建筑给排水设计中的虹吸雨水排水技术

建筑给排水设计中的虹吸雨水排水技术

陈海巧1,孟礼杰2

1身份证号码：411221199101122025

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摘 要：建筑给排水施工与设计不仅会关系到建筑物整体功能，还关系到人们生活和生产。建筑物给排水设计与施工的不合理性，将很大程度上影响建筑物质量和寿命，在这种需求下，作为一种逐步发展起来的给排水技术，虹吸雨水排水技术有着明显优势，与不同级别和不同功能的建筑给排水施工有着很大区别，有着较高的推广价值。本文主要从作者实际工作经验入手，分析建筑给排水设计中的虹吸雨水排水技术，希望对有关从业人员带来帮助。

关键词：建筑物；给排水施工；虹吸式雨水排水

虹吸式雨水排水系统是近年来逐渐发展起来的一种新型雨水系统，它由雨水出水管、雨水立管、雨水悬挂管和防涡流雨斗组成，其排水管道按全流量、全压力条件设计。该方法的基本原理是:当下雨时，屋顶雨水的高度没有到达雨桶，因此该方法的基本原理与屋顶重力排水的原理是一致的。随着降雨强度的增加，屋檐的雨高会逐渐增加，直到超过雨斗的屋顶。由于系统采用防涡流雨斗，因此可以调节和控制雨斗中携带的雨水的流型和流量，从而减少涡流，增加雨水进入下水道时携带的空气量，保证整个下水道系统充满。

1 虹吸式雨水排水的作用原理

“虹吸”是一种自然现象，是由流体中分子之间的势能差异和分子之间的万有引力引起的。“虹吸”是指水通过不同水柱之间的压力差从地表抽取出来，然后向下游流动的现象。虹吸原理的过程中,因为材料管的直径不同于表面的水压力,水流会慢慢流从侧面一边用更少的压力更大的压力,在这一过程中实现这种效果,双方的压力基本上是相同的,和虹吸作用下,水面在容器可以保持相同的高度,直到结束的虹吸效应,水流将不会再流。因此，“虹吸式雨水排水”的工作原理是利用建筑物的高度差来制造高低水位，然后通过雨水罐将水气和液体分离，最后保证水管一直保持满状态。在输水管道中，水流在管道中形成压力流，产生虹吸力，由此可见虹吸力对排水的影响是非常显著的。目前，在现代建筑工程中，虹吸式排水系统已经得到了广泛的应用，其原因是虹吸式排水系统突破了常规重力式排水系统的限制，通过雨水斗的设计，实现了气与水的分离，使得虹吸式排水系统更加具有意义。

2 建筑排水设计中的虹吸式雨污水处理技术

2.1 确定虹吸雨水斗的各项规格和数量

在选用虹吸式雨斗材料时，要考虑到：第一，雨斗的品质；二是雨斗的使用年限，三是雨斗的外形；四是雨斗的抗腐蚀能力，从上述几个方面考虑，虹吸式雨斗应选用不锈钢材料。其次，建筑工程师还必须对屋顶汇水区进行合理的分区，并根据屋顶外形及雨水槽的分布特征，计算出汇水区的蓄水能力。另外，在实际安装雨斗时，要注意每一个雨斗之间的距离不能超过20米，同时，与结构梁分开的屋顶天沟两边也要安装雨斗，从而决定了屋顶雨斗的安装数目。

2.2 选择并确定金属和非金属管材

一般而言，虹吸式雨水排水系统由两种材质组成，一种为金属管材，一种为非金属管材，在使用这种管材时，既要满足系统的排水能力，又要保证其具有一定的装饰功能和防火功能。从有关金属管的规定中，我们可以看出，在虹吸排水系统中，可采用的金属管有两种，一种是排水性能好的薄壁不锈钢管，另一种是涂塑钢管。本产品使用的是金属管材，其目的是为了改善管材的装饰效果和防火性能，因此，本产品广泛应用于商场、工厂等高温环境中。而在给水管道中使用的无缝钢管则是高密度聚乙烯，高密度聚乙烯具有传统无缝钢管所不具备的优越性。如：耐腐性、冲击性、耐磨性均优于其它管材，且为绿色环保管材，不会对环境造成损害，在销毁过程中，也不会产生二英、二氧化硫等危害人体的物质。

