虹吸雨水系统的原理、应用和施工讲解.ppt
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虹吸雨水系统的原理、应用和施工北京绿城银石置业有限公司2010年6月,第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式第二部分：
虹吸雨水排水系统,第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,檐沟外排水：
一般用于居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑，屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。
雨水立管多采用塑料管或镀锌铁皮管，断面为圆形或矩形。
圆形塑料管管径为100200mm，圆形镀锌铁皮管管径为75100mm，矩形断面镀锌铁皮管的矩形尺寸一般为80mml00mm或80mml20mm。
一般民用建筑水落管的间距为816m，一根水落管服务面积不大于250m2。
第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,天沟外排水：
一般用于排除大型屋面的雨、雪水。
特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。
所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。
雨雪水沿天沟流向建筑物的两端，经墙外的立管排到地面或排到雨水管道。
雨水立管选用及布置原则同檐沟外排水。
第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,单斗雨水排水系统系统：
悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。
多斗雨水排水系统系统：
悬吊管上连接多个雨水斗（一般不得多于4个）的系统。
在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水，以充分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排水能力大于多斗系统。
多斗系统的排水量大约为单斗的80%。
第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,雨水内排水系统的组成：
雨水内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管等部分组成。
1.雨水斗雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作用是最大限度的排泄雨、雪水；对进水具有整流、导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；同时具有拦截粗大杂质的作用。
目前国内常用的雨水斗为65型、79型、87型雨水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等。
第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,2.连接管连接雨水斗与悬吊管的短管。
3.悬吊管悬吊管与连接管和雨水立管连接。
4.立管接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。
5.排出管将立管的水输送到地下管道中，雨水排出管设计时，要留有一定的余地。
第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,6.埋地横管密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外，不设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井之间的管为埋地敷设。
7.附属构筑物：
检查井、排气井等雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于清通，室内雨水埋地管之间要设置检查井。
设计时应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于0.7m。
检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上水流转角不得小于135。
具体方式见下页示意图所示：
第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,雨水内排水系统示意图,第一部分：
屋面雨水排水系统排水方式,第二部分：
