屋面虹吸排水系統(tǒng)設(shè)計

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

傳統(tǒng)的屋面重力式排水系統(tǒng)采用重力式的雨水斗，流入雨水斗的雨水易摻入空氣，從而形成水、氣混合流，影響雨水斗的雨水量，且懸吊管需要較大的管徑和一定的坡度。通常，為了維持連接在同一懸吊管上的各個雨水斗的正常工作，連接雨水斗的數(shù)量一般不多于四只，因而增加了雨水管的根數(shù)。重力式屋面排水系統(tǒng)因受其水力特征的限制，造成排水立管多、管徑偏大，因此對于大面積工業(yè)及公共建筑屋面雨水排水系統(tǒng)來說，它具有一定的局限性。
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的屋面重力式排水系統(tǒng)所存在的缺陷，其排水能力也有很大的改善和提高，在滿足水力計算的情況下，懸吊管接入的雨水斗數(shù)量一般不受到限制，從而節(jié)省了不少的立管；而且，懸吊管不需作坡度，其安裝方便、外形美觀；另外，該系統(tǒng)按虹吸式壓力流計算可以減少選用管道的直徑。有壓流（虹吸式）屋面雨水排放系統(tǒng)是利用“伯努利”定律經(jīng)過潛心、縝密的驗證計算，充分利用屋面與地面的高差產(chǎn)生的能量，懸吊管中的負壓和立管中的正壓使該系統(tǒng)產(chǎn)生虹吸，并在滿流狀態(tài)下能快速排泄雨水。
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)形成的條件是：
　?、倬哂刑厥庠O(shè)計的能形成氣水分離的雨水斗；
　?、诠艿肋B接的密封性；
　?、蹜?yīng)進行精確的電腦程序化水力計算；
　?、芷轿蓓斨辽俨贾镁o急溢流口，帶檐溝的屋頂每邊都需要布置緊急溢流口；
　?、萜渑潘艿目偹^損失不得大于雨水管系進、出口的幾何高差，且懸吊管水頭損失不得大于80kPa.
　　1　工程概況
　　中國小商品城福田市場（一期工程）位于浙江省義烏市，工程總面積3118×104㎡，由A、B、C、D、E五個市場交易區(qū)組成，建筑層數(shù)為五層。屋面面積為41503㎡，屋頂平面標(biāo)高分別為1912m和1417m，結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架，屋面防水層為柔性防水層。義烏地區(qū)的地理及常年雨水情況：義烏位于東經(jīng)119°49′—120°12′，北緯29°02′13″—29°33′40″，四季分明，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年最大降水198719mm，日最大降水14612mm.
　　2　工程應(yīng)用
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)廣泛運用于工商業(yè)建筑及公共設(shè)施的大型屋面，包括平屋頂、斜屋頂、不同弧狀穹形屋面和其他各類屋面結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的虹吸式雨水斗可根據(jù)屋面或匯水漕的材質(zhì)進行調(diào)整配套，適用于隔熱/隔氣材質(zhì)屋面（如混凝土保溫屋面）、非隔熱/隔氣材質(zhì)屋面、不銹鋼/銅/鍍鋅/鋁合金等金屬材質(zhì)屋面。我們結(jié)合本工程的特點，認(rèn)為福田市場項目特別適合采用
　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)。虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的設(shè)計是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給排水設(shè)計規(guī)范（GBJ15-88）》修訂稿及參考國內(nèi)外同類系統(tǒng)的規(guī)范和先進的技術(shù)資料，設(shè)計時遵循以下原則：
　　（1）按照設(shè)計院提供的義烏地區(qū)暴雨強度和重現(xiàn)期計算雨水泄流量。義烏地區(qū)暴雨強度：
　　Q=3544（1+016375LgP）/（t+14）01845當(dāng)P取3年，q5=383195L/s•10000㎡
　?。?）結(jié)合義烏地區(qū)建筑工程的實際特點，劃分屋面排水分區(qū)和布置雨水系統(tǒng)（圖1）。
　?。?）根據(jù)每個排水分區(qū)計算雨水泄流量和雨水斗的泄流量，以選擇雨水斗并確定每個系統(tǒng)的雨水斗數(shù)量。
　?。?）根據(jù)建筑物的使用功能及建筑設(shè)計圖、屋頂建筑平面圖、屋面建筑物構(gòu)造圖和室外雨水管設(shè)計圖，確定雨水斗和水平懸吊管的設(shè)計位置和標(biāo)高。
　?。?）確定主立管和檢查井的位置，雨水斗與水平懸吊管之間的垂直連接支管和水平連接支管的位置、標(biāo)高和管段長度。
　?。?）根據(jù)每個系統(tǒng)的管徑、管件、管段長度、流量、流速等數(shù)據(jù)，進行水力計算，最終確定最佳工況下的系統(tǒng)構(gòu)成。
　?。?）根據(jù)每個系統(tǒng)圖中的數(shù)據(jù)，在平面圖上標(biāo)注出雨水斗和各管段，完成施工平面圖；根據(jù)需要繪制節(jié)點詳圖，完善材料清單，完成施工指導(dǎo)說明和計算書。
　　（8）本系統(tǒng)獨特的工作原理決定了本工程所有系統(tǒng)的水平管段均按照水平設(shè)置，但為了排空管內(nèi)的積水，應(yīng)設(shè)013%的坡度，坡向主立管。
　?。?）檢查口的設(shè)計按照GBJ15-88中的要求設(shè)計，其中心線距離地面為1m，室外埋地管的埋深設(shè)計按照設(shè)計院要求設(shè)計，其他方面的設(shè)計均參照GBJ15-88。
 
