江西林基環(huán)保新科技有限公司

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【產(chǎn)品介紹】

虹吸排水系統(tǒng)介紹    

一、虹吸雨水排水系統(tǒng)原理介紹

    虹吸排水系統(tǒng)在降雨初期，天溝內(nèi)積水深度尚未達(dá)到斗前水深時(shí)，整個(gè)排水系統(tǒng)工作狀況與重力排水系統(tǒng)近乎類似。隨著降雨強(qiáng)度的增加，當(dāng)天溝內(nèi)積水深度達(dá)到雨水斗斗前水深時(shí)，由于采用了科學(xué)設(shè)計(jì)的氣水分離式雨水斗，通過控制進(jìn)入雨水斗的雨水流量和調(diào)整流態(tài)減少漩渦，從而極大地減少了雨水進(jìn)入排水系統(tǒng)時(shí)所夾帶的空氣量，使得系統(tǒng)中排水管道呈滿管流狀態(tài)，這時(shí)利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的勢能，在雨水連續(xù)流經(jīng)過懸吊管末端轉(zhuǎn)入雨水立管跌落時(shí)形成負(fù)壓，從而產(chǎn)生物理學(xué)上的虹吸現(xiàn)象，天溝積水在管道內(nèi)負(fù)壓的抽吸作用下以較高的流速迅速排至室外。 

1.2 虹吸排水系統(tǒng)與傳統(tǒng)重力排水系統(tǒng)的區(qū)別

虹吸排水特點(diǎn)：

    1、只要滿足計(jì)算要求，單系統(tǒng)所帶雨水斗個(gè)數(shù)不限；

    2、雨水斗流量大，氣水分流，排水速度快效果好；

    3、懸吊管呈水平狀態(tài)，無需做任何坡度，施工方便；

    4、立管管徑小，數(shù)量少，便于裝修；

    5、埋地管少，地面開挖工作量小，有效縮短工期；

傳統(tǒng)重力排水特點(diǎn)：

     1、單系統(tǒng)所帶雨水斗個(gè)數(shù)受限；

     2、雨水斗流量小，氣水合流，排水效果差；

     3、立管管徑大，數(shù)量多，交叉施工易打架；

     4、埋地管多，土建工作量大，地溝易返水

2．系統(tǒng)構(gòu)造及工作狀況

2.1 綜述

    虹吸雨水排水系統(tǒng)一般由虹吸式雨水斗、無坡度懸吊管、立管和雨水出戶管（排出管）組成。形成虹吸式屋面雨水排放的前提條件是：必須具備擁有良好氣水分離裝置的有壓流雨水斗。在設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度下，雨水斗不摻入空氣，降雨過程中利用雨水斗與出戶管之間的高度差所形成的勢能產(chǎn)生虹吸，經(jīng)排水系統(tǒng)，引至戶外落水井。在這一過程中，排水管道中是滿管流的壓力流狀態(tài)，因此，把這樣的系統(tǒng)稱為虹吸雨水排水系統(tǒng)。

    虹吸雨水排水系統(tǒng)管內(nèi)壓力和水的流動(dòng)狀態(tài)是不斷變化的。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。根據(jù)雨量大小的不同，部分情況下初期無法形成虹吸作用，是以重力流為主的流態(tài)。隨著降雨量的增加，管內(nèi)逐漸呈現(xiàn)脈動(dòng)流，拔拉流，進(jìn)而出現(xiàn)滿管氣泡流和滿管氣水混合流，直至出現(xiàn)水的單向流狀態(tài)。

   降雨末期，雨水量減少，雨水斗斗前水深降低到某一特定值（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品設(shè)計(jì)而不同），雨水斗逐漸開始有空氣摻入，排水管內(nèi)的虹吸作用被破壞，排水系統(tǒng)又從虹吸流狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓α鳡顟B(tài)。在整個(gè)降雨過程中，隨著降雨量的增加或減小，懸吊管內(nèi)的壓力和水流狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)反復(fù)變化的情況。與懸吊管相似，立管內(nèi)的水流狀態(tài)也會(huì)從附壁流逐漸向氣泡流，氣水浮化流過渡，**終在虹吸作用形成的時(shí)候，出現(xiàn)接近單向流的狀態(tài)。

2.2 雨水斗

    一般來說，雨水斗的設(shè)計(jì)是整個(gè)虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計(jì)要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能**越優(yōu)越。