虹吸雨水排水系统一、虹吸雨水系统的发展史二、虹吸雨水排水系统工作原理三、虹吸排水系统与重力流排水系统的比较四、虹吸雨水系统产品选用要点五、虹吸雨水排水系统的应用六、虹吸雨水排水系统在北京霄云路项目的应用附件：
虹吸雨水产品厂家,一、虹吸雨水系统的发展史：
虹吸雨水排放系统最早应用于欧洲，从20世纪60年代起步，发展到现在已经有近50年的历史了，而我国直到90年代初才从德国引进。
经过十几年大量的试验和深入的研究，我国已经成功的研制出压力流（虹吸）屋面雨水排放系统。
虹吸式雨水排放系统适用于工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面雨水的排放。
目前，很多高层住宅项目也广泛的采用该系统。
其关键技术为不掺气的新型雨水斗，该种雨水斗采用特殊的构造，使雨水在进入雨水排放系统前得到整流，最大限度地将空气隔离在雨水排放系统之外，为系统内形成满管流提供条件。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,二、虹吸雨水排水系统工作原理：
1、屋面雨水排水的三种流态：
在雨水降水过程中，当降雨达到一定程度后，降雨量由小到大，再由大到小，天沟中的雨水从少到多，雨水排水系统经历着完全重力流、两项流和完全满流的压力流，达到完全满流后，随着雨水的减少又会进行两项流和完全重力流。
特大暴雨时，系统可能一直处于完全满流的压力流状态。
而当小雨时，系统可能仅为完全重力流状态。
因此，雨水排水系统是一个非定常流状态。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,2、虹吸雨水排水系统工作原理：
（1）虹吸原理：
虹吸现象是我们在日常生活经常遇到的，它主要是以密闭系统中由于流体在重力作用下迅速下降所产生的局部负压为击发动力所形成的流体持续流动的现象。
负压区,如图所示，图中的软管就是一个简单的虹吸系统，当软管中充满水时由于重力的作用管中水位迅速下降，在箭头所示区域产生负压，此时由于软管上端的水面直接和大气相通产生压差，水就会在压力作用下源源不断的从桶中抽出。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,
（2）虹吸雨水系统原理：
虹吸雨水排放是以雨水在高处所具有的势能为排放动力，依靠独特的雨水斗设计，当斗前水深达到一定的高度时（32mm-55mm）就可完全实现气水分离，并调节各段管径实现虹吸式雨水的排放。
其形成过程经历三种流态，重力流、两相流、满管压力流。
在降雨初期，雨水刚刚汇集，雨水斗前水深不大，斗内不能有效阻止空气进入，此时其流态为非满管流，气水逆向流动，此阶段为重力流；随暴雨的发展，雨水越聚越多，斗前水深加大，空气进入的越来越少，管道内形成断断续续的满管流和掺有气泡的满管流两相流；当斗前水深达到一定高度，不再有空气掺入时，便形成满管压力流态。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,理论上来讲虹吸现象是完全的满管流，但由于降雨情况的随机性，降雨强度往往符合正态分布（见下图）,第二部分：
虹吸雨水排水系统,即在一次完整的降雨过程中，降雨最大强度往往只持续几分钟。
只有在此瞬间才能达到完全的满管流状态。
因此尽管虹吸式屋面雨水排水系统按虹吸满管流流态设计，但系统并不是始终在虹吸满管流流态下工作。
它以重力流方式开始，系统处于波浪流和脉冲流流态。
随着雨量的增大，斗前水深逐步增大，系统流态逐步过渡到活塞流和泡沫流并间隙性的出现虹吸满管流流态，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。
这种变换会持续一段时间直到降雨量进一步增大，使斗前水深趋向稳定，系统渗气量近一步减少，进入稳定的虹吸满管流流态。
（见下图）,第二部分：
虹吸雨水排水系统,波浪流,脉冲流,活塞流,泡沫流,虹吸满管压力流,第二部分：
虹吸雨水排水系统,3、虹吸排水系统的组成：
虹吸式屋面雨水排水系统由虹吸式雨水斗及系统管道（立管、无坡度悬吊管和雨水出户管）组成。
（1）虹吸式雨水斗：
如上图所示，标准型的虹吸式雨水斗，由虹吸雨水斗斗体，反气旋板，雨水斗格栅盖组成。
另外根据需要可提供通用型的隔热绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片等配件。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,虹吸式雨水斗材质通常为HDPE、铸铁或不锈钢。
其各部分有不同的结构功能。
雨水斗置于屋面层中，上部盖有进水格栅。
降雨过程中，雨水通过格栅盖侧面进入雨水斗，当屋面汇水达到一定高度时，雨水斗内的反涡流装置将阻挡空气从外界进入同时消除涡流状态，使雨水平稳地淹没泄流进入排水管。
虹吸式雨水斗最大限度减小了天沟的积水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小，同时提高了雨水斗的额定流量。
