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摘要：在建筑技术水平不断提高的背景下，大型的、复杂屋面的单体建筑逐渐增多，像体育场、展览馆、工业厂房等建筑越来越多，而这些建筑对雨水排放的要求是短时间内快速排出。基于此，虹吸式雨水排水系统被广泛地用在建筑给排水设计中。对于此系统的应用，应当科学计算排水系统的排水性能；合理设计排水管数量和雨水斗位置；准确设计排水沟和溢流系统；科学布置检查井中的虹吸出户管，才能提高虹吸式雨水排水系统的有效性，进而提高建筑的功能性。
关键词：虹吸式雨水排水系统；建筑给排水设计；应用研究
最近几年，我国的国民经济发展脚步加快，城市建筑如雨后春笋般出现。城市化水平越来越高，城市面貌丰富多样，日新月异。城市建筑物增多之后，对于建筑物本身雨水的排水也有了新的要求，传统的排水模式已经不能满足新型建筑的需求，因此，在很多新型建筑的屋面排水设计中，逐渐应用虹吸式雨水排水系统，像新茂大厦、上海世博会主题馆等。
1、虹吸式雨水排水系统应用原理及组成
1.1应用原理
虹吸现象是一种物理现象，产生虹吸的动力是重力和气压差，将其用于排水设计之中，设计成虹吸式雨水排水系统。此系统设计中，排水管中会积聚大量雨水，在管内的最高点的液体会受到重力影响，向低位置的管口移动，如果雨水量未能没过雨水斗，水流所处状态仅仅受到重力的影响；当雨水积聚量不断增加，超出雨水斗，此时排水管中水量也越来越多，高位置的液体受到重力作用，流向低管口的位置，这样排水管的内部会有负压出现，慢慢形成了一个真空的状态，进而形成液体压强，加之大气压的作用，高位管口位置液体受到作用，被吸到最高点，也就出现虹吸现象。利用此原理，在建筑给排水管道中设计出高低位差，不同雨水积聚状态下，有着不同的排水效果。如果雨水量比较少，系统处于重力流状态，重力流排水系统则会发挥排水作用；如果雨量比较大，系统处于压力流状态，虹吸系统就会发挥排水作用。故，随着降雨量及虹吸雨水斗斗前水深的变化，虹吸雨水系统的运行工况往往在重力流、半有压流、压力流之间互相转换。
1.2系统构成
虹吸式雨水排水系统的构成包括雨水管、虹吸雨水斗和其它配件。其中雨水斗是非常重要的部分，对于整个系统的功能发挥有着重要影响。雨水斗的稳流性高，在虹吸发生时所用屋面汇流高度就会越低，排水性能更好。当前，雨水斗使用的材质可以是不锈钢、铸铁、塑料。
雨水管是排水系统中占比最大的部分，雨水管设计是否合理，影响雨水斗的排放速度，能确保排水系统是否能高效持续、稳定地运行。
管道以HDPE管材为主，其有着明显优势，抗寒性能、抗辐射性、耐火性、抗外力作用等均非常好，同时噪声也比较低，因此受到设计者的青睐[1]。
2、建筑给排水设计中虹吸式雨水排水系统常见问题
虽然虹吸式雨水排水系统有明显的设计优势，但是实际应用过程中，依旧存在一些问题，只有解决这些问题，才能高效地将其用在建筑给排水设计中。
2.1排水管数量和雨水斗位置的设计问题
建筑给排水设计进行中，如果需要应用虹吸式雨水排水系统，就必须考虑雨水管具体数量，以及还要思考怎样合理安排雨水斗的位置。因为，在很多设计中，部分设计人员忽视这两个方面，雨水管数量设计过多或者过少，雨水斗位置布置不合理。这两个问题的存在，可能会造成建筑屋面排水系统不设计合理，使得某个部位积水严重，甚至出现雨水渗漏的问题。为此，根据项目具体情况综合考虑，合理确定雨水管数量及管径，科学布置雨水斗位置，才能较好地发挥出虹吸排水系统的排水作用。
2.2排水管道材料选择不科学
传统模式的给排水系统的设计，一般选用铸铁管作为管道材料，此类管道内部构造通常相对比较粗糙，如果用于虹吸式雨水排水系统中，可能会出现杂质堵塞问题，很难提高排水系统畅通性。
