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隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,大型屋面排水技術(shù)逐漸成為目前人們關(guān)注研究的課題。傳統(tǒng)重力流雨水排放系統(tǒng)要達(dá)到這一要求,就必須增加雨水斗數(shù)量及立管根數(shù),加大立管管徑。而采用虹吸式雨水排放系統(tǒng),系統(tǒng)管道中雨水流態(tài)為滿流有壓狀態(tài),排水量大,排放迅速且立管根數(shù)少,管徑小,橫向懸吊管無坡度,能夠最大限度滿足建筑使用功能。
1、虹吸式雨水工作原理
虹吸式雨水排放系統(tǒng)正是利用這一原理,利用建筑物屋面高度所形成的水頭來實(shí)現(xiàn)虹吸排水。降雨來臨時(shí),屋面逐漸形成積水,由于采用了科學(xué)設(shè)計(jì)的防漩渦雨水斗,當(dāng)屋面雨水高度達(dá)到一定高度,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)中排水管道呈滿流狀態(tài),當(dāng)雨水通過管道變徑時(shí),在此處產(chǎn)生負(fù)壓,加速雨水的排放速度。
虹吸式雨水排放系統(tǒng)管內(nèi)壓力和水的流動狀態(tài)是不斷變化的過程。降雨初期,雨量一般較小,懸吊管雨水流態(tài)是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)脈動流,拔拉流,進(jìn)而出現(xiàn)滿管氣泡流和滿管汽水混合流,直至出現(xiàn)水的單相流狀態(tài)。降雨末期,雨水量減少,雨水斗淹沒泄流的斗前水位降低到某一特定值(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)也會從附壁流逐漸向氣泡流,氣水混合流過渡,最終在虹吸作用形成的時(shí)候,出現(xiàn)接近單相流的狀態(tài)。
標(biāo)準(zhǔn)型的雨水斗,是由雨水斗底盤、夾圈、空氣隔板、格柵外罩蓋組成。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。雨水斗材質(zhì)為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置屋面層中,上部蓋有進(jìn)水格柵。降雨過程中,雨水通過格柵蓋側(cè)面進(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)的反渦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)地淹沒泄流進(jìn)入排水管。
管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)最主要的部分,而管道的變徑可以加速雨水的排放和流量,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),正常工作運(yùn)行時(shí)管道內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài),因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰?,管道接口必須完全的密封防止空氣進(jìn)入管道內(nèi)出現(xiàn)氣團(tuán),破壞虹吸作用。同時(shí)管道要具有較高的防火性能,并且做到盡可能降低噪聲,吸收震動,抗擊沖擊外力,最大程度滿足抗溫度變化引起的形變。
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