虹吸式屋面雨水排放系统介绍

虹吸式屋面雨水排放系统介绍

综述

屋面雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无坡度悬吊管、立管和雨水出户管（排出管）组成。 形成虹吸式屋面雨水排放的前提条件是：必须具备拥有良好气水分离装置雨水斗。在设计降雨强度下，雨水斗不掺入空气，降雨过程中利用雨水斗与出户管之间的高差所形成的压差，经屋面内排水系统，从户外排除管排出。在这一过程中，排水管道中是全充满的满管压力流状态，屋面雨水的排放过程是一个在虹吸作用的结果。因此，把这样的系统称为虹吸式屋面雨水排放系统。

虹吸式雨水排放系统管内压力和水的流动状态是不断变化的过程。

降雨初期，雨量一般较小，悬吊管内是一有自由液面的波浪流。根据雨量大小的不同，部分情况下初期无法形成虹吸作用，是以重力流为主的流态。随着降雨量的增加，管内逐渐呈现脉动流，拔拉流，进而出现满管气泡流和满管汽水混合流，直至出现水的单向流状态。 降雨末期，雨水量减少，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到某一特定值（根据不同的雨水斗产品设计而不同），雨水斗逐渐开始有空气掺入，排水管内的虹吸作用被破坏，排水系统又从虹吸流状态转变为重力流状态。 在整个降雨过程中，随着降雨量的增加或减小，悬吊管内的压力和水流状态会出现反复变化的情况。

与悬吊管相似，立管内的水流状态也会从附壁流逐渐向气泡流，气水浮化流过渡，最终在虹吸作用形成的时候，出现接近单向流的状态。 雨水斗 一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统的能否按设计要求工作的关键所在之一，它的稳流性越好，产生虹吸所需的屋面汇水高度越低，总体性能就越优越。 标准型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PE材料），碟片（ASA），格栅顶盖(PE)组成。另外根据需要可提供通用型的绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片，防火保护帽，微型加热电圈等配件。

压力流(虹吸式)雨水斗材质为HDPE、铸铁或不锈钢。其各部分有不同的结构功能。雨水斗置于屋面层中，上部盖有进水格栅。降雨过程中，雨水通过格栅盖侧面进入雨水斗，当屋面汇水达到一定高度时，雨水斗内的反涡流装置将阻挡空气从外界进入同时消除涡流状态，使雨水平稳地淹没泄流进入排水管。虹吸式雨水斗最大限度减小了天沟的积水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小，同时提高了雨水斗的额定流量。 目前比较领先的产品，完全可以做到部分通用。它的最大优点在于对于不同功能及材料的屋顶系统，产品具有广泛的适用性。换句话说，一种雨水斗通过于相应的配件组合就能适合不同的屋顶，例如：混凝土屋顶，金属屋顶，木屋顶，考虑人行走或绿化的屋顶，屋面不平呈梯形结构的屋顶等。雨水斗是整个虹吸系统的关键部分。对于整个虹吸式屋面雨水排放系统而言，最主要的就是要避免空气通过雨水斗进入整个系统。如果空气直接进入雨水斗，会在管道内形成气团，这样会大大降低系统排水效率，最终和传统重力式排水系统一样。 因此，虹吸式屋面雨水排放系统所采用的雨水斗必须具有优化设计的反涡流功能的盖罩，防止空气通过雨水斗入口处的水流带入整个系统，并有助于当斗前水位升高到一定程度时，形成水封完全阻隔空气进入。

雨水斗的设计安装也有一定严格的要求: （1）雨水斗离墙至少1米。

（2）雨水斗之间距离一般不能大于20米。

（3）平屋顶上如果是沙砾层，雨水斗格栅顶盖周围的沙砾厚度不能大于60mm，最小粒径

必须为15mm。

（4）如果雨水斗是安装再檐沟内，且采用焊接件的话，檐沟的宽度至少是350mm，檐沟内的雨水斗安装开口为70mm x 270mm至290mm x 290mm。

（5）如果雨水管是安装在混凝土屋顶面层内，那么屋顶至少有160mm厚。

（6）断面呈连续梯形的屋面雨水斗开口，为安装固定件，尺寸必须是280mm x 280mm，如果开口大于300mm x300mm，屋顶则需加固。

（7）如果屋顶是混凝土的，雨水斗下连的雨水管管径至少是35mm (用电焊管箍连接件连接)，与此对应的屋顶厚度是180mm至190mm。

（8）带隔离层的屋顶隔离层厚度至少40mm。如果隔离层厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能与管径56mm的连接管相连的恰当长度。 系统管道

