建筑排水技术进展(20100621济南).pptVIP

1 重力屋面排水系统存在的主要问题 虹吸生成过程描述 水平管充满后能否向立管充满过渡，取决于流量QS和立管直径的配合。这是一个理想化的过渡过程，不管实际过程如何，在尾管和立管充满这些关键点上，存在着必须满足的条件。 5 虹吸排水要解决的根本问题是什么？ 利用大气压力（这个压力有限，和高度有关） 将远离立管的雨水斗汇水 经水平铺设的横管 输送到立管顶端 解决了这个根本性问题，就会看到虹吸排水的许多优点，同时也可以看出在什么样的情况下才适合于应用虹吸排水系统： 要有高度（条件），大的汇水量且存在横管，或者希望减小管道尺寸（需求） 6 实际排水过程 理想的虹吸排水过程只是一种临界状态，因为汇水量不可能始终恰恰等于排水量。当雨量大于排水能力时，天沟水位会持续上升；当雨量小于最大排水能力时，首先出现的是气水混合流，随后过渡到重力流状态。 虹吸排水和重力排水之间的主要不同点是，虹吸排水达到设计排水能力有一个过渡过程，而达到设计排水能力后就进入明显的饱和状态。 虹吸排水系统设计必须考虑这两个因素。 7 虹吸屋面排水的主要优点和适用范围 7.1 优点 流速，管径小，便于隐蔽安装。 水平管可无坡度长距离延伸，雨水斗和立管布置自由； 免去了大量的地沟开挖工作。 专用雨水斗有效限制天沟水深。 7.2 适用范围 总水头在3米以上的建筑，以形成必要的负压； 大屋面公共建筑； 现代工业厂房，不允许室内开挖地沟； 屋面下方须有架设水平管的空间，一般的住宅和办公房会受到限制。 8 尾管在虹吸形成过程中的作用 利用尾管水头，获得了一个起始流量，这个流量形成的 流速必须能够使立管达到充满程度，有效势头进一步增加， 从而使流速进一步上升。 尾管过短，起始流量很小，立管顶端达不到充满的程度， 虹吸过程也无法形成。 规程中建议尾管高度不小于1米，是一种安全建议。实 际工程中由于吊顶高度或管道布置的限制，可能要求缩短尾 管。在工程实例中，500mm长的尾管依然能够正常工作。 不同雨水斗和尾管高度所形成的起始流量 9 如何处理短尾管系统 对规程中提供的短尾管安全性的验算方法，既不实用，也缺少资料。我们在实践上采用的是验算无立管最大流量能否充满立管的方法。假定没有立管而只有尾管、连接管和水平管以及水平管末端的弯头、变径，可以求得此时系统充满状态的最大流量，此流量主要和尾管高度、水平管长度、直径有关。此流量只要能够超过立管上段的充满临界流量，虹吸过程就能够顺利发展下去。 如果工程中遇到必须设置短尾管的情况，解决的主要方法有三点：加大雨水斗尾管直径（相当于采用较大规格的雨水斗）；加大水平管直径；适当减小立管上段的直径。 如果水平管很短（3米以内），或者水平段有明显的坡度，短尾管对虹吸生成不会产生明显影响。 在实践中，为了提升立管顶端的水头，防止过低的负压，会把立管上的第一个变径向下移动，这时尽管立管顶端直径会较大，但立管内仍有一段细管，在此段细管被充满后能够使虹吸过程发展下去。 11 虹吸过程中管道内的压力限制 设计规程中要求最低压力不低于-9kPa。 管道中出现过低的压力（低于水的空化压力，即常温下的饱和蒸汽压力），水中就会迅速产生大量蒸汽泡，从而降低了水的密度，大大影响系统的排水能力。 计算表明，虹吸系统中的最低压力一般出现在立管顶端，但是也可能出现在立管上的其他管径突然缩小的部位，这要看上游管道水头损失的大小以及流速的大小。 最低压力的限制也说明虹吸系统可用的水头最大也超不过10米，系统设计中在各个环节必须特别关注降低阻力。 管道内存在负压要求管道必须具有足够的环刚度。环刚度不足（材质，壁厚，均匀度）是造成管道被吸瘪的根本原因。 如果建筑结构允许，加长尾管是充分利用建筑高度的有效办法。 降低水平管可充分利用建筑水头： 12 无悬吊管虹吸排水系统 方案：尾管延长直接落地，将横管埋入地下。优点如下： 能够快速形成有压排水状态 地沟的开挖量比重力排水大大减少 地沟不需要坡度，能够明显抬高市政排水管线的入口高度 系统综合成本比传统虹吸系统低 适合于外天沟屋面，或者允许在室内铺设管道的情况 造价比悬吊系统降低15%到40% 下面两个例子的成本相差25% 4 横管埋地的虹吸排水系统 实例 13 将重力排水系统变成虹吸排水系统 如果更换重力排水系统的雨水