因此，在一般的虹吸式排水系统中，管道线路选择塑料材料，以聚氯乙烯材质为主的管材，其管道内壁非常光滑，方便某些杂质的排出；并且使用这种材质可以降低排水时水流动的噪声[2]。
2.3排水系统施工过程不够合理
建筑工程的给排水设计中，广泛应用着虹吸式雨水排水系统，虽然前期设计保证了合理性，可是后期施工中也有一些不合理的地方，具体包括悬吊管位置布置不合理、固定件使用没能发挥出加固的效果等，这些同样会影响到此排水系统功能的发挥。因此，应当在建筑给排水系统施工设计中，注意这些方面，从建筑本身的结构特点出发，谨慎设计施工方案，督促施工人员严格依照施工设计图和方案进行施工，以保证虹吸排水系统的完整性，才能发挥出排水功能，提高使用性。
3、建筑给排水设计中虹吸式雨水排水系统的具体应用
建筑的给排水系统的设计中，应当注意以下几个方面：
3.1科学计算排水性能并合理设计
建筑工程进行中，给排水是关键环节，一个高质量的给排水系统，可以提高建筑物的使用性能，也能提高建筑物的适应性。尤其是处在雨量大、雨季长的城市中的建筑物，它们会长时间受到雨水的侵袭和浸泡，必须保证建筑物的给排水系统良好运行。虹吸式给排水系统的应用中，需要注意建筑物排水需求，然后计算出排水系统的排水性能，才能科学地设计出排水系统。如果是雨量非常大的城市中，建筑物运用虹吸排水系统，该系统就能构成满流排水，大量雨水积聚排出，就会出现极大晃动，因此排水管道和其它组成部分主要承受非常大的压力，固定件以及支吊架等一些固定件以及承重部分，需要面对的动态负荷非常高，排水管压力出现变化，可能会出现间歇虹吸，引发排水不畅问题。所以，前期设计中，一定要从建筑所处的气候特征、建筑物本身特点出发，确定排水需求和排水性能，而后才能科学安排排水管的数量，确定雨水斗具体在哪些位置等，提高排水顺畅性，排水效果才能更好[3]。
3.2准确设计排水沟和溢流系统
建筑工程的给排水设计中，应当注意对预防性设计的考虑。虹吸式排水系统进入到满流状态，排水能力不能排出全部雨水量，此时应借助溢流系统和排水沟来缓解虹吸系统的压力，防止建筑物长时间受到雨水浸泡而出现渗透问题。所以，虹吸式排水系统的设计中，应当配合溢流系统和排水沟的设计，预留屋面溢流口，这样可以直接排水，以缓解虹吸排水系统的排水压力。除此之外，虹吸式排水系统用在同一个屋面的时候，可事先设计出两种方案，以提升排水的能力，还能提高建筑排水的实际数量[4]。
3.3科学布置检查井中的虹吸出户管
建筑给排水系统如果以虹吸排水系统为主，如果室外雨水管网没有全部替换，依旧以重力排水系统的标准进行设计，那么将会出现问题。这是因为雨季时期，雨水量非常多，排水系统承受的排水压力比较大，此时在检查井中布置了多个虹吸出户管，就会出现雨水外溢的问题，将井盖冲开，所以必须科学布置检查井中的虹吸出户管，一方面是出户管的数量，另一个方面是出户管的位置。
结束语：
综上所述，建筑工程的具体组成部分非常多，给排水系统则是非常重要的一个方面。因此，建筑设计人员要重视新技术、新工艺、新理念，在给排水系统中的应用。虹吸式雨水排水系统在排水效率以及排水质量上更高，因此应当大规模推广此模式的应用。
参考文献：
[1]朱昱. 虹吸式雨水排水系统在建筑给排水设计中的应用[J]. 工程技术研究，2020，005（004）：P.222-223.
[2]邱云勇. 虹吸式雨水排水系统施工及其质量控制[J]. 中国新技术新产品，2018，000（012）：83-84.
[3]甘兆鸿. 探析建筑给排水施工中的虹吸式雨水排水技术[J]. 科技创新与应用，2019，270（14）：143-144.
[4]谢 毓. 建筑给排水施工中的虹吸式雨水排水技术分析[J]. 建筑工程技术与设计，2018，000（019）：1668.