管道作为虹吸式屋面雨水排放系统最主要的部分，必须确保系统安全可靠，高效持续的运行。虹吸式系统作为一个特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封性和完备的防火措施，并且做到尽可能降低噪声，吸收震动，抗击冲击外力，最大程度满足抗温度变化引起的形变。 管道的完全抗渗漏并不意味着系统密封性得到满足。一般情况下，对于抗渗漏的要求是允许发生小范围的渗漏，只要有补救措施即可。但是虹吸系统一旦发生渗漏，并不易发现。当突然出现暴雨的降雨强度，则可能立即造成整个系统崩溃。进而因为屋面雨水无法及时排放，超过屋面可负荷的荷载强度，引起屋面坍塌。

当然，微小的不密封并不一定会造成渗漏，但是足以造成漏气，一旦排水管道内出现气团，虹吸式排水的效率马上大大降低，严重的甚至会破坏虹吸作用。 由于虹吸系统是利用负压排水的，因此管道的管壁必须具备相当的承压能力。但是也不是完全的刚性体。因为虹吸系统的负压一般不大于-0.08Mpa。过大的负压会导致管内水流流速过快，发生气蚀现象，对于金属管道或者是金属质地的连接处产生极大的伤害（-0.09Mpa已经接近气蚀的临界值）。同时负压过高也会给系统带来极大的震动，减少系统的使用寿命。 管道和配件都必须具备阻燃的条件，当建筑物一处发生火灾时系统能够防止火灾被迅速传递到建筑物的其他部分。所以，材料本身的阻燃性并不是最重要的，整个管道系统的防火扩散性才是将灾害损失降至最低的关键。 管道连接方式方便灵活。管道可根据需要，采用不同的连接方法，如：对焊、电焊管箍连接、法兰连接、螺纹连接、伸缩管接头等。HDPE还可以和钢管，铸铁管，陶瓷管等其它管材的管道连接。只需通过专门的加热电焊机就可以进行操作。

HDPE管道是在热力条件下生产的，材料本身的张力在制造过程中已消减，所以成品以后可能产生的尺寸微变不会有任何危害，将热胀冷缩引起的危害降至最小。

从物理和化学性质上看，HDPE管道的防腐能力极强，不受各种酸、碱、盐所引起的电化学反应的影响。HDPE管道比金属管更耐磨损。抗极端温度在 – 400c ～1000c。管子重量轻，施工方便，可以事先预制，安装工效大大提高。 辅助的固定系统

安装固定系统的主要功能是辅助安装与固定管道。

虹吸式雨水管道系统的固定装置包括与管道平行的方形钢导轨，管道与方形钢导轨间的连接管卡(根据不同的管径，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定钢导轨的吊架及镀锌角。安装固定系统还包括管卡配件，这些配件可以固定管道的轴向，利用锚固管卡安装在管道的固定点。

汽水混合流的排水过程中，有一个非常重要的要求，是关于在系统各部位内负压的限制，规定负压不得低于-0.8公斤。其原因在于，当负压在-0.92公斤左右时，系统内的气泡会在压力的作用下破裂，使整个管道说系统产生剧烈振动。

因此，为保证系统的正常运行，管道振动的危害是一个不容忽视的问题。如果振动不加以防范，可能会影响减少建筑结构的使用寿命，也可能会导致整个系统的破坏。安装固定系统的主要功能之一是吸收这些振动，从而避免振动对建筑结构产生影响。

由于温度的变化，管道必然会发生热胀冷缩的现象。在系统内部形成拉力或压力，对于管道连接处形成作用。

安装固定系统可以防止在刚性安装的排放系统中，由于热胀冷缩受到阻隔而产生的力会对建筑结构的破坏，吸收热胀冷缩导致的管道位移。同时，还可以避免管道因为悬挂受力而变形。 无论是系统震动带来的外力，还是热胀冷缩引起的内力，甚至是悬挂管道承受的重力，都由连接件传至方形导轨，避免引起系统的变化，减少对于建筑结构的影响。 固定系统除了可以起到固定管道，转移管道受力的作用，还有助于增加屋面到水平管的间距，而不影响管道的水平受力。 总而言之，固定系统虽然是虹吸式雨水排放系统的辅助部分，却起到至关重要的保护的作用.