   標(biāo)準(zhǔn)型的雨水斗，它是由雨水斗斗體，整流器，導(dǎo)流罩組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護(hù)帽，微型加熱電圈等配件。常用雨水斗的材質(zhì)一般為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置于屋面天溝中，降雨過程中，雨水通過導(dǎo)流罩四周進(jìn)入雨水斗，當(dāng)屋面匯水達(dá)到一定高度時(shí)，雨水斗內(nèi)的整流裝置將阻擋空氣從外界進(jìn)入同時(shí)消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地進(jìn)入排水管。虹吸雨水斗減小了天溝的積水深度，使屋面承受的雨水荷載降至**小，同時(shí)提高了雨水斗的額定流量。

   目前的產(chǎn)品，完全可以做到部分通用。它的**大優(yōu)點(diǎn)在于對于不同功能及材料的屋頂系統(tǒng)，產(chǎn)品具有廣泛的適用性。換句話說，一種雨水斗通過與相應(yīng)的配件組合**能適合不同的屋頂，例如：混凝土屋頂，金屬屋頂，木屋頂，考慮人行走或綠化的屋頂，屋面不平呈梯形結(jié)構(gòu)的屋頂?shù)?。雨水斗是整個(gè)虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。對于整個(gè)虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)而言，主要的**是要避免空氣通過雨水斗進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)。如果空氣直接進(jìn)入雨水斗，會(huì)在管道內(nèi)形成氣團(tuán)，這樣會(huì)大大降低系統(tǒng)排水效率，**終和傳統(tǒng)重力式排水系統(tǒng)一樣。因此，虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)所采用的雨水斗必須具有優(yōu)化設(shè)計(jì)的反渦流功能的蓋罩，防止空氣通過雨水斗入口處的水流帶入整個(gè)系統(tǒng)，并有助于當(dāng)斗前水位升高到一定程度時(shí)，形成水封完全阻隔空氣進(jìn)入。

雨水斗的設(shè)計(jì)安裝也有一定嚴(yán)格的要求:

    1、雨水斗之間距離一般不大于20米。

    2、平屋頂上如果是沙礫層，雨水斗格柵頂蓋周圍的沙礫厚度不能大于60mm，**小粒徑必須為15mm。

    3、如果雨水斗是安裝再檐溝內(nèi)，且采用焊接件的話，檐溝的寬度至少是350mm，檐溝內(nèi)的雨水斗安裝開口為70mm x 270mm至290mm x 290mm。

    4、如果雨水管是安裝在混凝土屋頂面層內(nèi)，那么屋頂至少有160mm厚。

    5、斷面呈連續(xù)梯形的屋面雨水斗開口，為安裝固定件，尺寸必須是280mm x 280mm，如果開口大于300mm x300mm，屋頂則需加固。

    6、如果屋頂是混凝土的，雨水斗下連的雨水管管徑至少是35mm (用電焊管箍連接件連接)，與此對應(yīng)的屋頂厚度是180mm至190mm。

    7、帶隔離層的屋頂隔離層厚度至少40mm。如果隔離層厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能與管徑56mm的連接管相連的恰當(dāng)長度。

2.3 系統(tǒng)管道 

    管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)主要的部分，必須確保系統(tǒng)安全可靠，高效持續(xù)的運(yùn)行。虹吸式系統(tǒng)作為一個(gè)特殊的排水系統(tǒng)，其管道必須保證完全的密封性，并且做到盡可能降低噪聲，吸收震動(dòng)，抗擊沖擊外力，很大程度滿足抗溫度變化引起的形變。

        管道的完全抗?jié)B漏并不意味著系統(tǒng)密封性得到滿足。一般情況下，對于抗?jié)B漏的要求是允許發(fā)生小范圍的滲漏，只要有補(bǔ)救措施即可。但是虹吸系統(tǒng)一旦發(fā)生滲漏，并不易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)突然出現(xiàn)暴雨的時(shí)候，則可能立即造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰。進(jìn)而因?yàn)槲菝嬗晁疅o法及時(shí)排放，超過屋面可負(fù)荷的荷載強(qiáng)度，引起屋面坍塌。

