文档介绍：浅谈虹吸式屋面雨水排放系统
( 陈德新冯加东南通市工业设备安装有限公司)
概要:结合南通市体育会展中心体育场屋面雨水排放系统工程的实际施工情况,分析了虹吸式屋面雨水排放系统的工作原理、技术优势、特点、管材选用以及施工技术,从而为类似屋面雨水排放系统工程的施工提供一定的参考。
关键词:虹吸式屋面雨水排放系统虹吸雨水斗工作原理管材施工技术
工程概述
南通市体育会展中心体育场工程作为国内第一个可开闭顶体育场,拥有3万个座位,屋顶开启面积为105米×190米,比2008年北京奥运会主会场“鸟巢方案”所开启面积还要大三分之一,堪称全国第一工程。该工程屋面雨水排放系统采用虹吸式屋面雨水排放系统,由上海同济大学设计研究院设计,屋面汇水总面积43528m2,,结合屋面汇水面积及天沟分布情况, 整个屋面分为26个汇水区域,每个汇水区域分别设计了一个虹吸雨水子系统,共设计了60个PPII-108型雨水斗。
系统特点
虹吸式屋面雨水排放系统是一种新型的雨水排水系统,与传统的重力雨水排水是完全不同的。系统在降雨初期,屋面雨水高度未超过雨水斗一定高度时,整个排水系统工作状况与重力排水系统相同,随着降雨的持续,当屋面雨水高度超过雨水斗一定高度时,由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗,通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡,从而极大地减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量,使得系统中排水管道呈满流状态,利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能,(一般虹吸系统雨水管管径DN≤75,最小落差高度为3米,管径DN≥90高度最小落差高度为5米),在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用,并在该处管道内形成最大负压,屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外。大于等于90 5因此,屋面雨水的排放过程是一个虹吸作用的结果,我们把这样的系统称为虹吸式屋面雨水排放系统。
三、系统组成
综述
屋面雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无坡度悬吊管、悬吊装置、立管和雨水出户管(排出管)组成。(见下图)
虹吸式雨水排放系统管内压力、水流状态是不断变化的过程。降雨初期,雨量一般较小,悬吊管内是有自由液面的波浪流。根据雨量大小的不同,部分情况下初期无法形成虹吸作用,是以重力流为主的流态。随着降雨量的增加,管内逐渐呈现脉动流,拔拉流,进而出现满管气泡流和满管汽水混合流,直至出现水的单向流状态。降雨末期,雨水量减少,雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到某一特定值(根据不同的雨水斗产品设计而不同),雨水斗逐渐开始有空气掺入,排水管内的虹吸作用被破坏,排水系统又从虹吸流状态转变为重力流状态。因此在整个降雨过程中,悬吊管内的压力和水流状态会出现反复变化的情况。
一般来说,雨水斗的设计是整个虹吸系统的能否按设计要求工作的关键所在之一,它的稳流性越好,产生虹吸所需的屋面汇水高度越低,总体性能就越优越。上图为目前市场常用的标准型雨水斗,它是由雨水斗斗体、防水压板、防水压环、整流装置以及导流罩组成。另外根据需要可提供通用型的绝缘底座,固定件,法兰片,焊接片,防火保护帽等配件。虹吸式雨水斗材质可以为铸铁、铝合金或不锈钢,其各部分有不同的结构功能。雨水斗置于屋面层集水坑中,集水坑上部盖有进水格栅,主要是为了防止杂物进入雨水斗。降雨