虹吸式排水系统

利用虹吸原理方式来排水或给水的装置系统

虹吸式排水系统是利用虹吸的原理来实现排水功能的系统，其主要组成部分有：蓄水池、虹吸泵、动力系统（电机）、管道，虹吸水泵设有取水管，其水管深度略高于蓄水池底，且取水管进口都设有止回阀。也可利用高低落差虹吸效应来实现节能效果。

排水原理

利用建筑物屋面的高度使雨水具有势能，从而使满管流动时产生虹吸作用，在雨水连续流经雨水悬吊管转入雨水立管处管道产生最大负压。屋面雨水在管内负压的抽吸作用下能以较高的流速被排至室外。

系统组成

虹吸式屋面雨水排水系统由防漩涡雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、埋地管、雨水出户管组成。

形成过程

虹吸式雨水排放系统形成虹吸,分波浪流、脉冲流(脉动流)、活塞流(拉拔流)、泡沫流(乳化流)、满管流等5 个阶段在降雨初期,雨水排水系统悬吊管内的雨水为非满管流，以波浪流和脉冲流为主，系统处于重力流状态。随着雨量的增大则斗前水深逐步增大，水流逐步过渡到活塞流和泡沫流并间歇性地产生虹吸满管流流态，悬吊管内出现较明显的负压。虹吸的形成使系统排水能力突然增大，斗前水深又会回落，系统重新回到重力流方式。这种变换会来回持续一段时间，直到降雨量进一步增大，斗前水深趋向稳定，系统掺气量减少，最终形成稳定的虹吸满管流。

优势对比

根据规范规定,重力流屋面雨水排水管系的悬吊管应按非满流设计,其充满度不宜大于0.8 ,管内流速不宜小于0.75 m/ s ,且坡度不宜小于0.5 % ,需要较大的悬吊管管径和坡降。同时为了使在同一根雨水管上的各个雨水斗的雨水能够正常排放,因而限定一根雨水悬吊管的雨水斗的数量不得超过4 个,这也导致了雨水悬吊管和雨水立管数量的增加,同时增加了屋面荷载,也增加了工程的造价。

虹吸式屋面雨水排水系统,提高了排水能力,能迅速排除屋面雨水,减轻屋面荷载，减少屋面积水对建筑物屋顶结构的危害;悬吊管接入雨水斗的数量不受限制,节省了雨水立管;悬吊管不需做坡度,安装方便美观,在机电安装空间内始终只保持一个安装高度，便于机电综合协调;不需要设置检查口或清扫口(因为虹吸式雨水斗的设计可隔截垃圾及大颗粒状物质进入系统以及系统具有自洁功能) ;系统按虹吸式压力流计算可以减小选用管道的管径,工程实践证明可大量减少工程造价。

工程案例

长沙某实业有限公司办公楼工程是集会议、接待、办公于一体的综合性工程。工程占地面积为14422m2。主楼20层，局部7层，裙楼4层，局部5层。屋面面积：主楼1754m2 ，裙楼12154 m2。

裙楼部分雨水系统设计相关技术数据：设计重现期P = 5 a；长沙5分钟暴雨强度q5 = 0. 0626 L / ( s/m2 ) ;裙楼总汇水面积Fw = 12154m2 ；平屋面(坡度＜ 2. 5% ) , K1 取1。根据Qy = K1·Fw ·q5 /100 =12154 ×6. 26 = 760. 84 L / s,以1个雨水斗200m2计需61个雨水斗。

若采用普通重力流雨水排放系统，按每根De10立管分担汇水面积250m2计算,需排水立管49根。若按De10及De160管计算则需41根De10立管带61个雨水斗或19根De160立管带61个雨水斗。

根据上述阐述，虹吸雨水排放系统具有流量大、流速快、强度高、耐久性好、不易渗漏、便于平面布置、施工方便、节省材料、工期短、造价较低等诸多优点，所以该工程(裙楼部分)采用虹吸雨水排放系统。进一步深化设计后确定: De90 系统1 个, De10 系统5个,De125系统2个,De160系统5个,共计13个系统带62个雨水斗。

该工程竣工两年，使用情况良好，自从启用以来排水通畅,效果较好,并经历了湖南省雨季(4月～6月)的自然条件考验,达到了预期效果，取得了一定的经济效益和社会效益。

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