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虹吸雨水收集系统的原理及优势

发布时间:2017-10-08 15:19:05

虹吸雨水收集系统进入我国也只有10来年的时间,但现在,它在平顶屋面排水系统中已有了龙头位置。那么它是如何来进行工作的,又是怎样的优势才确立了它的龙头地位呢?


为了使雨水管能够最终达到满流的状态通常采用独特设计的雨水斗以实现气水分离,当管中的水量是压力流状态时就会产生虹吸作用。对于大型的屋面排水可以采取“分区排水”的方式,由数个子系统组成整个屋面的排水系统,每个系统一个天沟从而避开了伸缩缝。当天沟的雨水达到一定深度的时候,系统中的尾管就会充满水而达到虹吸的条件从而使得整个系统产生虹吸而快速排放屋顶的雨水。  


关于虹吸的工作原理我们在日常生活中经常可以看到。我们把一根灌满水的塑料管用手指堵住两端分别放入鱼缸和水杯中,同时放开手指,由于两个液面存在高差h1,此高差部分水在重力作用下流向水杯,从而使上部塑料管内产生负压,鱼缸内水就会被吸入塑料管,水就会不断的从鱼缸流向水杯,这就是虹吸现象。当鱼缸与水杯液面高差越大时,塑料管内水流速度越大,排水越迅速。  


虹吸式雨水排放系统正是利用这一原理,利用建筑物屋面高度所形成的水头来实现虹吸排水。降雨来临时,屋面逐渐形成积水,由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗,当屋面积水达到一定高度,通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡,从而极大地减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量,使得系统中排水管道呈满流状态,当雨水通过管道变径时,在此处产生负压,加速雨水的排放速度。

对大型屋面可“分区排水”,整个屋面排水系统可由数个子系统组成,每个子系统设一个天沟,这样天沟可避开伸缩缝。系统的设计是当天沟内雨水深度达到一定深度时,首先是尾管充满水达到虹吸条件,继而使整个系统产生虹吸,即可使天沟雨水快速排放。因虹吸排水流速很大,要通过消能井再排入市政雨水排水系统。而当雨量较小时,该虹吸系统也只有做为重力流系统使用。这样,虹吸排水系统可用比重力流排水系统小得多的管线能排出几十年一遇的暴雨雨水。


总之,虹吸排水系统能给建筑设计一个非常有利的条件。将来的各种平顶屋面排水系统的使用也会越来越广泛。



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