屋面虹吸排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

傳統(tǒng)的屋面重力式排水系統(tǒng)采用重力式的雨水斗，流入雨水斗的雨水易摻入空氣，從而形成水、氣混合流，影響雨水斗的雨水量，且懸吊管需要較大的管徑和一定的坡度。通常，為了維持連接在同一懸吊管上的各個(gè)雨水斗的正常工作，連接雨水斗的數(shù)量一般不多于四只，因而增加了雨水管的根數(shù)。重力式屋面排水系統(tǒng)因受其水力特征的限制，造成排水立管多、管徑偏大，因此對(duì)于大面積工業(yè)及公共建筑屋面雨水排水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它具有一定的局限性。
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的屋面重力式排水系統(tǒng)所存在的缺陷，其排水能力也有很大的改善和提高，在滿足水力計(jì)算的情況下，懸吊管接入的雨水斗數(shù)量一般不受到限制，從而節(jié)省了不少的立管；而且，懸吊管不需作坡度，其安裝方便、外形美觀；另外，該系統(tǒng)按虹吸式壓力流計(jì)算可以減少選用管道的直徑。有壓流（虹吸式）屋面雨水排放系統(tǒng)是利用“伯努利”定律經(jīng)過(guò)潛心、縝密的驗(yàn)證計(jì)算，充分利用屋面與地面的高差產(chǎn)生的能量，懸吊管中的負(fù)壓和立管中的正壓使該系統(tǒng)產(chǎn)生虹吸，并在滿流狀態(tài)下能快速排泄雨水。
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)形成的條件是：
　　①具有特殊設(shè)計(jì)的能形成氣水分離的雨水斗；
　?、诠艿肋B接的密封性；
　?、蹜?yīng)進(jìn)行精確的電腦程序化水力計(jì)算；
　?、芷轿蓓斨辽俨贾镁o急溢流口，帶檐溝的屋頂每邊都需要布置緊急溢流口；
　　⑤其排水管的總水頭損失不得大于雨水管系進(jìn)、出口的幾何高差，且懸吊管水頭損失不得大于80kPa.
　　1　工程概況
　　中國(guó)小商品城福田市場(chǎng)（一期工程）位于浙江省義烏市，工程總面積3118×104㎡，由A、B、C、D、E五個(gè)市場(chǎng)交易區(qū)組成，建筑層數(shù)為五層。屋面面積為41503㎡，屋頂平面標(biāo)高分別為1912m和1417m，結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架，屋面防水層為柔性防水層。義烏地區(qū)的地理及常年雨水情況：義烏位于東經(jīng)119°49′—120°12′，北緯29°02′13″—29°33′40″，四季分明，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年最大降水198719mm，日最大降水14612mm.
　　2　工程應(yīng)用
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于工商業(yè)建筑及公共設(shè)施的大型屋面，包括平屋頂、斜屋頂、不同弧狀穹形屋面和其他各類屋面結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的虹吸式雨水斗可根據(jù)屋面或匯水漕的材質(zhì)進(jìn)行調(diào)整配套，適用于隔熱/隔氣材質(zhì)屋面（如混凝土保溫屋面）、非隔熱/隔氣材質(zhì)屋面、不銹鋼/銅/鍍鋅/鋁合金等金屬材質(zhì)屋面。我們結(jié)合本工程的特點(diǎn)，認(rèn)為福田市場(chǎng)項(xiàng)目特別適合采用
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)。虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ15-88）》修訂稿及參考國(guó)內(nèi)外同類系統(tǒng)的規(guī)范和先進(jìn)的技術(shù)資料，設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下原則：
　?。?）按照設(shè)計(jì)院提供的義烏地區(qū)暴雨強(qiáng)度和重現(xiàn)期計(jì)算雨水泄流量。義烏地區(qū)暴雨強(qiáng)度：
　　Q=3544（1+016375LgP）/（t+14）01845當(dāng)P取3年，q5=383195L/s•10000㎡
　?。?）結(jié)合義烏地區(qū)建筑工程的實(shí)際特點(diǎn)，劃分屋面排水分區(qū)和布置雨水系統(tǒng)（圖1）。
　　（3）根據(jù)每個(gè)排水分區(qū)計(jì)算雨水泄流量和雨水斗的泄流量，以選擇雨水斗并確定每個(gè)系統(tǒng)的雨水斗數(shù)量。
　?。?）根據(jù)建筑物的使用功能及建筑設(shè)計(jì)圖、屋頂建筑平面圖、屋面建筑物構(gòu)造圖和室外雨水管設(shè)計(jì)圖，確定雨水斗和水平懸吊管的設(shè)計(jì)位置和標(biāo)高。
　?。?）確定主立管和檢查井的位置，雨水斗與水平懸吊管之間的垂直連接支管和水平連接支管的位置、標(biāo)高和管段長(zhǎng)度。
　?。?）根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)的管徑、管件、管段長(zhǎng)度、流量、流速等數(shù)據(jù)，進(jìn)行水力計(jì)算，最終確定最佳工況下的系統(tǒng)構(gòu)成。
　?。?）根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)圖中的數(shù)據(jù)，在平面圖上標(biāo)注出雨水斗和各管段，完成施工平面圖；根據(jù)需要繪制節(jié)點(diǎn)詳圖，完善材料清單，完成施工指導(dǎo)說(shuō)明和計(jì)算書(shū)。
　?。?）本系統(tǒng)獨(dú)特的工作原理決定了本工程所有系統(tǒng)的水平管段均按照水平設(shè)置，但為了排空管內(nèi)的積水，應(yīng)設(shè)013%的坡度，坡向主立管。
　?。?）檢查口的設(shè)計(jì)按照GBJ15-88中的要求設(shè)計(jì)，其中心線距離地面為1m，室外埋地管的埋深設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)院要求設(shè)計(jì)，其他方面的設(shè)計(jì)均參照GBJ15-88。
 
