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屋面虹吸式雨水系统

传统重力式雨水斗与虹吸式雨水斗性能比较

 

 

传统重力式雨水系统,是由雨水斗和垂直落水管网组成的。雨水斗收集的雨水通过垂直落水管排至地下排水管网中。为保证雨水顺利流至排水管网,这种传统重力式雨水系统结构所需的排水管管径往往比较大,且与其相连的地下管网的管径也比较大。这主要是由于系统内处于恒定的大气压力(见图2) ,雨水只靠垂直管道水落差产生的动力和水平管道的坡度流动。顺着垂直落水管像瀑布一样下流的雨水在水平管道内产生翻腾(见图2) ,这样即便是在最大降雨量的情况下,水平管内也有超过横截面积1/2的空间充满了空气。也就是说,若能排除空气,相同的水量只需传统重力式雨水系统1/2的管道截面积就能排出。由于传统重力式雨水系统无法除去空气,提高其排水能力受到很大的限制。加之其流速低,雨水中夹带的固体颗粒物容易在水平管道中沉积。这种雨水系统的低效率是由其结构造成的,特别是安装在大跨度的建筑屋面上,上述的缺陷显得更为突出。
         
虹吸式雨水系统,主要特点是在雨水排泄过程中管道内形成连续的100%满流状态,这种状态是在虹吸式雨水系统中自然形成的,管网系统中无需进行特殊安装,无需增加任何电气控制装置和真空装置等。
虹吸式雨水系统不需要专门的安装工具和特殊安装程序,它所使用的管材和管件与传统的重力式雨水系统是一样的。由于虹吸式雨水系统的水平管道无需设计坡度,这样可以在天花板上的空间内安装很长的水平排水管,减少埋地水平管道挖沟、找坡度和土方回填等工程量。
虹吸式雨水系统的设计使得当雨水灌满雨水斗时系统是处于低于大气压(负压)的状态下运行的。系统管道内的水流可以获得比传统重力式雨水系统更高的流速,这个流速可以达到0.9-9米/秒。这就意味着降雨量越大,雨水从屋顶排出速度越快。由于虹吸式雨水系统管道内流速比较高,减少了雨水中夹带的固体颗粒物在管道内的沉积,具有良好管道自洁性能。当降雨量小的时候,它仍然可以像传统的重力式雨水系统一样排出雨水。
虹吸式雨水系统(见图4)的特性使得其管道的直径比传统结构要小,例如:传统雨水系统采用的8吋管道,在这个系统中只需4-6吋就可以达到相等的排水量。垂直落水管的数量也大大减少了,降低了管道的材料费用和安装费用。由于这种系统无需在每个雨水斗下设置垂直落水管,它更适合用于大跨度屋面排水。
        

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