雨水斗是整个虹吸系统的关键部分。
对于整个虹吸式屋面雨水排放系统而言，最主要的就是要避免空气通过雨水斗进入整个系统。
如果空气直接进入雨水斗，会在管道内形成气团，这样会大大降低系统排水效率，最终和传统重力式排水系统一样。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,因此，虹吸式屋面雨水排放系统所采用的雨水斗必须具有优化设计的反涡流功能的盖罩，防止空气通过雨水斗入口处的水流带入整个系统，并有助于当斗前水位升高到一定程度时，形成水封完全阻隔空气进入。
雨水斗的设计安装也有一定严格的要求:
雨水斗离墙至少1米。
雨水斗之间距离一般不能大于20米。
平屋顶上如果是沙砾层，雨水斗格栅顶盖周围的沙砾厚度不能大于60mm，最小粒径必须为15mm。
如果雨水斗是安装在檐沟内，且采用焊接件的话，檐沟的宽度至少是350mm。
如果雨水管是安装在混凝土屋顶面层内，那么屋顶至少有160mm厚。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,
（2）系统管道：
管道作为虹吸式屋面雨水排放系统最主要的部分，必须确保系统安全可靠，高效持续的运行。
虹吸式系统作为一个特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封性和完备的防火措施，并且做到尽可能降低噪声，吸收震动，抗击冲击外力，最大程度满足抗温度变化引起的形变。
管道的完全抗渗漏并不意味着系统密封性得到满足。
一般情况下，对于抗渗漏的要求是允许发生小范围的渗漏，只要有补救措施即可。
但是虹吸系统一旦发生渗漏，并不易发现。
当突然出现暴雨的降雨强度，则可能立即造成整个系统崩溃。
进而因为屋面雨水无法及时排放，超过屋面可负荷的荷载强度，引起屋面坍塌。
当然，微小的不密封并不一定会造成渗漏，但是足以造成漏气，一旦排水管道内出现气团，虹吸式排水的效率马上大大降低，严重的甚至会破坏虹吸作用。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,由于虹吸系统是利用负压排水的，因此管道的管壁必须具备相当的承压能力。
但是也不是完全的刚性体。
因为虹吸系统的负压一般不大于-0.08Mpa。
过大的负压会导致管内水流流速过快，发生气蚀现象，对于金属管道或者是金属质地的连接处产生极大的伤害（-0.09Mpa已经接近气蚀的临界值）。
同时负压过高也会给系统带来极大的震动，减少系统的使用寿命。
管道和配件都必须具备阻燃的条件，当建筑物一处发生火灾时系统能够防止火灾被迅速传递到建筑物的其他部分。
所以，材料本身的阻燃性并不是最重要的，整个管道系统的防火扩散性才是将灾害损失降至最低的关键。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,（3）虹吸式屋面雨水排放系统的辅助固定系统：
在虹吸式屋面雨水排放过程中，存在汽水混合流的排水过程，在这一过程中，系统内的气泡会在压力的作用下破裂，使整个管道说系统产生剧烈振动，因此，为保证系统的正常运行，管道振动的危害是一个不容忽视的问题，如果振动不加以防范，可能会影响减少建筑结构的使用寿命，也可能会导致整个系统的破坏，安装固定系统的主要功能之一是吸收这些振动，从而避免振动对建筑结构产生影响；另外，固定系统，使管道与建筑的结构脱离开来，把大管段涨缩分成若干小管段涨缩，通过固定系统吸收，从而可以取消伸缩节，保证虹吸不因管道的缝隙而破坏。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,故此，虹吸式屋面雨水排放系统有一个非常重要的要求，就是对管道系统进行固定，虹吸式雨水管道系统的固定装置包括与管道平行的方形钢导轨，管道与方形钢导轨间的连接管卡（根据不同的管径，每隔0.8至1.6米布置管卡），用于固定钢导轨的吊架及镀锌角钢。
安装固定系统还包括管卡配件，这些配件可以固定管道的轴向，利用锚固管卡安装在管道的固定点。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,（4）计算软件：
理想状态如果屋面有足够的汇水深度，就可以完全隔离空气，达到满流状态，但屋面的承重会很高。
实际状态利用雨水斗加大汇水深度，但气旋会将空气带入管道内。
解决方案采用反气旋虹吸强制挡板，当斗前汇水深度达到一定的高度，就会产生虹吸，并且这一深度是固定的，可控的。
利用雨水斗加大汇水深度,但气旋会将空气带入管道内,反气旋虹吸强制挡板,第二部分：
虹吸雨水排水系统,不同的厂家计算软件不同？
三、虹吸排水系统与重力流排水系统的比较：
（1）水流状态：
重力流排水系统在排水过程中水是以汽水混合的状态依靠重力作用顺着立管而下；而虹吸排水系统在排水过程中逐渐形成满管压力流态，这样大大提高了排水能力，同时也适当减小了雨水管管径。
重力流排水,虹吸排水,第二部分：
