? ? 隨著屋面雨水排水系統(tǒng)的迅速發(fā)展，屋面虹吸排水系統(tǒng)正在獲得越來越廣泛的應用，特別是在大型、高檔的建筑中，其作為密閉的內(nèi)排水系統(tǒng)與傳統(tǒng)的重力流排水系統(tǒng)相比，在技術上、經(jīng)濟上都有明顯的優(yōu)勢。
????一、虹吸排水簡介
????虹吸排水打破了常規(guī)的重力排水系統(tǒng)，利用屋頂專用雨水漏斗實現(xiàn)氣、水分離，開始由于重力作用，使雨水管道內(nèi)產(chǎn)生真空，不斷進行排水，將傳統(tǒng)的“重力流”變?yōu)椤皾M管流”，而滿管流會產(chǎn)生抽吸作用，提高排水速度；虹吸排水系統(tǒng)就是使排水系統(tǒng)在一定的水量下達到“滿管流”狀態(tài)的系統(tǒng)。管道充滿水是虹吸排水的必要而充分的條件，即要達到虹吸狀態(tài)，管道必須充滿水，而達到了虹吸條件，管道必然是“滿管流”。而當雨水量較小時，管路中無法實現(xiàn)滿管流，虹吸排水系統(tǒng)只能作為重力流排水系統(tǒng)使用。
????在降雨過程中，虹吸排水系統(tǒng)中由于連續(xù)不斷的虹吸作用，使整個系統(tǒng)得以快速排放屋頂上的雨水。虹吸排水系統(tǒng)管道均按滿管有壓狀態(tài)設計，雨水懸吊管可做到無坡度敷設；當產(chǎn)生虹吸作用時，水流速度很高，有較好的自清作用。
????二、虹吸排水與重力流排水系統(tǒng)的比較?
????與傳統(tǒng)的重力流排水相比，虹吸排水系統(tǒng)具有以下特點：
? ? 1、比重力系統(tǒng)管徑小1/2至2/3，節(jié)省管道材料；
? ? 2、橫管敷設不需要坡度，從而降低各專業(yè)配合難度，使建筑有效空間更大；
? ? 3、雨水斗在屋面上布點靈活，更能適應現(xiàn)代建筑的藝術造型，容易滿足不規(guī)則屋面的雨水排放；
? ? 4、管道走向靈活，可根據(jù)各種設計要求設置，有利于現(xiàn)代建筑的美觀要求；
5、落水管的數(shù)量少和直徑小，滿足了現(xiàn)代建筑的美觀要求以及大型標志性建筑、各種大跨度屋面及高層建筑群樓的雨水排放；
6、單斗排水量大，屋面開孔少，減少屋面漏水幾率，減輕屋面防水壓力；
????7、管道具有較強的自潔能力，不需要定期清理管道，節(jié)省管理成本；
????8、管道直徑小、總長度少、地下埋管少和系統(tǒng)安裝簡便，管道成本和安裝費用較低，管道安裝無特殊要求。
????9、設計施工比較復雜，雨水斗及尾管施工時容易造成堵塞，同時在管材選用上也相對要求高一些。
????三、虹吸排水的施工要點? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
????1、雨水斗安裝
????雨水斗的設計是整個虹吸系統(tǒng)能否按設計要求工作的關鍵之一，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。
????虹吸系統(tǒng)的雨水斗與普通雨水斗的主要區(qū)別在于有結構獨特的空氣擋板，空氣擋板不僅能有效地阻止空氣進入尾管，而且對由空氣擋板下面流入尾管的雨水具有整流作用；其次，即使天溝內(nèi)落葉等垃圾沒有及時清掃，空氣擋板的結構也能使排水功能不受大的影響。雨水斗上部蓋有進水格柵。降雨過程中，雨水通過格柵蓋側面進入雨水斗，當屋面匯水達到一定高度時，雨水斗內(nèi)的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進入，同時消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒泄流進入排水管。虹吸式雨水斗最大限度地減小了天溝的積水深度，使屋面承受的雨水荷載降至最小，同時提高了雨水斗的額定流量。
????●雨水斗的安裝應符合以下要求:
? ? ①、雨水斗的進水口應水平安裝，安裝高度應保證天溝內(nèi)的雨水能夠通過雨水斗排凈；
? ? ②、安裝在鋼板或不銹鋼板天溝（檐溝）內(nèi)的雨水斗，連接部位應采用能確保防水要求的連接方式；
? ? ③、雨水斗安裝時，應在屋面防水施工完成、確認雨水管道暢通，清除流入短管內(nèi)的密封膏后，再安裝整流器、導流罩等部件。
????2、水平管與立管的安裝。
????管線的安裝關鍵是定位準確，特別是彎頭、大小頭、三通等處的定位。要注意系統(tǒng)圖中標注的所有管道長度的度量均以管道中心為準，所有彎頭、三通、變徑接頭均以與聯(lián)接管中心交點為準。要特別注意水平管的標高不能任意變動，以免破壞虹吸條件。安裝時要特別注意管道的配置，因為液體在管道中沿著管壁流動，當條件具備產(chǎn)生虹吸時也有一個過程：由重力流發(fā)展為脈沖流，再發(fā)展為氣液混合流，最后為滿管流。因此，施工過程中要注意正確的配置管道，采用“順水”方式，保證管道不進入空氣。
????3、尾管的安裝?
