[大屋面建筑虹吸雨水系统应用与探讨]虹吸式屋面雨水排水系统技术规程

来源:文库题库 发布时间:2019-03-12 05:40:45 点击:

  一 工程概况      深圳市福田交通综合枢纽换乘中心位于深圳市福田区竹子林,建筑总高度28.80m,总占地面积约7.8万m2,主体建筑面积约13.2万m2,附属建筑面积0.33万m2,总建筑面积约13.5万m2。本项目屋面为混凝土屋面,及钢架屋面,屋面总汇水面积为26464.9m2。雨水系统设计重现期P-10年,5分钟暴雨强度q5=6.34L/s,100m2。虹吸系统雨水斗主要设在标高为28.8m的钢架屋盖层和标高为24m的混凝土屋面层,其中钢架屋盖层汇水面积为4419.8m2,共设5个25L/s及7个40L/s不锈钢虹吸雨水斗;混凝土屋面汇水面积为22045m2,共设46个25L/S不锈钢虹吸雨水斗。竣工验收3年以来,运行良好,特别是经受住了2009年深圳少见的100年一遇的暴雨,没出现设计事故,证明系统设计是可行的。
  
  二 虹吸雨水与重力流雨水的分析对比分析
  
  以深圳市福田交通综合枢纽换乘中心为例,若采用重力流雨水系统,重现期10年,5分钟暴雨强度q5=6.34L/s.100m2,取DN100的87型雨水斗,则须布置约155个雨水斗,DN100立管的155根,雨水井数量也要与雨水立管相匹配,数量也不少,这个平面布置及施工实施上是很困难的。而采用虹吸雨水系统则雨水斗数量减少了为58个,立管数量减少了为16根。非常利于平面布置。
  重力流雨水系统构造较简单,降雨初期斗内为大气压,降雨中期随着斗前水位的增高,斗内出现负压,水流开始掺气,流速加快;当水流进入水平横管后,流速减慢,随着水流管内负压的增大,开始出紊流状态,水流阻力也随着增大,进入到排出管后受阻碍,流速急剧降低,产生水跃流入检查井,因而阻碍了雨水斗的出流水量,造成屋面雨水排放的不顺畅及不及时,对屋面结构产生了很大的安全隐患。
  虹吸雨水系统是利用屋顶专用虹吸雨水斗实现水汽分离。降雨初期由于重力作用,管道内产生真空,随着降雨历时的增大,管道开始出现压力流状态,此时管内与雨水斗之间形成虹吸现象,不断进行有压排水,直至雨水管内达到完全满流状态。在降雨大于排水过程中,斗前水位不断加深,由于虹吸作用的影响,使得整个系统能快速排放屋顶上的雨水。虹吸系统管道均按满流有压状态设计,悬吊管可做到无坡度敷设,当虹吸作用产生时,管内水流流速很高,充满度也达到1.0,大大提高了流量,有较好的自清作用。
  
  三 虹吸雨水与传统重力流雨水系统的比较优势
  
  1、虹吸雨水泄流量要远大于重力流系统中同一管径排水管的泄流量,也即排除同样的雨水流量,采用虹吸排水系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水管管径;其埋地排水管数量较少及管径也比重力流系统小。
  2、一般情况下,虹吸管道无需坡度或采用较小坡度,便于管道的安装及布置,节省安装空间。
  3、虹吸系统雨水横管负担的雨水斗较多,大大减少了横管的数量,减少了占用吊顶的空间,大大方便建筑吊顶的空间布置。
  4、管道内为满流,降低了水流的噪音。
  5、立管数量较少,便于建筑装饰及减少管井的数量。
  6、排出管数量的减少也同时减少了室外检查井的数量,减少了工程造价。
  
  四 虹吸雨水的劣势
  
  作为一种先进的雨水排水系统,虹吸雨水排水系统采用的管材是承压管道,其造价比普通的重力式雨水排水系统要高,虹吸雨水斗也比普通的69、87、79型雨水斗要高。若应用于多层建筑则因其高度太小,形成不了负压,造成浪费。同时若应用于全年降雨量较少的地区也会因其雨量太小产生不了虹吸作用,造成与设计的初衷不符,影响其应用效果。
  
  五 结论
  
  在选择屋面雨水排水系统时,应结合建筑物的功能、使用要求、建筑结构特征、建筑物所在地区的气象条件等方面综合考虑,进行技术、经济比较后确定合适的雨水排水系统。
  通过上述对虹吸式排水系统和重力式排水系统的比较分析我们可以看出,虹吸雨水排放系统在大面积屋面雨水的应用中具有非常明的优势,也必将是将来此类公共建筑屋面雨水排水的发展方向。

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