摘要:對虹吸雨水系統(tǒng)的工作原理進行了分析，與傳統(tǒng)重力流排水系統(tǒng)進行比較，同時結(jié)合工程實例闡述了虹吸排水系統(tǒng)原理及施工工藝、安裝要求等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：虹吸雨水系統(tǒng)；雨水斗；施工

隨著我國城市化進程的不斷加快以及屋面雨水排水系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，屋面虹吸雨水系統(tǒng)正在被廣泛的應(yīng)用，特別是在大面積屋面雨水系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了很好的效果。虹吸雨水系統(tǒng)一般由虹吸雨水斗、無坡度懸吊管、雨水立管和雨水出戶管組成。

1 虹吸雨水系統(tǒng)原理

虹吸雨水打破了常規(guī)的重力流雨水系統(tǒng)，在降雨初期，屋面雨水高度未超過雨水斗高度時，整個排水系統(tǒng)工作狀態(tài)與重力排水系統(tǒng)相同，當降雨量加大屋面積水高度超過雨水斗高度時，減少了雨水進入排水系統(tǒng)時所夾帶的空氣量，管道內(nèi)逐漸呈負壓狀態(tài)，使系統(tǒng)中排水管道呈滿流狀態(tài)，將傳統(tǒng)的“重力流”變?yōu)椤皾M管流”，即形成虹吸作用，屋面雨水在管內(nèi)負壓的抽吸作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝У呐欧畔到y(tǒng)即虹吸雨水系統(tǒng)。

2 虹吸雨水系統(tǒng)與重力流雨水系統(tǒng)的優(yōu)勢

與重力流雨水排放系統(tǒng)相比，虹吸雨水系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

2.1 管道管徑比重力流管道管徑小1/2～2/3，節(jié)約管道成本；由于壓力流管道按滿管流設(shè)計，橫管敷設(shè)不需要坡度，且管道管徑較小，從而降低各專業(yè)配合施工難度，使建筑有效空間更大，為綜合管線布置提供了便利；

2.2 雨水斗在屋面上布點靈活，能夠適應(yīng)現(xiàn)代建筑的藝術(shù)造型，能夠滿足建筑實用性、美觀性、科學性的要求；

2.3 由于虹吸作用時管內(nèi)水流流速很高，因此系統(tǒng)具有較好的自清潔作用，不需要定期清理管道，節(jié)約運營成本；

2.4 虹吸雨水斗的排水能力大大高于同樣規(guī)格的重力流雨水斗，因此可減少雨水斗的設(shè)置數(shù)量，從而減少屋面預留空洞工作及屋面漏水幾率，減輕屋面防水的工作壓力；

2.5 虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)屬單相滿管流，在同樣條件下，相同的屋面匯水面積可減少管道的數(shù)量和直徑，從而減少室外雨水檢查井的數(shù)量；

2.6 虹吸雨水系統(tǒng)工作穩(wěn)定性高，系統(tǒng)壽命周期長。

3 虹吸雨水系統(tǒng)工程概況實例

3.1 中山永安國際酒店位于中山市南區(qū)竹園村，建筑面積62850平米，地下二層，地上18層，四層商業(yè)裙樓面積25600平方米。設(shè)計要求：設(shè)計重現(xiàn)期為50年，按照當?shù)乇┯陱姸扔嬎鉸50=0.07125L/s.M2，總匯水面積約15830平方米，為更好的解決大面積屋面雨水排放問題，裙樓部分采用虹吸雨水系統(tǒng)，共10個系統(tǒng)，共有虹吸雨水斗58個。水平懸吊管及主立管選用DN150規(guī)格，虹吸雨水斗與水平管之間的連接管采用DN80、DN100規(guī)格，管材選用HDPE高密度聚乙烯管，這種管材能承受較大的沖擊力，具有很好的韌性、耐磨耐酸堿性耐腐蝕性，且不會因彎曲而破裂、折斷，抗極端溫度范圍大，管材彈性模量小，可吸收管內(nèi)水流噪音，同時管子自身重量輕，便于運輸、安裝，管道電熔連接安全可靠，使用壽命長等優(yōu)點。

在降雨時在天溝水深達到一定深度時，雨水蓋過雨水斗實現(xiàn)氣水分離，在降雨強度達到設(shè)計暴雨強度時，增個管道系統(tǒng)呈現(xiàn)滿流狀態(tài)，在立管處因水流跌落產(chǎn)生抽吸作用，從而進入虹吸高效排水狀態(tài)。

3.2 虹吸雨水排水系統(tǒng)深化設(shè)計

根據(jù)最終確定的品牌，與設(shè)計院進行溝通協(xié)調(diào)，在充分理解設(shè)計意圖的情況下，核對虹吸雨水排水系統(tǒng)匯水面積的太小、雨水斗的分布情況及現(xiàn)場實際情況，與生產(chǎn)廠家一起利用專業(yè)計算軟件對虹吸雨水系統(tǒng)進行深化設(shè)計，合適的雨水斗的位置、數(shù)量及其安裝方式，確定系統(tǒng)管道管徑，以及與其它專業(yè)安裝有無沖突，以盡量減少日后施工中的改動，確認土建圖紙上雨水斗預留洞及管線穿墻（或樓板）處預埋套管等位置是否準確有無遺漏等。報設(shè)計院審核后出圖，然后嚴格按照圖紙施工，保證虹吸雨水排水系統(tǒng)正常使用。