????尾管的安裝時間應放在“最后”，即必須在屋面全部土建施工完成清潔后，與雨水斗的空氣擋板同步施工，以完成整個虹吸系統(tǒng)的施工。因為尾管過早的連接，會使虹吸系統(tǒng)的管線過早投入運行，而屋面的水泥沙漿等會隨雨水流入，并在水平管與立管管壁凝固結塊，而使虹吸系統(tǒng)失去其功能，因此虹吸系統(tǒng)不可作為施工期間的雨水排水使用。
????4、輔助的固定系統(tǒng)安裝
????安裝固定系統(tǒng)的主要功能是輔助安裝與固定管道。
????由于虹吸系統(tǒng)是利用負壓排水的，而當系統(tǒng)內(nèi)負壓過高時，系統(tǒng)內(nèi)的氣泡會在壓力的作用下破裂，使整個管道系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈振動，這種振動將會對整個系統(tǒng)或建筑物產(chǎn)生危害。為保證系統(tǒng)的正常運行，管道振動的危害是一個不容忽視的問題，如果對振動不加以防范，可能會影響建筑結構的使用壽命，也可能會導致整個系統(tǒng)的損壞。安裝固定系統(tǒng)的主要功能之一是吸收這些振動，從而避免振動對建筑結構產(chǎn)生影響。
????虹吸式雨水管道系統(tǒng)的固定裝置包括與管道平行的方形鋼導軌，管道與方形鋼導軌間的連接管卡(根據(jù)不同的管徑，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定鋼導軌的吊架及鍍鋅角。安裝固定系統(tǒng)還包括管卡配件，這些配件可以固定管道的軸向，利用錨固管卡安裝在管道的固定點。
????安裝固定系統(tǒng)可以防止在剛性安裝的排水系統(tǒng)中，由于熱脹冷縮受到阻隔而產(chǎn)生的力對建筑結構造成的破壞；可以吸收熱脹冷縮導致的管道位移。同時，還可以避免管道因為懸掛受力而變形。
? ? 無論是系統(tǒng)震動帶來的外力，還是熱脹冷縮引起的內(nèi)力，甚至是懸掛管道承受的重力，都由連接件傳至方形導軌，避免引起系統(tǒng)的變化，減少對于建筑結構的影響。
? ? 固定系統(tǒng)除了可以起到固定管道，轉移管道受力的作用，還有助于增加屋面到水平管的間距，而不影響管道的水平受力。在固定系統(tǒng)安裝過程中，要嚴格按照間距要求布置導向支架和固定支架的位置。
? ? 總而言之，固定系統(tǒng)雖然是虹吸式雨水排放系統(tǒng)的輔助部分，卻對虹吸系統(tǒng)及建筑結構起到至關重要的保護的作用。
????1、與排出管連接的雨水檢查井應能承受水流的沖力，應采用四、虹吸排水系統(tǒng)安裝施工中的注意事項
????鋼筋混凝土結構或消能井。
????2、由于虹吸系統(tǒng)中的活塞現(xiàn)象，會壓縮下游空氣，而空氣壓力又會反過來影響虹吸系統(tǒng)正常工作，同時系統(tǒng)中也有少量的空氣釋出，因此，虹吸系統(tǒng)檢查井內(nèi)宜有排氣措施。
????3、雨水斗的選擇安裝是整個虹吸系統(tǒng)的能否正常工作的關鍵所在之一，虹吸系統(tǒng)雨水斗是特殊專用雨水斗，所以嚴格按照設計要求選用雨水斗是虹吸系統(tǒng)成功的關鍵。
????4、對于匯水面積大于5000㎡的大型屋面，宜設置不少于2組獨立的虹吸排水系統(tǒng)。
????5、天溝的起點深度應根據(jù)屋面的匯水面積、坡度和虹吸式雨水斗的斗前水深確定，天溝坡度不宜小于0.003。
