虹吸排水
虹吸排水 虹吸排水,全称为:屋面虹吸雨水排放系统,是利用伯努利方程式进行排水管道内压力计算,通过管道、管配件的管径变化从而改变排水管道内的压力变化,形成满管流,在压力的作用下快速排水的系统。 虹吸排水现象我们日常生活中多有接触,比如利用橡皮软管从金鱼缸内抽水,虽然橡皮软管有一部分高于金鱼缸内水面高度,但是仍可以通过压力,将金鱼缸内的水排出,这个就是一个典型的虹吸排水现象。 要想理解虹吸排水,我们首先要知道几个概念: 压力的单位是帕斯卡(Pa)1Pa=1N/㎡(牛顿/平方米) 1MPa==1000KPa=1000000Pa 1个标准大气压力=1.00336*0.098MPa=0.10108MPa=0.1MPa=100KPa 水头:也说压力水头,是单位质量的流体所具有的机械能,用高度表示,常用单位是米(m) 水头和压力的换算关系 1kg等于10米水头,1MPa约等于100米水头,由上面的概念我们可以知道,1个标准大气压力=10米水头 水头损失: 水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失. 可以说是流体力学中的能量损失,单位是米。 流体阻力:物体相对于流体运动所受的逆物体运动方向或沿来流速度方向的流体动力的分力,简单的说,就是:妨碍水流动的作用力 负压:我们在虹吸上通常所说的负压是指压力表上的读数。现实生活中,常温下,标准大气压力10米,则真空就是0米;如果在压力表上,常温下,假设标准大气压力为0米,则真空就是-10米;那么介于-10~0米之间的压力,我们称之为负压,这个负压只是表压,不是绝对负压(绝对负压低于真空)。 虹吸系统内的最大负压计算值,应根据系统安装场所的气象资料、管道的材质、管道和管件的最大、最小工作压力等确定,但不能低于-90KPa(备注:-90KPa表压即-9米水头,折成绝对压力为10000Pa),——CECS183:2005《虹吸式屋面雨水排水技术规程》3.3.4 检测要求管道耐负压《0.005MPa,及5000Pa,表压约为-95000Pa,即约为-9.5米,可以理解为:按照《CJ/T 250-2007 建筑排水用高密度聚乙烯(HDPE)管材及管件》的规定,负压达到-9.5米是,管道不会瘪掉!
理解以上概念后,我们再来说虹吸排水的优点: 1、要求使用更少、更细的管道;
(细管道便于隐蔽安装,使建筑美观。)
2、立管位置不受限制;
(为了建筑美观,某些地方不允许配置立管,或者就近配置立管将需要开挖长的地沟。开挖地沟在某些建筑中受到限制(如现代厂房),同时也加大工作量。)
3、要求能根据汇流特点在屋面上灵活配置雨水斗;
(合理配置雨水斗能够使大屋面上的雨水顺利排放,但应不影响立管位置。虹吸排水顺利解决了这一问题,它允许配置长的水平管,使雨水斗几乎可以放到屋面的任何位置。)
4、限制斗前水深,降低天沟负荷。
(虹吸专用雨水斗在大流量时只需很低的天沟水深。)
虹吸排水的适用领域 大型厂房:屋面檐高在4米以上,并存在内天沟,天沟长度在30米以上,厂房内部不允许有落水管。 这种结构的厂房采用重力排水难以将内天沟的汇水从天沟两端排出,厂房内部又不允许挖排水沟或者敷设埋地排水管。即使允许埋地管,埋地管需要的坡度也会给敷设带来很大麻烦。 大型公共建筑:如图书馆,体育场馆,机场候机楼,火车站站房和站台无柱雨棚,大型商场,裙楼,以及排水管可能影响建筑美观的场合。 在这些建筑上,一般都有数千平米以上的大型屋面,虹吸屋面雨水排放系统的优势可以得到充分的发挥。
不适宜采用虹吸排水技术的场合 汇水点的总水头低于3米而且天沟较长的建筑,水平管内无法形成足够的动力,起不到明显的虹吸作用。 住宅建筑的顶层没有布置尾管的足够空间,而且水平管内的流水噪声影响用户休息,加之住宅屋面面积不大,采用虹吸屋面排水需要慎重考虑。