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                                                    NEWS

                                                    將技術創新與房地產開發相結合,完善房地產開發、管理和服務等業務,提升開發品質,發揮技術和渠道優勢,鞏固已有市場份額,積極探索房地產穩定健康發展的長效機制。
                                                    虹吸式屋面雨水排放系統技術條件
                                                    【摘要】:在滿足流速大于等于0.7m/s的條件下,保證水流方向的持續流動性是維持虹吸作用的關鍵。特別是在管道轉彎角度相對較大,甚至呈90度的時候,很有可能因為管內流速的突然下降而引起虹吸作用被破壞。

                                                    水的持續流動性

                                                      在滿足流速大于等于0.7m/s的條件下,保證水流方向的持續流動性是維持虹吸作用的關鍵。特別是在管道轉彎角度相對較大,甚至呈90度的時候,很有可能因為管內流速的突然下降而引起虹吸作用被破壞。

                                                      因此,當水流有90度的方向改變時,此處彎頭的連接方式,必須注意設計一個銜接管段,以保證流速不會突然大幅下降,而是維持上升的狀態,從而整個虹吸式屋面雨水排放系統得以正常運行。

                                                      當系統中出現90度T型支管時,當橫管內水流以較快的速度沖向管壁突然遇到阻礙,在極短的時間內速度降為零。一方面對于管壁形成極大的沖擊,另一方面,水流撞擊管壁后又以一個與初始方向相反的速度,迅速的在管內形成回流,這樣,兩股方向相反的水流在管內沖撞,很容易形成水塞,阻礙排水管排放,破壞虹吸作用。

                                                      因此,必須采用相對較大的管徑,具體情況可根據管道的空間和環境情況來進行選擇。水力情況最好的選擇還是設計一個避免出現90度變化的銜接管段。

                                                      氣水混合流的存在

                                                      當系統管道內形成虹吸作用時,由于可供使用的管道管徑不一定恰好是計算所得的管徑尺寸,因此管道內部會有很多溶解在水中的小氣泡,并不是完全理想化的液體單相流。這些微小氣泡在流動過程中會逐漸釋放,然而這種氣水混合流而非氣水兩相流的流態,仍可以被看作虹吸作用是允許存在的狀態,并不影響虹吸作用的形成,也不影響系統的排水能力。

                                                      但是,溶解在水中的氣泡并不意味著管道內的氣團。如果排水管道內,中間部分是氣團,沿壁部分是水流,這樣就是傳統重力雨水排放系統的管內流態。管道內氣團的存在,嚴重影響虹吸作用時管內滿流狀態的形成,水流在管內的充滿度相當低,大大減小了系統的排水能力。

                                                      系統的一體性和密封性

                                                      為保證虹吸排水的產生和持續作用,就要求從雨水斗到管道系統的整套排放系統必須是一體的,各部分緊密相連。

                                                      如果雨水斗有一個完全敞開的入口,空氣就會在水流旋轉作用的帶動下,從入口出進入整個雨水排放系統,這樣就根本無法形成滿流的虹吸狀態,整個系統也不再是高效的虹吸式排放系統了,實際上已經作為一個傳統的重力式排水系統在工作了。

                                                      但是,重力式排放系統為了達到比較好的排放效果,在安裝管道時要求懸吊管的最小坡度為2%。而虹吸式系統的懸吊管安裝坡度為零,沒有重力勢能的作用,整個系統無法有效進行排水。

                                                      因此,只有當雨水口的入口處半敞開時,才能有效阻止空氣隨時進入系統,當斗前水深滿足一定要求時,能夠形成水封,完全隔斷空氣,迅速形成虹吸作用。

                                                      除了必須保證入口處有效阻止空氣進入,還必須保證系統管道中沒有空氣進入。所以,另一個要求就是系統的完全密封性,要保證管道無滲漏。

                                                      為此,配件連接時不能采用橡膠密封圈,用承插的方式進行連接。這樣系統的氣密性很難得到有效保證,容易導致管道滲漏。因為在虹吸作用時,管道內的管流是壓力流的狀態,一方面管壁承受壓力,承插口處同樣受壓,容易發生滲漏;另一方面,一旦發生滲漏,則管內壓力狀態改變,影響正常的虹吸作用。

                                                      屋面水位

                                                      只有當屋面水位達到一定程度時(根據不同的雨水斗產品有不同的固定值),整個系統才真正作為一個虹吸式雨水排放系統工作。

                                                      在某個持續的降雨過程中,開始水位低于形成虹吸作用的高度,隨著水位逐漸上升,達到這一特定值后,系統開始形成虹吸作用。水位一直持續,直到屋面的雨水量小于虹吸系統的排水能力為止。

                                                      但是,水位必須嚴格控制及限定在某一高度,否則屋面上累積的雨水會對屋面形成極大的未能預見的荷載,可能導致屋面結構的變形或者破壞,甚至出現滲漏。

                                                      根據歐洲標準,屋面雨水的水位高度必須限制在55毫米內。這個數字是長期實驗和實際工程經驗的結果。

                                                      可以將毫米水量換算至每平方米的雨水重量:

                                                      由此可知,屋面承受的荷載與毫米水深的關系。顯而易見,當水位大于55毫米時,會對屋面結構產生相當大的重量負荷。當在屋面或天溝設計時,必須考慮到這方面的情況。

                                                      尤其對于天溝來說,水位絕對不可以超過55毫米,否則隨著時間的推移,天溝將會慢慢變形。對于排水系統和整個建筑產生非常大的影響。

                                                      技術發展

                                                      重力流技術

                                                      目前國內絕大部分屋面仍采用重力流技術排水。其優點是設計施工方便,造價低。但隨著建筑技術的不斷發展,這種技術越來越難以滿足對于復雜結構或大面積屋面對排水的要求。

                                                      在這種背景下,壓力流技術應運而生。

                                                      壓力流(虹吸)技術

                                                      1 重力-壓力流

                                                      這種技術采用下沉式雨水斗,斗前水深較深;計算流態為一相流,不考慮滲氣因素。懸吊管為水平安裝,管道結點即合流交匯點進行壓力平衡計算,但水頭損失計算以沿程水頭損失為主。由于雨水立管存在壓力零點,這種立管上部也呈負壓狀態。管系中的實際流態屬于重力-壓力流。整個系統統只對雨水斗有較高要求。

                                                      由于計算不屬于精確計算范疇,因此產生虹吸的效率較低,系統對屋面的負荷要求較大,工作穩定性較低,系統壽命難以保障。屬于早期虹吸技術。

                                                      2 虹吸-壓力流

                                                      這是目前國際上最先進的虹吸技術。

                                                      該技術采用強制虹吸式雨水斗,斗前水深較潛。計算流態為汽水混合流,考慮滲氣因素,因此與實際情況極為接近。懸吊為水平安裝,采用全系統壓力平衡計算,一般為計算機軟件計算。管材材質,粗糙度和管件的當量長度是計算重點所在。虹吸會在一定瞬間激發。該技術對系統的整體性及計算精度有很高的要求。而計算精度又與大量的實驗及工程經驗數據有直接關系。

                                                      該系統產生虹吸的效率很高,系統對屋面的負荷要求較小。系統工作穩定性高,系統壽命可以充分保障。屬于成熟的虹吸技術。


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