　　圖1　屋面排水分區(qū)與布置示意圖
　　3　系統(tǒng)選材
　　本系統(tǒng)管道采用排水用柔性接口鑄鐵管及管件（GBT12772-1999），是目前國(guó)際上通用的無(wú)承口管箍式直管和管件，該標(biāo)準(zhǔn)與ISO6594及歐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本相同。本工程所推薦的是歐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)排水鑄鐵管，它具有抗老化、防火、隔音、管壁光滑、摩阻小和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，用管箍連接各管段減少了管道重量和方便施工。
 
　　圖2　雨水斗示意圖
　　4　設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明
　　設(shè)計(jì)參數(shù)DN50雨水斗的局部阻力系數(shù)ζ取115，雨水管的額定泄流量為6L/s水平，則I=10617×Q1185/C1185×dj4187
　　式中I為水頭損失（mH2O/m，1mH2O=918kPa）；
　　Q——為流量（L/s）；
　　dj——為計(jì)算內(nèi)徑（mm）；
　　C——為管道材質(zhì)質(zhì)數(shù)（鑄鐵管C=100）。
　　此外，本系統(tǒng)還使用了GEBERITDLSSOFT2WARE設(shè)計(jì)軟件自動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。此設(shè)計(jì)系統(tǒng)只需將建筑項(xiàng)目的下述數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)整理后輸入電腦即可得出所需數(shù)據(jù)。
　　5　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的安裝
　　福田市場(chǎng)屋面雨水排放系統(tǒng)由特制的雨水斗、彎頭、斜三通和采用涂塑工藝防腐的鑄鐵管道組成（國(guó)內(nèi)有好幾家廠家生產(chǎn)，如泰寧），管道接口為配套的特制橡膠套筒不銹鋼卡箍。管道的接頭密封良好，為保證施工質(zhì)量，除按照傳統(tǒng)的排水管道施工規(guī)程GBJ302-88進(jìn)行安裝外，還遵循以下原則：
　　①雨水斗的安裝應(yīng)保證一定的水平度。按照設(shè)計(jì)位置，將雨水斗調(diào)整水平后固定牢固。
　?、诟鞴芏螒?yīng)嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度進(jìn)行下料、安裝。如確因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的限制需要改變管段的長(zhǎng)度，則應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)核算以決定是否需要改變直徑，以及如何改變，須根據(jù)核算的結(jié)果進(jìn)行施工。
　?、酃艿赖墓潭ㄏ到y(tǒng)應(yīng)牢固、可靠。
　　④水平懸吊管應(yīng)該安裝成水平狀態(tài)，無(wú)須坡度。主立管安裝施工時(shí)，應(yīng)保證其垂直度在允許的誤差范圍內(nèi)。埋地管道支座應(yīng)牢固可靠，能夠承受較大的水流沖擊力。
　?、莶讳P鋼卡箍接頭在安裝使用時(shí)，內(nèi)部的橡膠套筒要正確放置，避免將其放置翹曲從而導(dǎo)致漏氣、漏水現(xiàn)象的發(fā)生。固定用的緊固螺栓要循序漸進(jìn)逐個(gè)擰緊，使每個(gè)螺栓受力均勻，管徑較大時(shí)宜采用測(cè)力扭矩扳手?jǐn)Q緊。
　　6　日常維修
　　根據(jù)有關(guān)資料顯示，整個(gè)虹吸系統(tǒng)由于沒(méi)有電力和機(jī)械裝置，而且雨水以一定的流速流經(jīng)管道，具有自凈能力。日常的維修工作幾乎是沒(méi)有的，唯一要做的是定期查看并清洗雨水斗。