　　圖1　屋面排水分區(qū)與布置示意圖
　　3　系統(tǒng)選材
　　本系統(tǒng)管道采用排水用柔性接口鑄鐵管及管件（GBT12772-1999），是目前國際上通用的無承口管箍式直管和管件，該標(biāo)準(zhǔn)與ISO6594及歐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)基本相同。本工程所推薦的是歐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)排水鑄鐵管，它具有抗老化、防火、隔音、管壁光滑、摩阻小和使用壽命長的特點，用管箍連接各管段減少了管道重量和方便施工。
 
　　圖2　雨水斗示意圖
　　4　設(shè)計計算說明
　　設(shè)計參數(shù)DN50雨水斗的局部阻力系數(shù)ζ取115，雨水管的額定泄流量為6L/s水平，則I=10617×Q1185/C1185×dj4187
　　式中I為水頭損失（mH2O/m，1mH2O=918kPa）；
　　Q——為流量（L/s）；
　　dj——為計算內(nèi)徑（mm）；
　　C——為管道材質(zhì)質(zhì)數(shù)（鑄鐵管C=100）。
　　此外，本系統(tǒng)還使用了GEBERITDLSSOFT2WARE設(shè)計軟件自動設(shè)計和計算。此設(shè)計系統(tǒng)只需將建筑項目的下述數(shù)據(jù)經(jīng)過整理后輸入電腦即可得出所需數(shù)據(jù)。
　　5　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的安裝
　　福田市場屋面雨水排放系統(tǒng)由特制的雨水斗、彎頭、斜三通和采用涂塑工藝防腐的鑄鐵管道組成（國內(nèi)有好幾家廠家生產(chǎn)，如泰寧），管道接口為配套的特制橡膠套筒不銹鋼卡箍。管道的接頭密封良好，為保證施工質(zhì)量，除按照傳統(tǒng)的排水管道施工規(guī)程GBJ302-88進行安裝外，還遵循以下原則：
　?、儆晁返陌惭b應(yīng)保證一定的水平度。按照設(shè)計位置，將雨水斗調(diào)整水平后固定牢固。
　?、诟鞴芏螒?yīng)嚴(yán)格地按照設(shè)計的長度進行下料、安裝。如確因現(xiàn)場實際情況的限制需要改變管段的長度，則應(yīng)進行設(shè)計核算以決定是否需要改變直徑，以及如何改變，須根據(jù)核算的結(jié)果進行施工。
　?、酃艿赖墓潭ㄏ到y(tǒng)應(yīng)牢固、可靠。
　?、芩綉业豕軕?yīng)該安裝成水平狀態(tài)，無須坡度。主立管安裝施工時，應(yīng)保證其垂直度在允許的誤差范圍內(nèi)。埋地管道支座應(yīng)牢固可靠，能夠承受較大的水流沖擊力。
　?、莶讳P鋼卡箍接頭在安裝使用時，內(nèi)部的橡膠套筒要正確放置，避免將其放置翹曲從而導(dǎo)致漏氣、漏水現(xiàn)象的發(fā)生。固定用的緊固螺栓要循序漸進逐個擰緊，使每個螺栓受力均勻，管徑較大時宜采用測力扭矩扳手?jǐn)Q緊。
　　6　日常維修
　　根據(jù)有關(guān)資料顯示，整個虹吸系統(tǒng)由于沒有電力和機械裝置，而且雨水以一定的流速流經(jīng)管道，具有自凈能力。日常的維修工作幾乎是沒有的，唯一要做的是定期查看并清洗雨水斗。