虹吸雨水斗图片 虹吸雨水( 五 )


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但是,溶解在水中的气泡并不意味着管道内的气团 。如果排水管道内,中间部分是气团,沿壁部分是水流,这样就是传统重力雨水排放系统的管内流态 。管道内气团的存在,严重影响虹吸作用时管内满流状态的形成,水流在管内的充满度相当低,大大减小了系统的排水能力 。
3.3 系统的一体性和密封性
为保证虹吸排水的产生和持续作用,就要求从雨水斗到管道系统的整套排放系统必须是一体的,各部分紧密相连 。
如果雨水斗有一个完全敞开的入口,空气就会在水流旋转作用的带动下,从入口出进入整个雨水排放系统,这样就根本无法形成满流的虹吸状态,整个系统也不再是高效的虹吸式排放系统了,实际上已经作为一个传统的重力式排水系统在工作了 。
但是,重力式排放系统为了达到比较好的排放效果,在安装管道时要求悬吊管的最小坡度为2% 。而虹吸式系统的悬吊管安装坡度为零,没有重力势能的作用,整个系统无法有效进行排水 。
因此,只有当雨水口的入口处半敞开时,才能有效阻止空气随时进入系统,当斗前水深满足一定要求时,能够形成水封,完全隔断空气,迅速形成虹吸作用 。
除了必须保证入口处有效阻止空气进入,还必须保证系统管道中没有空气进入 。所以另一个要求就是系统的完全密封性,要保证管道无渗漏 。
为此,配件连接时不能采用橡胶密封圈,用承插的方式进行连接 。这样系统的气密性很难得到有效保证,容易导致管道渗漏 。
因为在虹吸作用时,管道内的管流是压力流的状态,一方面管壁承受压力,承插口处同样受压,容易发生渗漏;另一方面,一旦发生渗漏,则管内压力状态改变,影响正常的虹吸作用 。
3.4 屋面水位
只有当屋面水位达到一定程度时(根据不同的雨水斗产品有不同的固定值),整个系统才真正作为一个虹吸式雨水排放系统工作 。
在某个持续的降雨过程中,开始水位低于形成虹吸作用的高度,随着水位逐渐上升,达到这一特定值后,系统开始形成虹吸作用 。水位一直持续,直到屋面的雨水量小于虹吸系统的排水能力为止 。
但是,水位必须严格控制及限定在某一高度,否则屋面上累积的雨水会对屋面形成极大的未能预见的荷载,可能导致屋面结构的变形或者破坏,甚至出现渗漏 。
根据欧洲标准,屋面雨水的水位高度必须限制在55毫米内 。这个数字是长期实验和实际工程经验的结果 。可以将毫米水量换算至每平方米的雨水重量 。
由此可知,屋面承受的荷载与毫米水深的关系 。显而易见,当水位大于55毫米时,会对屋面结构产生相当大的重量负荷 。当在屋面或天沟设计时,必须考虑到这方面的情况 。
尤其对于天沟来说,水位绝对不可以超过55毫米,否则随着时间的推移,天沟将会慢慢变形 。对于排水系统和整个建筑产生非常大的影响 。
4.屋面排水技术的发展
4.1 重力流技术
目前国内绝大部分屋面仍采用重力流技术排水 。其优点是设计施工方便,造价低 。但随着建筑技术的不断发展,这种技术越来越难以满足对于复杂结构或大面积屋面对排水的要求 。
在这种背景下,压力流技术应运而生 。
4.2 压力流(虹吸)技术
4.2.1 重力-压力流
这种技术采用下沉式雨水斗,斗前水深较深;计算流态为一相流,不考虑渗气因素 。悬吊管为水平安装,管道结点即合流交汇点进行压力平衡计算,但水头损失计算以沿程水头损失为主 。由于雨水立管存在压力零点,这种立管上部也呈负压状态 。管系中的实际流态属于重力-压力流 。整个系统统只对雨水斗有较高要求 。