3.3 施工工藝流程

施工準備—管道、管件及附件、工具檢驗-預埋預留—支架制作安裝—天面雨水斗安裝—干管、支管安裝—埋地段管道安裝—灌水通水試驗—交工驗收。

管道施工前必須熟悉設(shè)計圖紙及相關(guān)施工及驗收規(guī)范，編制施工方案及技術(shù)交底，制定材料、設(shè)備機具、勞動力計劃以及與設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主進行圖紙會審等施工準備工作。工程所使用的管材、管件應(yīng)具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證、質(zhì)量檢驗證明，管道外觀應(yīng)光滑平整、無裂紋、脫皮、凹陷，管件完整，無缺損變形等。預埋預留工作：天面天溝施工時，由土建單位在天面雨水斗安裝位置預留孔洞，埋地管段配合土建及地坪施工提前進行管道埋地施工。

3.4 HDPE高密度聚乙烯管道安裝

HDPE高密度聚乙烯管采用電熱熔連接，接口的質(zhì)量對系統(tǒng)運行起著至關(guān)重要的作用，系統(tǒng)的嚴密性是形成虹吸排水的重要前提條件，在降雨時由于連接的嚴密性不好導致系統(tǒng)有大量空氣進入造成虹吸雨水系統(tǒng)始終以傳統(tǒng)重力流工作，排水效率極大的降低，虹吸雨水系統(tǒng)發(fā)揮不了應(yīng)有的效果，所以必須使用專用工具進行焊接，嚴格按照焊機使用規(guī)程、相關(guān)規(guī)范及作業(yè)指導書要求進行施工，確保接頭的質(zhì)量。

管道的安裝按照雨水斗、支管、立管、埋地管的順序進行施工，能夠預制的盡量預制以加快施工進度。管線的安裝關(guān)鍵是定位準確，特別是彎頭、大小頭、三通等處的定位。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配置管道，采用“順水”方式，保證管道不進入空氣。

3.5 固定系統(tǒng)安裝

在管道內(nèi)形成虹吸滿流時，水流較大對管道的沖擊也較大，所以就要求對管道的固定系統(tǒng)有較高的要求，固定系統(tǒng)對虹吸系統(tǒng)及建筑結(jié)構(gòu)起到至關(guān)重要的保護的作用。虹吸雨水系統(tǒng)管道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鋼。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(jié)構(gòu)造成的破壞；可以吸收熱脹冷縮導致的管道位移，由連接件傳至方形導軌，避免引起系統(tǒng)的變化，同時，還可以避免管道因為懸掛受力而變形。嚴格安裝設(shè)計圖紙要求布置導向支架和固定支架。

3.6 雨水斗安裝

雨水斗是整個虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它的穩(wěn)流性對系統(tǒng)整體性能起著至關(guān)重要的作用。與普通雨水斗的主要區(qū)別在于有結(jié)構(gòu)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。在天溝施工時做好雨水斗處的預留洞工作和防水工作，將預留空洞清理干凈，按照雨水斗的安裝技術(shù)要求進行安裝，調(diào)整水平以至保證天溝內(nèi)的雨水能夠通過雨水斗排凈，同時做好相應(yīng)的防水措施，安裝完畢后采取措施用臨時保護蓋板封好，防止垃圾、雜物堵塞雨水斗。

3.7 虹吸雨水系統(tǒng)灌水試驗

虹吸雨水系統(tǒng)所有實體工程安裝完畢后，必須按照規(guī)范和設(shè)計要求進行灌水、通水試驗，對于埋地管段必須做灌水試驗，灌水高度不低于底層地面高度，灌滿水后15min后液面不下降，管道接口無滲漏即合格。室內(nèi)雨水管道灌水高度必須到每根立管上部雨水斗，持續(xù)1h，不滲不漏為合格。灌水試驗合格后進行整個虹吸雨水系統(tǒng)的調(diào)試工作，在每個區(qū)域進行放水與設(shè)計最大雨量進行試驗，檢驗系統(tǒng)的排水性能是否達到設(shè)計要求。

4 結(jié)語

虹吸雨水系統(tǒng)目前正廣泛的應(yīng)用到商場、機場、展館、體育館等建筑屋面雨水系統(tǒng)中，滿足了人們對建筑的實用性、美觀性的要求。與傳統(tǒng)的重力流雨水系統(tǒng)相比，在經(jīng)濟、技術(shù)上都取得了明顯的優(yōu)勢，日趨走向成熟，虹吸式雨水系統(tǒng)適應(yīng)了我國大發(fā)展的要求，具有廣闊的空間。

參考文獻

[1]GB50015-2003《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》

[2]GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》

[3]CECS183:2005《虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》