虹吸雨水排水系统,
（2）悬吊管（横干管）要求：
重力流屋面雨水排水管系的悬吊管按非满流设计，需要较大的悬吊管管径和坡降；而虹吸排水系统雨水悬吊管可做到无坡度敷设，安装效果美观节省空间。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,（3）雨水立管比较：
重力流排水系统为保证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；而虹吸排水系统悬吊管接入雨水斗的数量不受限制，节省了不少的雨水立管。
重力流排水,虹吸排水,第二部分：
虹吸雨水排水系统,（4）地面开挖比较：
同样重力流排水系统由于雨水立管多，增加了施工时地面开挖量，施工周期较长；而虹吸排水系统雨水立管相对较少，施工时地面开挖量也相对较少，减少了施工周期。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,（5）两种排水系统优劣对比：
第二部分：
虹吸雨水排水系统,不需要设置检查口或清扫口（因为虹吸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）。
雨水斗附近的斗前水深较低（也可通过系统调节控制屋面集水厚度）。
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。
同一立管的雨水斗数量没有限制。
不同标高层面的雨水斗可接入同一系统。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,四、虹吸雨水系统产品选用要点：
1、雨水斗选用雨水斗常用材质：
304不锈钢为斗体，格栅罩及反涡流装置采用硅铝合金材质。
产品有防渗漏、耐气候等性能。
可达到国家相关的技术标准。
2、系统管材选用
（1）用于虹吸式屋面雨水收集系统的管道，应采用钢管（镀锌钢管、涂塑钢管）、不锈钢管和高密度聚乙烯（HDPE）管等材料。
用于同一系统的管材和管件以及与虹吸式雨水斗的连接管，宜采用相同的材质。
（2）管材的选择应根据不同建筑的特点和要求，综合考虑系统的工作压力、防火、降噪、安装方便、经济性等因素。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,（3）管材的连接不锈钢管和钢管：
连接可采用焊接式、法兰式或沟槽式。
焊接、法兰连接应二次镀锌。
HDPE管：
管材与管件的连接采用热熔对焊连接或电熔连接，管道与雨水斗的连接应采用电熔连接。
3、选用注意事项平屋面建筑宜选用DN50，DN80型雨水斗，带天沟屋面可选用各种类型的雨水斗。
虹吸雨水系统选用不锈钢管材时，相应雨水斗为不锈钢出水管。
虹吸雨水系统选用HDPE管材时，相应雨水斗出水管斗为HDPE管出口管。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,4、执行标准给水涂塑复合钢管CJ/T120低压流体输送用焊接钢管GB/T3091建筑内污废水排放（低温和高温）用塑料管系统聚乙烯（PE）ISO8770虹吸雨水斗CJ/T245-2007建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002建筑给水排水设计规范GB50015-2003建筑与小区雨水利用工程技术规范GB50400-2006,第二部分：
虹吸雨水排水系统,五、虹吸雨水排水系统的应用：
目前北京地区应用虹吸雨水排放系统的项目主要有：
第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,六、虹吸雨水排水系统在北京霄云路项目的应用：
北京霄云路项目由东方东路8号及霄云路34号两个地块组成，整体呈“L”型。
整个项目规划两栋单体住宅，底层部分为商业。
其中1#楼为LOFT户型公寓，2#楼为平层公寓。
总建筑面积94686平方米，地上66186平方米。
最高建筑高度为99.96米（见下图）,第二部分：
虹吸雨水排水系统,本项目采用虹吸雨水排放系统,屋顶总面积为3380平方米（侧墙汇水面积按侧墙面积的1/2计）。
本项目设计条件：
暴雨重现期为：
北京10年溢流设计重现期为：
北京50年采用设溢流系统的方式排放紧急溢流雨水，总设计雨水流量为：
259.59L/s1#楼高99.96米，设3套虹吸雨水排放系统，2套虹吸溢流系统2#楼高99.70米，设6套虹吸雨水排放系统，2套虹吸溢流系统（附虹吸雨水系统设计方案图）,第二部分：
虹吸雨水排水系统,根据项目为商住两用及上层为住宅型的特点，本项目选用独特的横排式雨水斗系统，雨水斗及水平管道在屋面垫层内敷设。
由于横排式雨水斗系统管道不穿越楼板，这样雨水斗位置不用预留孔洞，下层房间也无需做吊顶，且能有效隔绝虹吸雨水系统工作时产生的噪音。
横排式雨水斗,第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,北京霄云路项目雨水排放系统方式比较：
