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摘要:在建筑雨水排水系统的设计过程中,需要对建筑物的使用需求和功能进行充分地考虑,尽可能推广应用虹吸式雨水排水系统,与当地的建筑部门和气象部门等建立起有效联系,对建筑物所处位置情况进行充分地调查分析,及时发现排水系统设计中存在的问题,并进行相应地调整,从而保证建筑的正常使用,提高人们的生活质量。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
引言
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。
1、概述
虹吸式雨水排水系统作为一种新型的雨水排水系统,在过去几年中不断发展,该系统主要由雨水排水各种管道以及防漩涡雨水斗所组成。其中雨水排水管道都是依据全流量压力模式进行设计的。基于此,对于虹吸式雨水排水系统如何运作可以这样理解:前期降雨时屋顶上的雨水高度没有达到雨水斗的限定高度,该系统运作基本和重力雨水排水系统相似,随着雨水高度的逐渐增加,以致超过雨水斗的最大高度后,该系统设置的防漩涡雨水斗能够有效的调节雨水斗内雨水的流量和状态,尽可能的避免雨水和外界空气一同进入排水管道内,确保排水管道正常运作,从而保证系统通过排水管将雨水完全排出。虹吸式雨水排水系统用于建筑给排水,完全满足实际的雨水排水需求,可以达到最理想的雨水排水效果。
2、虹吸式雨水排水系统的工作原理
该系统是利用排水管高度和屋面高度的差异所产生的水流,通过对水流速度和管网压力进行分配、调节与平衡,使系统管道中的水体产生虹吸现象,使雨水快速排放,是多水斗压力的排水系统。该系统的主要原理是利用伯努利原理进行系统设计,在降雨初期如屋面雨水沟中的水位高度低于雨水斗高度时,则系统的工作状况和重力流排水系统相同,当产生持续性降雨后,屋面排水沟中的水位远高于防旋流雨水斗,则通过对水流量雨水流量进行调节和控制的方式减少漩涡,减少流量进入管道时所带的空气量,使雨水在管道系统中保持满流状态,建筑屋面和排水管之间的高差会产生雨水势能,雨水流经悬吊平管,转入到立管中并产生虹吸现象,形成管道内最大负压,在压力作用下屋面雨水产生较高流带排放。
3、虹吸式雨水排水系统的优点
虹吸现象是一种常见的自然现象,其表现为液体分子内部之间重力差异。进一步可以这样理解,虹吸现象是借助水柱的压力差将高水位的液体吸出并使其往下部流动。在虹吸现象作用期间,由于材料管道上水面的压力不同,水流会逐渐从压力高的一侧流向压力低的一侧,在雨水流动过程中,两侧的压力原则上可以保持相同的方式,并且在虹吸的影响下,容器中的水面最后到达相同的位置,虹吸现象最终将消失,水流将不再流动。
因此,虹吸式雨水排水系统的原理是根据建筑物的高度差形成不同高度的水面,通过雨水斗分离气体和水,确保雨水排水管维持在满溢的状态,当雨水管中的水量在压力下形成流动状态時,便会产生虹吸现象。因此,我们可以这样认为,通过虹吸现象进行雨水排水具有较好的效果。
相比于传统的重力式雨水排水系统,虹吸式雨水排水系统有如下几点优势:首先,由于管道直径小,排水系统施工也较为简单,加之排水管道总长度不长,能够在一定程度上简化施工流程,降低系统安装产生的成本,因此虹吸式雨水排水系统受到业内人士的认可;其次,管道的设计能够达到正负压力规定的水平,从而保证超高层建筑雨水管道全水实验检测目标的实现,避免负压失控现象,为虹吸排水系统的安全运作提供保障;再者,虹吸式排水系统更加安全,在满足管道实际需求的前提下,不会对建筑的整体布局造成不良影响;最后,虹吸式排水系统只需要较小直径的雨水管道,和现代建筑追求的审美风格相吻合,能够满足大型公建项目的不规则外立面的要求。
4、虹吸式雨水排水系统应用、设计问题及解决措施
(1)在暴雨天气,随着降水量的增加,雨水排水系统提高到全流量排水,管道支架必须承受大流量情况下的大动态荷载,产生剧烈摇晃,管段的负压变化导致间歇性升高情况的出现。在雨水排放过程中若是降雨排水设计量不准确,这样就会造成雨水不能及时排完,雨水在屋面积聚,加之屋面防水不好,会加剧雨水积聚程度,无疑增加了雨水排放的强度,排水系统无法得到很好的应用,造成建筑顶部漏水的问题,影响人们的正常生活。因此,在设计雨水排水系统时,我们应该专注于建立房间空间范围和形状的图像,最大限度地降低室内占地面积。雨水管道内水流速度越快,产生的噪音也就越大,情形严重时会造成管道内部拐角处以及三通部位受力集中,容易导致管道出现裂缝,进而出现室内进水问题。因此,在设计管道的时候尽可能的降低直角拐弯接头的使用率,而雨水系统中吊架的重要性不容忽视,随着工程中抗震支架的普及使用,管道振动所引起的问题将会进一步的减少。(2)若是室外雨水管道系统还是基于传统的重力雨水系统来设计的话,在降雨量很大的情况下很容易将外面的雨水检查井盖冲开,有可能造成人员掉入井中,具有一定的安全风险。因此,在设计虹吸式雨水系统时,除了放大排水管的直径以减少排放雨水量外,一个室外检查井不能与超过三个以上虹吸式雨水出口管道相接,同时还需要根据相接的虹吸雨水系统的排水量进行检查复核。雨水检查井必须是钢筋混凝土井或金属阀必须放在水管的另一侧,在雨量很大情况下,可以减小雨水对井壁的冲蚀。
结束语:
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。
参考文献
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