捷流技术是专业致力与屋面虹吸排水系统的专家，该系统专业领先世界上虹吸技术，是当今世界上最好最专业的虹吸排水领导者，在整个国内乃至全亚洲实力都是最强的虹吸技术。虹吸技术运用在现代建筑是1968年，由 olavi ebeling与persommerhein共同发明，在过去的四十多年里，他们所研究的虹吸排水系统一直领先与世界水平，虹吸排水系统打破了常规的重力排水系统，虹吸排水系统是利用屋顶专用雨水漏斗实现气水分离。开始时由于重力作用，使雨水管道内产生真空，当管中的水呈压力流状态时，形成虹吸现象，不断进行排水，最终雨水管内达到满流状态。在降雨过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以快速排放屋顶上的雨水。虹吸排水系统管道均按满流有压状态设计，雨水悬吊管可做到无坡度敷设，当产生虹吸作用时，水流流速很高，有较好的自清作用。如今，虹吸排水系统已经被广泛的运用，1993年，该虹吸排水系统首次运用到新加坡一建筑工程里，自此，persommerhein为亚洲的屋面雨水排放系统带来新的革命。免费技术咨询0I0-89I99277

在建筑工程中使用该虹吸排水系统的优势在于：1.雨水斗在屋面上布点灵活，更能适应现代建筑的艺术造型，很容易满足不规则屋面的雨水排放。2.单斗大排量，屋面开孔少，减少屋面漏水几率，减轻屋面防水压力。3.落水管的数量少和直径小，满足了现代建筑的美观要求以及大型标志性建筑，各种大跨度屋面及高层建筑群楼的雨水排放。4.系统安全性高，管道走向可以根据需要设置，在不影响建筑功能及使用空间的同时满足现代大型购物广场，超市，厂房，仓库及各种网架结构金属屋面的雨水排放。5.在设计流量下，系统中满管流无空气旋涡，排水高效且噪音小，更能完美配合现代影院，剧场，会展中心，图书馆，学校医院的声学要求。6.管路设计同时满足正负压要求，能保证通过高层，超高层建筑全程管路满水实验检验验收，且能避免负压失控确保系统正常运行。7.由于管路直径小，总长度少和系统安装简便所带来的管道成本和安装费用减少，管道安装无特殊要求，使虹吸雨水排水系统得到众多的业主和施工单位青睐。免费技术咨询0I0-89I99277

如今，在国内虹吸排水系统已经被广泛的运用，由于虹吸排水系统能快速把屋面雨水排放，安装简便，适应现代建筑造型等优点，在国内的工程中有国家体育场（鸟巢），首都机场T3航站，中央电视台新址...还有上海科技馆，广州白云机场航站楼.....等大面积屋面排水已经采用虹吸排水系统，在未来，将有更多的建筑物采用虹吸排水系统。免费技术咨询0I0-89I99277 更简单的说，虹吸雨水排水系统的技术原理是利用建筑物的高度所形成的水头，依靠特殊的雨水斗设计，实现气水分离，从而使与水管最终达到满流状态，当管中的水量是压力流状态

时，虹吸作用就产生了，在整个降水过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以令人惊奇的速度排除雨水，快速使屋面的雨水排走到地面。