第二部分：
虹吸雨水排水系统,从上表可以看出，虹吸雨水系统与传统重力流排水系统相比较造价稍高，但虹吸雨水系统又具有以下较为突出的优点：
1、虹吸雨水的立管数量明显要少于重力排水,可以更少的切割空间，从而增大空间的利用率。
2、虹吸雨水可选用横排式雨水斗，雨水斗及水平管道在屋面垫层内敷设，系统管道不穿越楼板，这样雨水斗位置不用预留孔洞，下层房间也无需做吊顶，且能有效隔绝雨水系统工作时产生的噪音。
3、虹吸雨水系统设有专门的溢流系统，可以保证在其他雨水斗堵塞的情况下，仍然可以安全的将雨水排走，保证屋面的安全。
4、虹吸雨水系统选用管道的连接方式为热熔联结方式，可确保管道无渗漏，保证整个系统的安全。
5、虹吸雨水系统出户横干管无需设置坡度，可大大节省地下室空间。
6、虹吸雨水系统由于立管数量少，相应出户管数量也少，这样就大大减少了室外检查井的数量，为更好的营造室外景观创造了条件。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,第二部分：
虹吸雨水排水系统,总之，虹吸雨水系统是近年来我国从欧洲引进的一种新型的雨水排放技术，经过这些年的发展，已经取得了实质性的成果，也得到了广泛的应用，特别是针对一些工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面雨水的排放，该系统有着得天独厚的优势。
随着房地产行业的不断发展，在客户对居住空间品质要求越来越高的形势下，在高层建筑住宅中引入虹吸雨水系统必将成为一种趋势。
附件：
虹吸雨水产品厂家：
1、吉博力（GEBERIT）吉博力于1874年创立于瑞士，专注于给排水系统领域产品研究开发及生产销售，至今已有130年的历史。
其产品涵盖了两大领域的七条产品线：
包括卫浴系统（隐蔽式安装系统，进/排水水件，公共电子感应系统，存水弯系列）和管道系统（虹吸式屋面雨水排放系统，建筑HDPE排水系统，供水系统）。
80年代初率先在市场上推广虹吸式雨水排放系统。
现该公司虹吸式屋面排水系统的企业标准均已经成为欧洲的行业标准。
在欧洲卫浴革命的发展过程中，吉博力起到了恒大的带动作用。
吉博力于1996进入中国市场，分别在上海和浙江岱山建有两个生产基地，并在上海、北京、广州和香港等地区设有11个销售办事处。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,2、瓦文威文、瓦云（WAVIN）瓦文集团是家全球性跨国集团。
1955年成立于荷兰，是来自欧洲的管道卫浴系统专家，欧洲最大的塑料管道系统制造商之一，它为水处理、下水道、污水处理、排水设备、渗透设备、供冷供热设备、废物废水处理等提供完成的可能解决方案。
除了提供高质量的产品外，WAVIN威文集团还为顾客提供包括咨询服务、设计安装方案、产品支持、安装和售后等服务。
瓦文集团总部坐落于荷兰的兹沃勒，如今已在欧洲的27个国家有40多家生产工厂。
广州博励于2006年1月1日正式成为荷兰瓦文在中国的战略合作伙伴，用先进的瓦文虹吸计算软件进行管径较核。
提供从设计、施工到售后服务的整套虹吸雨水系统服务。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,3、泰宁（北京）北京泰宁科创科技有限公司是国内第一家从事虹吸屋面雨水排水收集系统、雨水综合利用系统及厨卫间同层排水系统的专业化公司,它是集研发、设计、生产、销售及安装为一体的高新技术企业。
80年代末、90年代初,开始开发压力流雨水斗、虹吸屋面雨水排水收集系统的设计及计算。
该公司以泰宁虹吸式雨水斗、悬吊系统、渗排一体化技术等具有自主知识产权的高新技术为基础，在产品研发、虹吸屋面雨水排水收集系统技术、雨水综合利用技术和厨卫间同层排水系统节水技术方面取得了突破性的研究成果，并全面实现了科研成果的产品化，满足了市场的变化和需求。
该公司在北京、深圳、上海等地建立了分公司及办事处，并建成拥有几十家经销商加盟的全国营销网络与完善的售后服务体系。
同时该公司正积极开拓国外市场，已经在新加坡、刚果、印尼等国家签约经销商或承建项目。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,4、众一盛（北京）众一盛时代新技术应用（北京）有限公司隶属于众一盛企业发展公司，是一家主要从事虹吸式屋面雨水排放系统设计与施工的专业公司，公司在引进欧洲屋面虹吸式屋面雨水排放先进技术的前提下，进一步开发并完善了从产品、设计到施工均适合于我国应用的屋面虹吸式雨水排放系统，现已发展成为集产品研发、工程设计、市场销售、施工安装为一体的高新技术企业。
此外，国内还有上海卓宝屋面虹吸雨水排放系统、武汉金牛虹吸雨水系统、南京汇通虹吸雨水系统等产品。
第二部分：
虹吸雨水排水系统,谢谢2010年6月,
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