一、雨水系統(tǒng)的分類及虹吸雨水的發(fā)展歷史
雨水排放系統(tǒng)分為兩種,重力流雨水系統(tǒng)和虹吸雨水系統(tǒng)(壓力流)。目前我國大部分建筑的雨水系統(tǒng)是選用重力流雨水系統(tǒng)。
隨著虹吸雨水系統(tǒng)的成熟,虹吸雨水開始普及開來。歐洲一些國家最早發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用了虹吸雨水技術(shù),上世紀(jì)90年代虹吸雨水這一技術(shù)由德國傳入我國,這一技術(shù)從起步至今已經(jīng)發(fā)展了將近半個(gè)世紀(jì),隨著科技的發(fā)展,這一技術(shù)將更為廣泛的應(yīng)用到我們的生活領(lǐng)域。依靠其良好的性能虹吸雨水越來越受到設(shè)計(jì)者們的關(guān)注,隨著將近20年的發(fā)展,這一技術(shù)在我國越來越多的應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中來。
二、虹吸雨水系統(tǒng)組成及原理
虹吸雨水系統(tǒng)是由虹吸雨水斗、管材(懸吊管、立管、排出管、連接管)、管件、固定組件、檢查井組成。與普通雨水排水系統(tǒng)相比,虹吸雨水斗的作用在此技術(shù)運(yùn)用當(dāng)中是最為重要的。當(dāng)然排水管道的要求也是必不可缺的。虹吸雨水的原理就是在設(shè)計(jì)強(qiáng)度下虹吸雨水斗能夠?qū)τ晁M(jìn)行整流,形成水氣分離,使系統(tǒng)呈負(fù)壓狀態(tài)形成壓力排水。降雨過程中相當(dāng)于屋面有一個(gè)穩(wěn)定的小水池向下泄水,管道中是全充滿的壓力流狀態(tài)屋面雨水,經(jīng)屋內(nèi)排水管系從排出口排出。
虹吸雨水在排水過程當(dāng)中,雨水的流動(dòng)分為三種階段:重力流、兩相流、滿管壓力流。在剛開始降雨的時(shí)候虹吸雨水排水與普通重力流排水相同,雨水匯集量少,排水管道中的雨水受重力影響自然排出,這一階段為重力流階段。隨著降水量的增加,雨水匯集量也越大,此時(shí)在虹吸雨水斗位置水深加大,空氣進(jìn)入也隨之減少,管道內(nèi)形成時(shí)斷時(shí)續(xù)的滿管流以及摻雜部分空氣的滿管流。我們管這一階段叫做兩相流階段。隨著降水的進(jìn)一步發(fā)展,雨水量的進(jìn)一步增加,雨水斗前的積水已經(jīng)將雨水斗全部覆蓋,導(dǎo)致空氣已經(jīng)不能再進(jìn)入排水管道。此時(shí)排水管道中則為滿管雨水排放,我們稱此階段為滿管壓力流階段。
三、虹吸雨水的優(yōu)點(diǎn)
與重力流雨水系統(tǒng)相比虹吸雨水系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、虹吸雨水的排水量比同規(guī)格重力流排水系統(tǒng)的排水量要大。原因就是在排水過程當(dāng)中,重力流排水系統(tǒng)排水管中含有大量的空氣,并且流體是重力自然流,而虹吸雨水排水系統(tǒng)排水管道則是滿管壓力流。相比重力自然流,虹吸雨水沒有空氣的阻力,并且在滿管壓力流排水過程中形成負(fù)壓,從而管道內(nèi)雨水的流速以及流量相比重力流要大很多。所以說在相同條件下虹吸雨水的泄流量要比重力雨水大很多,從而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。
2、虹吸雨水比重力排水在安裝當(dāng)中所占的建筑空間要小。重力排水依靠的是流體重力自然排水,不可避免的就要求管道需要一定的坡度。而虹吸雨水由于其原理,其排水懸吊管是不需要坡度的。相比較而言就大大的節(jié)省了建筑空間,解決了建筑空間狹小管路錯(cuò)綜繁雜雨水管道安裝困難這一難題。虹吸雨水在設(shè)計(jì)當(dāng)中可以根據(jù)需要在滿足水力計(jì)算的前提下,隨意的增加雨水斗數(shù)量。一般懸吊管可達(dá)150米左右,從而減少了立管的數(shù)量。同時(shí)也減少了室外檢查井的數(shù)量。
3、由于系統(tǒng)形成虹吸現(xiàn)象后是處于壓力流狀態(tài),系統(tǒng)雨水流速較大,能夠起到對(duì)管道的沖刷作用,具有自清潔作用。大大減少了由于臟亂雜物堵塞管道的情況,從而減少了對(duì)管道的檢修。
4、虹吸雨水在滿足水力計(jì)算的前提下,虹吸雨水斗的安裝更加隨意。因此不受現(xiàn)代建筑物藝術(shù)外形的局限。虹吸雨水排水量大這一優(yōu)點(diǎn)相比重力流排水減少了雨水斗的安裝,從而簡單了施工過程,在使用后期減少了建筑物的使用隱患(屋面漏雨)等情況的發(fā)生。
5、虹吸雨水在進(jìn)入后期滿管壓力流時(shí),管道內(nèi)是沒有空氣的。所以在此排水過程當(dāng)中管道內(nèi)不會(huì)因?yàn)橛锌諝怃鰷u而形成排水噪音。所以高效的排水、噪音的減小對(duì)于現(xiàn)代高品質(zhì)要求更能滿足現(xiàn)代高速發(fā)展的社會(huì)要求,更加環(huán)保、綠色。對(duì)于噪音大小有嚴(yán)格要求的房間管道經(jīng)過時(shí)可采取有效的隔音措施滿足房間的要求,這一優(yōu)點(diǎn)是重力排水所不能比擬的。
6、適合大面積、大跨度屋面排水系統(tǒng)采用。例如大型體育場(chǎng)館、大型倉儲(chǔ)中心、大型展覽館、大屋面廠房、大型購物中心、機(jī)場(chǎng)、機(jī)庫、其他大型屋面或頂板建筑物。