????6、高密度聚乙烯（HDPE）懸吊管的錨固管卡宜安裝在管道的端部和末端，以及Y形支管的每個方向上，2個錨固管卡之間的間距不應大于5m。當雨水斗與立管之間的懸吊管長度超過1m時，應安裝帶有錨固管卡的固定件，當高密度聚乙烯（HDPE）懸吊管的管徑大于200mm時，在每個固定點上應使用2個錨固管卡。
????7、高密度聚乙烯（HDPE）管立管的錨固管卡的間距不應大于5m，導向管卡間距不應大于15倍管徑。
????8、當虹吸式雨水斗的下端與懸吊管的距離不小于750mm時，在方形鋼導管上或懸吊管上應增加2個側向管卡。
????9、在雨水立管的底部彎管處應設支墩或采取牢固的固定措施。
????10、虹吸排水系統(tǒng)安裝完成后，應進行密封性驗收。應堵住所有雨水斗，向屋頂或天溝灌水，水位應淹沒雨水斗，持續(xù)1h,雨水斗周圍屋面應無滲漏現(xiàn)象；安裝在室內(nèi)的雨水管道，應根據(jù)管材和建筑高度選擇整段方式或分段方式進行灌水試驗，灌水高度必須達到每根立管上部雨水斗口。
????五、應用案例
????濰坊市奧體中體育場鋼結構屋面為鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面，總匯水面積約19869平米，屋面排水采用虹吸排水系統(tǒng)。
????本工程屋面虹吸排水系統(tǒng)共設計28組落水管，共計60個雨水斗，水平懸吊管采用了De110和De125兩種規(guī)格，立管采用了De110、De125和De160三種規(guī)格，集水斗與水平管之間的連接管采用了De90、De110和 De125三種規(guī)格。管材選用高密度聚乙烯（HDPE）管，這種管材能承受較大的沖擊力，且不會因彎曲而破裂、折斷，還具有耐腐蝕性，其抗極端溫度范圍也大，在-30℃~100℃，同時管子自身重量輕，施工方便，可使安裝工效大大提高。本工程選用虹吸排水系統(tǒng)與傳統(tǒng)重力流排水系統(tǒng)相比，無論是管材、管徑方面，還是管道安裝施工方面，都大大降低了投資成本。
????本工程虹吸式屋面排水系統(tǒng)是設計施工一體，由一家單位完成，所以在虹吸排水系統(tǒng)設計階段我方監(jiān)理就介入圖紙審查中。通過對初步圖紙的審查，我方提出圖紙不全的意見，要求設計單位將雨水斗安裝方式、排水管道固定方式、消能井具體做法等在圖紙上設計體現(xiàn)出來，以使在安裝施工過程中有所依據(jù)。在具體安裝施工過程中，針對HDPE管道焊接安裝偏心、導向支架間距過大等問題，督促施工單位嚴格按要求進行整改。本工程在施工完成后我監(jiān)理要求施工方對虹吸排水系統(tǒng)進行灌水試驗，全部試驗合格。最后經(jīng)過多次大雨天氣的檢驗，該虹吸系統(tǒng)排水通暢、屋面無積水，屋面天溝沒有出現(xiàn)溢水現(xiàn)象，達到了預期設計效果。
????六、結語
????在現(xiàn)代建筑中，隨著科學技術的發(fā)展、新型材料的應用，人們對建筑的實用性、美觀性的要求越來越高，虹吸屋面雨水排水系統(tǒng)具有廣泛的發(fā)展前景和空間。特別是對于大型公共建筑，如商場、機場、展館、體育館等建筑屋面雨水排水越來越多的采用虹吸排水技術，虹吸排水系統(tǒng)的快速發(fā)展必將引起屋面雨水排放系統(tǒng)的進一步改革。
? ? ?????????????????????????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文/王剛 李振譚 孫連東