虹吸排水和重力雨水的區別
傳統的重力式雨水排水系統利用雨水本身的重力,屋頂雨水斗需要通過排水系統自行排水。水流夾帶空氣進入整個雨水排水系統,空氣約占管道空間的30-70%,排水懸吊管必須有一定坡度。虹吸雨水排水系統可有效阻擋空氣通過專用雨水斗進入。通過對整個系統壓力平衡的計算,大大減少了雨水帶入排水系統的空氣量,最終達到了氣水分離的效果,在管內形成了全管流。利用建筑高度和地面落差的勢能形成虹吸作用,可以快速排出屋面雨水。
虹吸工程排水與重力進行排水的比較
1、重力流排水系統:
自流排水系統是雨水經天溝收集,經雨水斗下連接的立管重力排放。該系統的管道不能完全充滿水。水沿立管壁向下流動時,通常只占立管段的一部分,甚至有一小部分是水,一部分是空氣。重力流排水系統是一種傳統的屋面排水方式。它具有設計施工簡單、運行安全可靠的特點,但其缺點是管道設置相對較多,占用空間較大。
重力流雨水系統,需要控制系統在設計重力流狀態范圍內的流動。否則,雨水的溢出進入人體系統,流量狀態將超過重力無壓力流動,劇烈的壓力波動會對系統造成損害,如垂直管道損壞、室內檢查井等安全事故。
2虹吸排水系統:
在降雨初期,重力原理被用于排水。當降雨量增加,屋頂的水位達到一定高度時,雨水桶會自動隔離空氣,形成虹吸管,系統也會轉化為高效的排水系統,將雨水向下泵送。大型屋面可以“小區排水” ,整個屋面排水系統可以由幾個子系統組成,每個子系統有一個排水溝,這樣排水溝就可以避免伸縮縫。
該系統的設計是當天溝中的雨水深度達到一定深度時,尾管注水達到虹吸狀態,然后將整個系統虹吸,可以使天空中的雨水快速排出。由于虹吸排水的高流速,將通過消能井排入市政雨水排水系統。降雨量少時,虹吸系統只能作為重力流系統使用。這樣虹吸排水系統每隔幾十年就可以用比重力流排水系統小得多的管道排出一次暴雨水。
在相同標準排水量的情況下,虹吸工程排水管理系統發展所需的斗前水深要小于自身重力流系統。比如,計算結果表明由于排水量為40L/s 時,用直徑300mm 的重力流雨水管,其斗前水深100mm,而直徑100mm 的虹吸雨水管,其斗前水深僅需85mm,這對提高屋面的建筑和結構進行設計都非常重要有利。虹吸作用系統研究所用管徑不僅比重力流小,而且具有可比傳統重力流“少”。即一個通過橫管,一個立管,可以按照上接十余個雨水斗,而重力流系統方面則要多根立管。
另外虹吸系統的橫管可以水平安裝,而重力流系統其橫管必須有不小于0.005 的坡度,將使橫管末端降低,從而影響使用空間或影響建筑結構處理。虹吸系統的立管因數量少,可利用樓梯間、立柱旁等處敷設,不占用更多的使用空間,橫管也可以敷設在非敏感的公共走廊等處,總之,給建筑設計一個有利的條件。