宜大于3m，在立管管徑大于等于DN90時(shí)宜大于5m。 （4）懸吊管設(shè)計(jì)流速不宜小于0.75m/s，立管設(shè)計(jì)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(guò)渡段下游的流速不宜大于 2.5m/s，當(dāng)流速大于2.5m/s時(shí)應(yīng) 采取消能措施。 各雨水斗至過(guò)渡段的水頭損失允許誤差應(yīng)小于5kPa。水頭 損失允許誤差按下列公式計(jì) 算： 式中ΔP——水頭損失允許誤差，kPa； hver——雨水斗至出戶管過(guò)渡段的幾何高差，m； ρ——水的密度，4℃時(shí)，ρ=1000kg/m3； g——重力加速度，9.81m/s2; Σ（L·R＋Z）雨水斗至計(jì)算點(diǎn)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。 系統(tǒng)內(nèi)的大負(fù)壓計(jì)算值應(yīng)根據(jù)安裝地的海拔高度、管 道材質(zhì)、管材和管件的大、小工作壓力等確定，但不應(yīng)低于90kPa。懸吊管內(nèi)的壓力按下 列公式計(jì)算： 式中Px——懸吊管內(nèi)壓力，kPa； Δhx——雨水斗頂面至懸吊管管中的幾何高差，m； Vx——計(jì)算點(diǎn)的流速，m/s； ρ——水的密度，4℃時(shí)，ρ=1000kg/m3； g——重力加速度，9.81m/s2。 Σ（L·R＋Z）雨水斗至計(jì)算點(diǎn)的總水頭損失，kPa。 管道的沿程阻力系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算 式中R——水力坡降；虹吸排水系統(tǒng)都驗(yàn)收哪些內(nèi)容在排水系統(tǒng)中，虹吸排水系統(tǒng)不可少，每當(dāng)下雨或下雪，屋頂可能會(huì)有積水或積雪，其作用就是將建筑頂部的雨水或雪水及時(shí)處理，避免對(duì)建筑物造成危害。 λ——摩阻系數(shù)； Dj——管道的計(jì)算直徑，m； V——流速，m/s； g——重力加速度，9.81m/s2。 3.4過(guò)渡段下游管道應(yīng)按重力流雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 另外還需要的資料為當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式和該建筑物的屋 面匯水面積。

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虹吸排水系統(tǒng)的構(gòu)造與安裝工藝

虹吸排水系統(tǒng)一般由虹吸式雨水斗、無(wú)坡度懸吊管、立管和雨水出戶管（排出管）等構(gòu)成。

1、虹吸式雨水斗：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。

2、連接管：虹吸式雨水斗至懸吊管間的連接短管。

3、懸吊管：懸吊在屋架、樓板和梁下或架空在柱上的雨水橫管。

4、溢流口：當(dāng)降雨量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)排水能力時(shí)用來(lái)溢水的孔口或裝置。

5、固定件：用于固定水平管和立管的裝置。

6、過(guò)渡段：過(guò)渡段設(shè)置在系統(tǒng)的排出管上是水流流態(tài)由虹吸滿管壓力流向重力過(guò)渡的管段為虹吸排水系統(tǒng)水力計(jì)算的終點(diǎn)。

虹吸排水系統(tǒng)的安裝工藝

雨水斗安裝。

各種類型雨水斗的施工安裝應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D集中的要求和順序進(jìn)行。

在屋面結(jié)構(gòu)施工時(shí)必須配合土建預(yù)留孔洞，將雨水斗座連同保護(hù)螺絲預(yù)埋在設(shè)計(jì)位置中，進(jìn)水口應(yīng)水平安裝，高度應(yīng)保證天溝內(nèi)的雨水能通過(guò)雨水斗排凈，雨水斗其邊緣與屋面相連處應(yīng)嚴(yán)密不漏。

雨水斗安裝時(shí)，應(yīng)在屋面防水施工完成、確認(rèn)雨水管道暢通、清除進(jìn)入短管內(nèi)的密封膏和其他雜物后，再按照整流器、導(dǎo)流罩等部件。

雨水斗安裝時(shí)用的防水密封膏應(yīng)采用符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，并與屋面防水層材質(zhì)相容。雨水斗安裝后，其邊緣與屋面相連處應(yīng)密封，確保不滲不漏。

管道安裝。

管道安裝包括懸吊管安裝、HDPE 管的連接、HDPE 立管安裝、埋地管安裝等。鋼管的安裝采用螺紋連接、法蘭連接或溝槽式連接；鑄鐵管安裝采用膠圈法蘭連接或卡箍式連接；不銹鋼管的安裝采用焊接連接、法蘭連接或溝槽式連接；虹吸式雨水斗siphonicroofoutlet用于虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的雨水斗具有氣水分離、防渦流等功能。HDPE 管的安裝采用熱熔對(duì)焊連接或電熔連接。管道支吊架固定在承重結(jié)構(gòu)上，位置正確，埋設(shè)牢固。

虹吸排水系統(tǒng)中常見(jiàn)的問(wèn)題有哪些？

1、安裝前對(duì)水深的的控制非常重要。一般情況下，斗前水深的判斷與否直接關(guān)系到虹吸排水系統(tǒng)的正常使用。如果是水深太小的情況下，虹吸排水在管道中根本無(wú)法形成管流，也就是說(shuō)無(wú)法在正常狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行。如果是水深過(guò)大，會(huì)造成負(fù)荷量過(guò)高，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，給管道完成壓力，出現(xiàn)安全隱患問(wèn)題，需要相應(yīng)提高工程的承載力，造成建設(shè)成本的提高。所以在設(shè)計(jì)制造安裝的過(guò)程中，一定要嚴(yán)格控制斗前水深的大小。對(duì)于虹吸式屋面雨水收集系統(tǒng)中的管道來(lái)說(shuō)，選用的管件材料應(yīng)該有不銹鋼管、鐵管、鋼管或者是高密度聚乙烯管等。

2、地區(qū)的選擇需要特別注意。主要暴雨重現(xiàn)期的選擇，需要根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地的實(shí)際情況來(lái)選擇重現(xiàn)期的大小，同時(shí)需要配合當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件，避免在工程建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)較多的暴雨天氣，會(huì)嚴(yán)重影響工程建設(shè)的安全性。同時(shí)，如果暴雨重現(xiàn)期太小，會(huì)造成排水能力預(yù)估偏低，在實(shí)際使用中無(wú)法滿足。隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,大空間、大容量、大面積的公共建筑，工業(yè)廠房、庫(kù)房需求量越來(lái)越大。

3、通過(guò)對(duì)水流速度以及水力的計(jì)算來(lái)選擇合適的管徑。通常情況下，不同路段的管徑也會(huì)有所差別，要根據(jù)水力學(xué)方程進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算。