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虹吸排水系统的介绍和实际应用

0232给水排水2021-07-18 12:40:50


从前厕所的排水系统主要是吸水,这种结构吸水差,加上纸质不好很容易堵塞厕所;现在厕所的排水系统主要是虹吸式,因为吸水冲力大,人们做过一个实验:把毛巾扔进厕所,既然可以正常排出;这说明我们现代厕所的排水系统是完全没问题的,但是不建议模仿这个实验。一些厕所之所以配上纸篓,是因为建筑设计中的下水道有问题,其实这是不卫生的污染源,也是文明人的误解。

虹吸式屋面雨水排放系统采用特殊设计的雨水斗,使雨水在天沟非常浅的水深下,能在管道内形成满流状态。由于建筑物高度和落水所具有的势能,使管道产生局部真空,使雨水斗和水平管中的水流产生附加压力,形成虹吸现象。采用虹吸效应,大大加快排水管内水流速度,迅速排出屋顶雨水。

虹吸屋顶雨水排水系统由防漩涡雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、埋地管、雨水排水管、45度弯头、偏心异径短束节、Y型顺水三通和一些辅助材料组成。虹吸排水系统的排水管道设计必须符合当地国家标准,并能承受正、负压。例如,ABS,PVC,HDPE,PP,铜管,钢管和铸铁管在UV系统中有大量成功的应用。

雨初,雨量一般较小,悬吊管道内呈波浪流,有自由液面流动,随着雨量的增加,管道内逐渐呈现脉动流,拔拉流,雨量又进一步增加,系统出现间歇式虹吸现象,满管气泡流与满管汽水混合流,并逐渐趋于稳定,系统达到设计状态,出现水的单向流状态,系统稳定的虹吸形成。

虹吸排水系统与重力排水系统的比较。

常规的重力雨水排放系统是利用雨水自身的重力作用,通过排水系统的自流将雨水斗排出。将空气输送到整个雨水排泄系统中,空气约占管道空间的30-70%,排出的悬吊管必须具有一定的坡度。虹吸排水系统采用特殊的雨水斗式排水管,有效地阻隔空气进入,通过全系统的压力平衡计算,大大减少了雨水进入排水系统时夹带的空气量,终达到气、水分离的效果,形成满管流动。屋面雨水利用建筑物高度与地面落差的势能形成虹吸效应,迅速排干。

重力式排水系统是由天面沟集雨后,经雨水斗下接的立管通过自流式自流式排水系统排出。这类系统的管道不能完全充满水。当水流到立管壁时,通常只占立管截面的一部分,甚至小部分是水,大部分是空气。自流式排水系统是我国传统的屋顶排水系统。

虹吸排水系统当雨水开始落下的时候,排水采用重力原理。随着降雨水的增加,屋顶上的水位上升到一定高度,雨水斗会自动隔绝空气,产生虹吸现象,该系统也变成了一个排放式系统,将雨水抽到地面。对于大屋面,可以进行“分区排水”,整个屋面排水系统可以由多个子系统组成,其中每个子系统有一条排水沟,以避免伸缩缝。

该系统的设计是在沟内雨深达到一定深度时,先将尾管注满水达到虹吸状态,然后使整个系统产生虹吸,可使天面雨水快速排出。由于虹吸式的排水速度很大,需要经过消能井再排入市政雨水排水系统。通过这种方式,虹吸排水系统中的管道可大大小于重力流排水系统,也可排出数十年一遇的暴雨雨水。

虹吸排水收集系统应用于软基处理、路基增强、边坡防护、桥台加固、海岸边坡防护、水库库底加固等工程。以及地下车库顶板种植、屋顶种植、地下侧墙保护、排水,底板排水,隧道防水、排水,公路护坡,盐碱地、沙漠种植、人工湖等。

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