今天和大家一起聊聊建筑物中的雨水排水系統(tǒng)——虹吸雨水排水系統(tǒng)。

一起來學(xué)習(xí)/復(fù)習(xí)一下虹吸雨水排水系統(tǒng)的原理是什么？組成是什么？相較于傳統(tǒng)重力排水的優(yōu)勢又有哪些？

1.原理
在降雨初期，利用重力原理進(jìn)行排水。當(dāng)降雨量加大，屋面上的水位達(dá)到一定高度時(shí)，雨水斗會(huì)自動(dòng)隔空氣，從而產(chǎn)生虹吸，系統(tǒng)也轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝У呐欧畔到y(tǒng)，抽吸雨水向下排放。

虹吸管-虹吸現(xiàn)象
即利用屋面與地面高差產(chǎn)生的能量，在屋面積水達(dá)到一定高度時(shí)，使得管道內(nèi)不進(jìn)入空氣，以滿管流狀態(tài)（即虹吸狀態(tài)）排水時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，管道內(nèi)形成抽吸作用將雨水迅速排掉。
基于形成原理，利用“伯努利”方程，經(jīng)過周密計(jì)算，有效控制和平衡管道內(nèi)雨水的流速、壓力，使得雨水管道在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到滿管流狀態(tài)（即虹吸狀態(tài)），快速將雨水排出室外。
2.組成
虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)由防漩渦雨水斗、雨水懸吊管、雨水立管、埋地管、雨水出戶管、45度彎頭、偏心異徑短束節(jié)、Y型順?biāo)ㄒ约耙恍┹o料組成。
管道設(shè)計(jì)必須滿足當(dāng)?shù)貒乙?guī)范并能抵抗正、負(fù)壓力的管道系統(tǒng)均可用于虹吸系統(tǒng)排水管道。比如ABS、PVC、HDPE、PP、 銅管、鋼管和鑄鐵管都大量成功地用于UV系統(tǒng)。

圖片來源于百度百科

3.演示
降雨初期，雨量一般較小，懸吊管內(nèi)是一有自由液面的波浪流；▼隨著降雨量的增加，管內(nèi)逐漸呈現(xiàn)脈動(dòng)流，拔拉流；▼降雨量再增大，系統(tǒng)出現(xiàn)間歇式虹吸現(xiàn)象，出現(xiàn)滿管氣泡流和滿管汽水混合流，并逐步趨于穩(wěn)定；▼降雨量進(jìn)一步增大，系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，出現(xiàn)水的單向流狀態(tài),穩(wěn)定且全面的系統(tǒng)虹吸形成；

具體形成示意圖4.優(yōu)勢
傳統(tǒng)重力式雨水排放系統(tǒng)是利用雨水本身重力作用，由屋面雨水斗需經(jīng)過排水系統(tǒng)自流排放。水流夾帶空氣進(jìn)入整個(gè)雨水排放系統(tǒng)，空氣約占管道30-70%空間，且排水懸吊管必須具備一定坡度。
虹吸式雨水排放系統(tǒng)通過特制雨水斗能有效阻隔空氣進(jìn)入，通過全系統(tǒng)壓力平衡計(jì)算，大大減少了雨水進(jìn)入排水系統(tǒng)時(shí)夾帶的空氣量，最終達(dá)到氣與水分離的效果，在管內(nèi)形成滿管流。利用建筑物高度與地面落差勢能形成虹吸作用，屋面雨水快速排干。

兩種排水系統(tǒng)優(yōu)劣對(duì)比
在相同排水量的情況下，虹吸排水系統(tǒng)所需的斗前水深要小于重力流系統(tǒng)。
比如，計(jì)算表明排水量為40L/s 時(shí)，用直徑300mm 的重力流雨水管，其斗前水深100mm，而直徑100mm 的虹吸雨水管，其斗前水深僅需85mm，這對(duì)屋面的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都非常有利。
虹吸系統(tǒng)所用管徑不僅比重力流小，而且可比重力流“少”。即一個(gè)橫管，一個(gè)立管，可以上接十余個(gè)雨水斗，而重力流系統(tǒng)則要多根立管。
虹吸系統(tǒng)的立管因數(shù)量少，可利用樓梯間、立柱旁等處敷設(shè)，不占用更多的使用空間，橫管也可以敷設(shè)在非敏感的公共走廊等處。

延伸閱讀

如今，在國內(nèi)虹吸式排水系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用。

由于虹吸式排水系統(tǒng)能快速把屋面雨水排放，安裝簡便，適應(yīng)現(xiàn)代建筑造型等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)的工程中有國家體育場（鳥巢），首都機(jī)場T3航站，中央電視臺(tái)新址......還有上?？萍拣^、廣州白云機(jī)場航站樓等大面積屋面排水已經(jīng)采用虹吸排水系統(tǒng)，在未來，將有更多的建筑物采用虹吸排水系統(tǒng)。

所以，虹吸排水適合：

1、大型廠房：屋面檐高在4米以上，并存在內(nèi)天溝，天溝長度在30米以上，廠房內(nèi)部不允許有落水管。

2、大型公共建筑：如圖書館，體育場館，機(jī)場候機(jī)樓，火車站站房和站臺(tái)無柱雨棚，大型商場，裙樓，以及排水管可能影響建筑美觀的場合。

虹吸排水不適宜匯水點(diǎn)的總水頭低于3米而且天溝較長的建筑。

因?yàn)樗焦軆?nèi)無法形成足夠的動(dòng)力，起不到明顯的虹吸作用。住宅建筑的頂層沒有布置尾管的足夠空間，而且水平管內(nèi)的流水噪聲影響用戶休息，加之住宅屋面面積不大，采用虹吸屋面排水需要慎重考慮。

對(duì)于虹吸排水你還有什么補(bǔ)充？

歡迎大家在留言區(qū)各抒己見

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