当雨水斗为淹没泄流时，雨水斗有最大泄流量，水流流态为单相压力流。由于传统雨水斗几何形状的设计，掺气是不可避免的，而提高天沟水位深度又对建筑屋面很不利。为此，国外有些公司对雨水斗进行了专门设计，使天沟水位较小时，就可实现雨水斗不掺气或少掺气，在管道内形成虹吸，迅速排除雨水。
传统雨水排水系统与虹吸式雨水排水系统的设计示意如图17-3所示，虹吸式雨水系统的特点是悬吊管管径、立管管径小，可充分利用负压区的抽吸力，并在立管底部放大管径，尽可能减小压力零点向上移动。
图17-3 两种雨水排水系统的比较
（a）传统系统；（b）虹吸式系统
虹吸式屋面雨水排水系统的特点：雨水斗掺气量小，排水能力大，悬吊横管可不设坡度，悬吊管上可连接多个雨水斗，立管数量少，节省管材，管内流速高，有利于提高自净能力。
二、虹吸式屋面雨水排水系统的工作原理
虹吸式屋面雨水排水系统由虹吸式雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、埋地管、雨水出户管（排出管）组成。国产化的虹吸式屋面雨水排水系统开发了具有良好整流功能的下沉式雨水斗系列产品，在设计降雨强度下雨水斗不掺入或少掺入空气，降雨过程中相当于从屋面上一个有稳定水面的小水池向下泄水，经屋面内排水管系，从排出管排出，管道中是全充满的压力流状态，屋面雨水的排水过程是一个虹吸排水过程。虹吸式屋面雨水排水系统内管道的压力和水的流动状态是变化的。降雨初期降雨量较小，悬吊管内是一种有自由表面的波浪流，随着降雨量的增加，管内呈现脉动流、拉拔流，进而出现满管气泡流和满管气水乳化流，直至水的单相流状态。降雨末期，雨量减少，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低到某一定值，雨水斗开始有空气掺入，排水管内的真空被破坏，排水系统从虹吸流工况转向重力流工况。在降雨的全过程中，随降雨量的变化，悬吊管内的压力和水流状态会反复变化。与悬吊管的情况相似，在水量增加时，立管内水流会从附壁流向气塞流、气泡流、气水乳化流、水单向流过渡。
虹吸式雨水斗的特性：下沉式雨水斗置于屋面层中，上部盖有进水格栅。降雨过程中，通过格栅盖进入雨水斗的屋面雨水落入深斗内；斗内带孔隙的整流罩使处于涡流状态的雨水平稳地以淹没泄流进入排水管。下沉式雨水斗最大限度地减小了天沟的积水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小；同时使雨水斗的出口获得较大的淹没水深，消除了在设计流量下工作时的大量掺气现象，提高了雨水斗的额定流量。
三、虹吸式屋面雨水排水系统水力计算要点
1.水力计算要点
水力计算的目的是充分利用系统提供的可利用水头，减小管径，降低造价；使系统各节点由不同支路计算的压力差限定在一定的范围内；保证系统安全、可靠、正常地工作。
水力计算是在初步布置的管路系统上进行的，计算的成功要遵守水力计算的各项要求。因此，管路系统不同区段的管径、连接的配件，以至管路的布置都可能有所变动。水力计算有如下要点：
（1）管道的设计最小流速不小于1m/s，使管道有良好的自净能力，这一要求适用于系统的所有管段；最大流速常发生在立管上，宜小于6m/s，以减小水流动时的噪音，最大不大于10m/s。系统底部的排出管的流速小于1.5m/s，以减小水流对排水井的冲击。
（2）排水管系统的总水头损失与排水管出口速度水头之和应小于雨水斗天沟底面与排水管出口的几何高差，其压力余量宜稍大于100mbar（1mbar=100Pa）。
（3）虹吸式屋面雨水排水系统的最大负压值在悬吊管与总立管的交叉点。该点的负压值，应根据不同的管材而有不同的限定值，防止水的空化及对管道的破坏。对于使用铸铁管和钢管的排水系统应小于-900mbar；对于塑料管道，管径50～160mm时应小于-800mbar，管径200～300mm时应小于-700mbar。
（4）虹吸式屋面雨水排水系统各节点由不同支路计算得到的压力差不大于-150mbar。
（5）虹吸式屋面雨水排水系统使用内壁喷塑柔性排水铸铁管或铜管及高密度聚乙烯管等。
（6）虹吸式屋面雨水排水系统管道的局部阻力损失应仔细计算。采用海曾-威廉公式计算管道的沿程阻力损失。
2.设计步骤
（1）计算屋面汇水面积。(www.xing528.com)
（2）计算总的降雨量。
（3）布置雨水斗，组成屋面雨水排水管网。
（4）绘制水力计算草图，标注各管段的长度。
（5）估算管径：对水平悬吊管采用悬吊管的总阻力损失值700mbar，除以总等效长度，计算出单位管长的压力损失的估算值，以此选出各管段的管径。立管与排出管管径可采用相应的控制流速初选管径，一般立管可比悬吊管最大直径小一号；
（6）进行第一次水力计算，计算结果若已满足要求，则可按计算结果绘成正式图纸；
（7）若第一次计算不满足有关的要求，则应对系统中某些管段的管径进行调整，必要时有可能对系统重新布置，然后再次进行水力计算，直至满足为止，按最后结果绘制图纸。
四、管材的选用及安装敷设
1.管材
常用高密度聚乙烯管、喷（涂、衬）塑钢管和卡箍式离心承压排水铸铁管，重要建筑可用不锈钢管。
在塑料管中推荐使用高密度聚乙烯管材，这种管材有良好的物理和化学性能；掺有炭黑的管材显著地提高了防紫外线的能力；管材可热熔连接，方便牢固；异形管件可临时焊制。由于虹吸排水管系中既有正压也有负压，对管材有一个限制负压下的渗气量问题，高密度聚乙烯管负压下的抗渗气性优于其他塑料管材。
钢管是雨水排水的传统使用管材，为加强钢管的防腐能力，可在管内喷（涂、衬）塑，采用沟槽式连接配件钢扣卡箍连接。
近年来，卡箍式离心排水铸铁管在建筑排水中获得了广泛应用。管材采用离心铸造、组织致密、表面光滑，采用不锈钢卡箍柔性连接。使用这种管材要注意DN200以上的管件要单独定货，且比较粗重。
2.安装敷设
平屋面排水系统宜采用DN50虹吸式雨水斗。DN75、DN100虹吸式雨水斗一般用于设有天沟的屋面排水系统。
雨水斗的安装见《给水排水国家标准图集》01S302。
雨水斗的间距应由汇水面积的计算并结合结构和柱网情况决定。一般雨水斗的间距可采用12～24m。
同一虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗应该设在同一水平面上。
虹吸式屋面雨水排水系统的悬吊管不要求安装坡度。
雨水斗安装于金属屋面天沟内，DN50雨水斗天沟宽度应大于450mm，DN75雨水斗天沟宽度应大于500mm。
同一建筑物的雨水排水立管不少于2根。立管在±0.00地面上方1m处设检查口。
多斗雨水排水系统，靠近主立管的雨水斗支管不可以直接与主立管相接，应接在水平悬吊管上。
出户管与排水井连接处必要时应做消能稳流处理。
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