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【系统的7大绝对优势】

1.雨水斗在屋面上布点灵活，更能适应现代建筑的艺术造型，很容易满足不规则屋面的雨水排放。

2.单斗大排量，屋面开孔少，减少屋面漏水几率，减轻屋面防水压力。

3.落水管的数量少和直径小，满足了现代建筑的美观要求以及大型标志性建筑，各种大跨度屋面及高层建筑群楼的雨水排放。

4.系统安全性高，管道走向可以根据需要设置，在不影响建筑功能及使用空间的同时满足现代大型购物广场，超市，厂房，仓库及各种网架结构金属屋面的雨水排放。

5.在设计流量下，系统中满管流无空气旋涡，排水高效且噪音小，更能完美配合现代影院，剧场，会展中心，旧点图书馆，学校医院的声学要求。

6.管路设计同时满足正负压要求，能保证通过高层，超高层建筑全程管路满水实验检验验收，且能避免负压失控确保系统正常运行。

7.由于管路直径小，总长度少和系统安装简便所带来的管道成本和安装费用减少，管道安装无特殊要求，使虹吸雨水排水系统得到众多的业主和施工单位青睐。

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【系统的5大绝对保障】

1. 该虹吸排水系统技术软件是经过近40年的时间和上亿平方屋面工程不断完善，是当今最完善的虹吸水力计算软件。取得IS09001质量体制认证，建立起一整套的技术和服务体系，随时为广大的可户，设计师提供优秀的排水解决方案和完善的售后服务。

2.该虹吸排水系统已经获得世界上许多国家的权威机构认证，获得英国建筑委员会BBA证书（95.3179）并获得德国的DIN标准

3. 满足国家规范并能同时满足系统能够的正负压要求的管路系统。

4. 可匹配各种满足虹吸系统的要求的管材，给现代建筑雨水系统提供更理想的空间（参考管材：不锈钢管，钢管，涂塑钢管，球铸铁管，HDPE管）

5. 遵循安装压力管道的规范和经验，并严格根据设计图纸（管道的长度和直径）仔细进行安装即可，无其他特殊要求

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【虹吸屋面排水系统常见问题解答】

1.虹吸系统是否会要求特别的管道系统？如果是那样，会不会更加昂贵？

虹吸系统在使用管材类型方面是没有任何制约的。以下类型全都适用：UPVC 、HDPE 、铸铁管和不锈钢管等等，在同个系统使用不同的管材的组合也十分常见。好的虹吸系统设计使用了直径比常规的RWDP系统更小的管子，也因此达到更加经济的解决方案。

2.虹吸系统可能由任何承包商安装吗？

虹吸系统必须依照专人的要求被安装以不至于影响系统的表现。建议由培训后的安装者来完成。

3.虹吸系统只对高建筑物划算吗？

不是。高建筑物的成本效率显著于节省更多的管子数量，而低建筑物和较小的屋面区域的成本效率则来自间接节省作用相连如外在排水沟等的设备。

4.建筑物使用虹吸系统的最低要求是多少高度？

虹吸系统是没有高度限制的。适当的工程学演算将保证系统可在所设计的高度发挥作用。

5.系统水平管的坡度要求是多少？系统的水平管走向长度是否有个限度？

所有系统内的水平管都不需要坡度。虹吸系统可比任何一个常规系统在零坡度状态下运行得更远。

6.当降雨量强度超出设计时会怎么样？

降雨量强度是依据统计资料的，而设计基准也必须被仔细地选择。就像常规系统般，雨水的排量也将如所设计的。 如有必要，咨询专家的意见将是较好的方法。

7.将建筑物以高雨量强度设计来避免以正常雨量强度的设计超负载的可能性会比较好吗？ 过度设计的雨水系统是不经济的。任何的剩余雨量在设计雨量强度上并不会影响虹吸系统，而是会影响建筑物。建筑物设计师必须考虑到风险和费用之间的平衡。

8.虹吸系统的工程学包括了什么？

精确的虹吸系统是由能提出工程学演算和置图的专家来执行的。在某些国家，一个当地的专业工程师也许需要支援设计。系统应该拥有一个技术性形式的认证，如英国委员会的正式认同。

9.系统需要独立测试代理或地方政府的认可吗？

在多数国家，地方政府将责任赋予建筑设计师。开发中的虹吸排水设备编码应用，直到充分地被实施时，最好能依靠独立的测试体系，如由备受认同的英国的委员会的团体来实行。

10.虹吸系统提供什么样的担保？

虹吸系统可以提出的保证，可以单只为设计原则或甚至延伸到安装方面。所担保的类型变化很大，而根据各形式来说担保的费用也将是固定的。

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