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浅析建筑给排水施工中的虹吸式雨水排水技术

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：陈思齐

[导读] 摘要：建筑给排水工程的设计、施工，会对整个建筑物的使用性能，以及人们日常的工作和生活产生直接的影响，若建筑物给排水工程设计施工不合理，则会对建筑物的质量、使用周期以及人们的使用产生直接的不良影响，而虹吸式雨水排水系统便是在这种需求下逐渐出现并兴起的一种给排水技术，该系统具有明显的优势，可用于各种等级和功能的建筑给排水施工中，具有较高的推广价值。

        广州市番禺石碁自来水有限公司 511400
        摘要：建筑给排水工程的设计、施工，会对整个建筑物的使用性能，以及人们日常的工作和生活产生直接的影响，若建筑物给排水工程设计施工不合理，则会对建筑物的质量、使用周期以及人们的使用产生直接的不良影响，而虹吸式雨水排水系统便是在这种需求下逐渐出现并兴起的一种给排水技术，该系统具有明显的优势，可用于各种等级和功能的建筑给排水施工中，具有较高的推广价值。本文就从虹吸式雨水排水技术的基本原理和优势出发，对其常见问题以及设计方式进行了分析。
        关键词：建筑物；给排水施工；虹吸式；雨水排水
        大型屋面排水设计中传统重力流雨水排水系统已不满足排水需求，因为虹吸雨水排水系统排水效率高、管线布置经济、施工便捷，往往更先考虑采用虹吸雨水系统。虹吸式雨水排水系统是一种近年来逐渐兴起和发展起来的雨水系统，主要包括雨水出户管、雨水立管、雨水悬吊管以及防漩涡雨水斗等几个方面，这一系统的排水管均根据满流有压状态设计。在建筑物给排水施工中应用虹吸式雨水排水系统，能够最大限度满足实际雨水排水的需要，获得最佳的排水能力。
        1虹吸式雨水排水的作用原理
        虹吸雨水排水系统的主要组成部分包括虹吸雨水斗、尾管、连接管、悬吊管、横管支吊架、雨水立管、排水出户管以及检查口。
        虹吸雨水排水系统采用专用的雨水斗组件，根据各汇水区雨水斗的汇流水量计算各管段管内雨水的压力和流速，设计悬吊管及立管管径。在降雨初期，雨水斗斗前水深未达到设计高度时，排水系统的工作状态近似于重力流雨水系统。当降雨量加大，斗前积水高度超过设计高度时，雨水斗导流罩将汇流雨水进行气液分离，雨水进入排水系统时所夹带的空气量减少，系统中各管段呈现满流状态，管内压力和流速达到设计值时，在负压的作用下对屋面的雨水进行抽吸，即形成虹吸排水现象。
        2建筑雨水排水设计中的常见问题及解决措施
        （1）在降雨过程中，随着雨量增大，虹吸雨水排水系统逐渐形成满流排水，满流情况下支吊架需承受较大动态负荷，晃动剧烈，各管段负压变化引起间歇虹吸的情况。雨水排水管的数量设计不合理，当雨水在进行排放的过程中。无法使雨水能够及时的排放，就会导致雨水集聚的情况，还有屋面的防水措施不到位，就会扩大雨水聚集的范围，加大了排放雨水工作的难度，无法使排水系统得到良好应用，建筑物顶层存在渗漏问题，影响人们的正常生活。
        在雨水排放系统设计中，应注重室内的空间范围与建筑物形象方面，最大化的减少室内的面积。管内流速时快时慢及管道振动加剧了系统运行噪声，情形严重时会使管道系统在转弯或是三通部位等薄弱环节产生应力集中，进而使管道破裂造成水浸事故。因此，在设计管路时应避免在管道转弯处采用90°转弯，同时不应忽略支吊架在系统中的重要性，随着抗震支架在建设工程中应用，管道震动所引发的问题将会得到改善。
        （2）虹吸雨水系统的管道在设计时应按照有压管道进行管材选择，目前主要的管材种类有HDPE管、不锈钢管、涂塑复合钢管。从经济性及施工便捷的角度，工程中常用HDPE管道组成排水系统，采用对焊连接或电熔管箍连接管道，雨水斗与管道采用电熔连接。设计人员应根据管道力学性能设计雨水管管径，避免管径过大导致流速过小，和管道材料的浪费。也应避免计算中应力超过管材极限值，留下管道破裂的隐患。在原先的雨水排水管设计中，一般运用铸铁管来当作工作材料，但铸铁管的内部杂质较多，不光滑，比较粗糙，如果遇到降雨量较多的情况下，排水管中的杂物就会阻止雨水的正常排放，管道堵塞，也很难对其进行清理。