3 浅谈建筑给水工程中虹吸雨水技术的具体运用策略

3.1 排水管道设计

在建筑物的给水排水设计中，由于雨水的作用，使排水管道发生溢流的现象时有发生。这容易导致悬挂装置承受过大的压力，管路也会产生强烈的振动，并会影响到各个管段之间的负压，导致负压不均匀，产生不连续的虹吸。所以，一定要准确地控制排水管道的数目，并且选用合适的管径，以避免在降雨时发生排水不畅或积聚，减少对周边建筑的损害。排水管道设计完成后，也要考虑到以后的维修保养。在设计时，应注意以下几点：一是要选用合适的管材，按照建筑给排水工程的要求，选用 HDPE管、不锈钢管、涂塑复合管等。二是根据所建工程的实际情况，准确地计算出管线的力学参数，确定管线的直径，选用合适的管线，避免管线达不到雨水量的基本要求，引起管线的爆管，造成管线的浪费。例如， HDPE管材的内部非常的平滑，可以通过控制管径的大小，来控制水流阻力，增强排水的效果，这样就能很好的解决管道堵塞的问题。三是为解决由于下陷而造成的管线破坏，将排水系统铺设在建筑物内的钢筋水泥沟槽内。桥墩的直径应超过管道的直径约200毫米。此外，要做好管沟和管墩保护措施，对因沉降问题造成的管道损坏进行处理，对管沟进行有效地保护，从而降低管道埋设之后的维护问题。

3.2 建筑排水设计控制

在我国局部地区降水增多的背景下，本地区降水将持续增多。但是，虹吸排水系统能够实现满流排水，很容易就能达到最大流量，而且当其达到满流时，其动态负荷很大，导致排水管道振动强烈，水流噪声很大，给周围环境带来了很大的影响，影响了居民的生活质量。同时，因管道内各个管段的负压差异，也会引起管道的间歇抽水现象，严重影响了建筑的排水效果。如果虹吸式雨水排水管道设计不合理，则在降雨量大时，会造成雨水不能快速排出，进而产生雨水聚集的问题。这个时候，如果建筑的楼板产生了裂缝，那么就会在建筑的屋顶上产生漏水的问题，进而造成楼板中的钢筋腐蚀严重，这就会使建筑物的整体质量下降，影响到建筑物的整体使用功能，缩短建筑物的使用寿命。

3.3 降低管道内的噪音

在建筑工程给排水工程施工中，使用虹吸式雨水排水技术的时候，相关的设计人员一定要注意到建筑工程的整体美，从而提升建筑物的可用性，避免浪费建筑空间。此外，为了保证虹吸式降雨系统的顺利运行，还需要对下水道的噪声进行科学、有效的降噪，以防止噪声太大，对周边居民的日常生活造成影响。

3.4 选择合适的排水管料

在使用虹吸式雨水排水技术的时候，有关的设计人员要结合工程的实际情况，对排水管道的数量和外观进行严格的控制，以保证设计方案能够达到最好的效果，尽可能的防止质量问题的发生。在管道材料的选择上，可选用 HPDE管材，并符合最佳的设计原则，同时，设计人员还应综合考虑设计效益、施工环境影响因素等，尽量选用管径较小的管道材料，以免造成管材浪费。在使用虹吸雨水系统时，若水管材质不相配，则会造成水管破裂。因此，管道内的材料应保持平滑，从而达到降低阻力的目的，提高雨水排放的速度，加速给排水施工效率。

结束语：

结合以上分析得知，虹吸式排水管网现在已经广泛应用在给排水管网中。经过实例分析得知，虹吸排水系统的性价比比较高，后期的维修成本低，安装和运行简单，对周围环境影响比较小。所以，在日后的给排水工程中，设计人员还需充分考虑到建筑物高度、主体结构，对其优势有效发挥出来，提升其整体的排水效果，避免雨水对建筑物造成破坏，保障人们群众生活质量。

参考文献：

[1]刘雅琴.虹吸式雨水排水技术在建筑给排水工程中的应用探索[J].城市建设理论研究(电子版),2022(29):154-156.

[2]王强.虹吸式雨水排水技术在建筑给排水施工中的应用[J].建材发展导向,2022,20(08):124-126.DOI:10.16673/j.cnki.jcfzdx.2022.0085.