虹吸排水自下往上（神奇的虹吸排水）

2023-04-12 17:48:25 16

今天和大家一起聊聊建築物中的雨水排水系統——虹吸雨水排水系統。

一起來學習/複習一下虹吸雨水排水系統的原理是什麼？組成是什麼？相較於傳統重力排水的優勢又有哪些？

1.原理

在降雨初期，利用重力原理進行排水。當降雨量加大，屋面上的水位達到一定高度時，雨水鬥會自動隔空氣，從而產生虹吸，系統也轉變為高效的排放系統，抽吸雨水向下排放。

虹吸管-虹吸現象

即利用屋面與地面高差產生的能量，在屋面積水達到一定高度時，使得管道內不進入空氣，以滿管流狀態（即虹吸狀態）排水時產生負壓，管道內形成抽吸作用將雨水迅速排掉。

基於形成原理，利用「伯努利」方程，經過周密計算，有效控制和平衡管道內雨水的流速、壓力，使得雨水管道在短時間內達到滿管流狀態（即虹吸狀態），快速將雨水排出室外。

2.組成

虹吸式屋面雨水排水系統由防漩渦雨水鬥、雨水懸吊管、雨水立管、埋地管、雨水出戶管、45度彎頭、偏心異徑短束節、Y型順水三通以及一些輔料組成。

管道設計必須滿足當地國家規範並能抵抗正、負壓力的管道系統均可用於虹吸系統排水管道。比如ABS、PVC、HDPE、PP、 銅管、鋼管和鑄鐵管都大量成功地用於UV系統。

圖片來源於百度百科

3.演示

降雨初期，雨量一般較小，懸吊管內是一有自由液面的波浪流；

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隨著降雨量的增加，管內逐漸呈現脈動流，拔拉流；

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降雨量再增大，系統出現間歇式虹吸現象，出現滿管氣泡流和滿管汽水混合流，並逐步趨於穩定；

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降雨量進一步增大，系統達到設計狀態，出現水的單向流狀態,穩定且全面的系統虹吸形成；

具體形成示意圖

4.優勢

傳統重力式雨水排放系統是利用雨水本身重力作用，由屋面雨水鬥需經過排水系統自流排放。水流夾帶空氣進入整個雨水排放系統，空氣約佔管道30-70%空間，且排水懸吊管必須具備一定坡度。

虹吸式雨水排放系統通過特製雨水鬥能有效阻隔空氣進入，通過全系統壓力平衡計算，大大減少了雨水進入排水系統時夾帶的空氣量，最終達到氣與水分離的效果，在管內形成滿管流。利用建築物高度與地面落差勢能形成虹吸作用，屋面雨水快速排乾。

兩種排水系統優劣對比

在相同排水量的情況下，虹吸排水系統所需的鬥前水深要小於重力流系統。

比如，計算表明排水量為40L/s 時，用直徑300mm 的重力流雨水管，其鬥前水深100mm，而直徑100mm 的虹吸雨水管，其鬥前水深僅需85mm，這對屋面的建築和結構設計都非常有利。

虹吸系統所用管徑不僅比重力流小，而且可比重力流「少」。即一個橫管，一個立管，可以上接十餘個雨水鬥，而重力流系統則要多根立管。

虹吸系統的立管因數量少，可利用樓梯間、立柱旁等處敷設，不佔用更多的使用空間，橫管也可以敷設在非敏感的公共走廊等處。

延伸閱讀

如今，在國內虹吸式排水系統已經被廣泛的運用。

由於虹吸式排水系統能快速把屋面雨水排放，安裝簡便，適應現代建築造型等優點，在國內的工程中有國家體育場（鳥巢），首都機場T3航站，中央電視臺新址......還有上海科技館、廣州白雲機場航站樓等大面積屋面排水已經採用虹吸排水系統，在未來，將有更多的建築物採用虹吸排水系統。

所以，虹吸排水適合：

1、大型廠房：屋面簷高在4米以上，並存在內天溝，天溝長度在30米以上，廠房內部不允許有落水管。

2、大型公共建築：如圖書館，體育場館，機場候機樓，火車站站房和站臺無柱雨棚，大型商場，裙樓，以及排水管可能影響建築美觀的場合。

虹吸排水不適宜匯水點的總水頭低於3米而且天溝較長的建築。

因為水平管內無法形成足夠的動力，起不到明顯的虹吸作用。住宅建築的頂層沒有布置尾管的足夠空間，而且水平管內的流水噪聲影響用戶休息，加之住宅屋面面積不大，採用虹吸屋面排水需要慎重考慮。

對於虹吸排水你還有什麼補充？

歡迎大家在留言區各抒己見

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