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        因此在现今建筑物雨水排水系统的应用设计中，都会使用硬聚氯乙烯材料，因其内部不粗糙，较为光滑，加快了雨水的排放速度，很大程度上避免存在堵塞的情况，即使建筑物表面出现雨水径流，也不影响雨水的正常排放，给人们的日常生活与工作带来了极大的便利。
        （3）为缩短虹吸现象形成时间，一般屋面虹吸雨水系统降雨重现期设计取值为5~10年，由于虹吸雨水系统为满流状态的排水系统，降雨强度超过设计取值时管网系统已没有调节能力。
        因此，合理设计建筑屋面排水沟及雨水溢流系统，确保屋面结构安全是屋面雨水排水设计的要点。对采用内天井形式的大型屋面或无法设置女儿墙溢流口时，可采用屋面溢流口形式。在暴雨强度变化较大的地区，也可以在同一屋面设置两套独立的、采用不同重现期的虹吸雨水系统，通过形成虹吸效应的不同时间，使两套系统分别形成虹吸，既可保证正常重现期降雨排水，也可在突发极端天气情况下确保屋面结构的安全。
        （4）虹吸雨水系统单个管路系统排水能力较大，若室外雨水管网仍按传统重力雨水系统进行设计，则易在暴雨时出现雨水从室外雨水检查井井盖溢出甚至冲开井盖，带来人员坠井等安全隐患。
        因此在设计虹吸雨水系统时，除了需将出户管道管径放大降低排出流速外，室外单个室外检查井不宜接入3根以上虹吸雨水出户管，接入出户管的检查井其排水管道应根据接入的虹吸雨水系统的排水量进行复核，且雨水检查井应采用钢筋混凝土井或在接入出户管的对侧井壁设置金属挡水板以抵消雨量大时对井壁的冲刷。
        3虹吸式雨水排水系统合理性和科学性
        在建筑工程的设计阶段，设计人员需要对建筑虹吸式雨水排出系统进行更加合理、科学的设计，制定和实施有效的施工方案，从而保证后续的工程施工更加安全有效。所以，在设计建筑排水系统工程时，需要提高整体设计工作的合理性与科学性，若建筑设计人员从工程实际功能和施工需要的角度出发，没有对该系统做出清楚合理的设计，则会导致原本需要分开的系统混杂到一起，进而不利于工程施工过程的开展，造成施工资源的严重浪费，提高工程施工成本，且不利于后期排水工程的施工。因此，在建筑工程设计过程中，设计人员需要从实际施工的角度出发，对施工情况进行全面地规划分析，保证施工方案数据检查的准确性，并分析后期施工工艺布置的合理性，建筑物与管线设计之间有无矛盾等等，防止施工过程中发生设计不科学、不合理诱发的矛盾问题，从而保证建筑工程整体施工方案的有效落实。
        4总结
        虹吸雨水排水系统在大屋面建筑中有良好的应用前景，多年的设计实践中，虹吸雨水系统的优异排水性能已得到业内广泛认可。在工程设计中，设计人员应对中标厂家提供产品及数据进行分析并提供优化建议，使系统高效运行。在建筑物的设计过程中，需提前对虹吸式雨水排水系统进行合理的设计，确保系统的安全性，发挥系统自身的功能，设计人员应从实际情况出发，保证系统设计的科学性以及规范性。以合理施工为出发点，对建筑物的使用与功能进行分析，还应对建筑物的位置以及类别等充分的考虑，完善虹吸雨水排水系统。
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