       當(dāng)然，微小的不密封并不一定會(huì)造成滲漏，但是足以造成漏氣，一旦排水管道內(nèi)出現(xiàn)氣團(tuán)，虹吸排水的效率馬上大大降低，嚴(yán)重的會(huì)破壞虹吸作用。由于虹吸系統(tǒng)是利用負(fù)壓排水的，因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰?。但是也不是完全的剛性體。因?yàn)楹缥到y(tǒng)的負(fù)壓一般不大于-0.08Mpa。過大的負(fù)壓會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)水流流速過快，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，對于金屬管道或者是金屬質(zhì)地的連接處產(chǎn)生極大的傷害（-0.09Mpa已經(jīng)接近氣蝕的臨界值）。同時(shí)負(fù)壓過高也會(huì)給系統(tǒng)帶來極大的震動(dòng)，減少系統(tǒng)的使用壽命。

HDPE管材的優(yōu)勢

        承壓性能良好，管壁在外荷載作用下，不會(huì)破裂。能抵抗沖擊壓力，減少水錘沖擊破壞，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，維持系統(tǒng)排水所需要的負(fù)壓。

管道連接方式方便靈活。管道可根據(jù)需要，采用不同的連接方法，如：對焊、電焊管箍連接、法蘭連接、螺紋連接、伸縮管接頭等。HDPE管道是在熱力條件下生產(chǎn)的，材料本身的張力在制造過程中已消減，所以成品以后可能產(chǎn)生的尺寸微變不會(huì)有任何危害，將熱脹冷縮引起的危害降至**小。從物理和化學(xué)性質(zhì)上看，HDPE管道的防腐能力極強(qiáng)，不受各種酸、堿、鹽所引起的電化學(xué)反應(yīng)的影響。HDPE管道比金屬管更耐磨損?？箻O端溫度在 – 400c ～1000c。管子重量輕，施工方便，可以事先預(yù)制，安裝工效大大提高。

HDPE管作為一種新型的節(jié)能管材，從我國目前建筑行業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，材料集約化，建筑生產(chǎn)施工工廠化，管理科學(xué)化的發(fā)展趨勢來看，是有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

2.4 固定系統(tǒng)

安裝固定系統(tǒng)的主要功能是固定管道。

        虹吸排水管道系統(tǒng)的固定裝置包括與管道平行的方形鋼導(dǎo)軌，管道與方形鋼導(dǎo)軌間的固定管卡(水平管按十倍管徑計(jì)算，立管按十五倍管徑計(jì)算)，用于固定鋼導(dǎo)軌的吊架及鍍鋅角。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(diǎn)。氣水混合流的排水過程中，有一個(gè)非常重要的要求，是關(guān)于在系統(tǒng)各部位內(nèi)負(fù)壓的限制，規(guī)定負(fù)壓不得低于-0.8公斤。其原因在于，當(dāng)負(fù)壓在-0.92公斤左右時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的氣泡會(huì)在壓力的作用下破裂，使整個(gè)管道說系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。 因此，為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，管道振動(dòng)的危害是一個(gè)不容忽視的問題。如果振動(dòng)不加以防范，可能會(huì)影響減少建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，也可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的破壞。安裝固定系統(tǒng)的主要功能之一是吸收這些振動(dòng)，從而避免振動(dòng)對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

        由于溫度的變化，管道必然會(huì)發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。在系統(tǒng)內(nèi)部形成拉力或壓力，對于管道連接處形成作用。 安裝固定系統(tǒng)可以防止在剛性安裝的排放系統(tǒng)中，由于熱脹冷縮受到阻隔而產(chǎn)生的力會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，吸收熱脹冷縮導(dǎo)致的管道位移。同時(shí)，還可以避免管道因?yàn)閼覓焓芰Χ冃?。無論是系統(tǒng)震動(dòng)帶來的外力，還是熱脹冷縮引起的內(nèi)力，甚至是懸掛管道承受的重力，都由連接件傳至方形導(dǎo)軌，避免引起系統(tǒng)的變化，減少對于建筑結(jié)構(gòu)的影響。

        固定系統(tǒng)除了可以起到固定管道，轉(zhuǎn)移管道應(yīng)力的作用，還有助于增加屋面到水平管的間距，而不影響管道的水平受力。

    總而言之，固定系統(tǒng)雖然是虹吸式雨水排放系統(tǒng)的輔助部分，卻起到至關(guān)重要的保護(hù)的作用.