李麗雄

虹吸式雨水排水技術(shù)來(lái)源于歐洲，目前該方法經(jīng)過(guò)多年應(yīng)用實(shí)踐，在全球各國(guó)得到廣泛推廣和使用，已是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的高效雨水排放處理方式。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)在該技術(shù)已經(jīng)非常完善和成熟。我國(guó)緊跟世界的腳步，在上世紀(jì)末便引進(jìn)了虹吸式雨水排水技術(shù)。虹吸式雨水排水技術(shù)主要原理是在給排水管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓、抽吸，將雨水虹吸式排放到外面[1]。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于熱帶地區(qū)、降水較多及雨季過(guò)長(zhǎng)的地區(qū)，適合各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型房屋建筑，具有排水動(dòng)力強(qiáng)、排水效率高、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。

1.虹吸式雨水排水技術(shù)概述

1.1 虹吸式雨水排水技術(shù)原理

虹吸現(xiàn)象是一種常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，虹吸式雨水排水技術(shù)是通過(guò)兩個(gè)水面不同的高度差，利用其氣壓差和重力轉(zhuǎn)化為排水動(dòng)力。存在高度差的兩個(gè)水面，在管道內(nèi)可以從上而下地流動(dòng)，水的上下流動(dòng)影響管道，使其產(chǎn)生壓力，利用壓力擠壓水流以實(shí)現(xiàn)雨水排出管道[2]。建筑物和管道存在一定高度差，在降水較多時(shí)候，雨水斗的高度應(yīng)低于建筑雨水高度。防漩渦雨水斗可以限制雨水流量，減少漩渦和排水系統(tǒng)中的空氣，保證排水管道使用過(guò)程中處于滿流狀態(tài)。兩個(gè)水面的高度差越大，排水管的壓力變大，直接提高水流和排水速度。在虹吸式雨水排水技術(shù)應(yīng)用中，排水管內(nèi)的雨水，在重力的作用下產(chǎn)生負(fù)壓[3]。由于氣壓原因，管道內(nèi)形成真空狀態(tài)，從而產(chǎn)生了虹吸現(xiàn)象。虹吸式雨水排水技術(shù)利用虹吸現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)給排水管道時(shí)，根據(jù)雨水量的不同，利用高度差達(dá)到排水效果。對(duì)降水較少地區(qū)的建筑工程可以利用重力作用實(shí)現(xiàn)排水；在雨水較多地區(qū)，利用虹吸式排水技術(shù)，排水效果更強(qiáng)，可以快速排出大量雨水。虹吸式雨水排水技術(shù)突破了傳統(tǒng)重力排水方式的局限性，未來(lái)的應(yīng)用前景非常廣泛。

1.2 虹吸式雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

虹吸式雨水排水技術(shù)主要由雨水斗、立管、固定件、連接管及溢流口等組成，其中，虹吸式雨水斗是虹吸雨水排水系統(tǒng)中最重要的組成，雨水斗的質(zhì)量決定了雨水在壓力、重力作用下能否產(chǎn)生負(fù)壓。虹吸式雨水斗的穩(wěn)流性符合排水要求，屋面匯流高度低時(shí)，產(chǎn)生的高度差較大，管道排水效果更好。一般情況下雨水斗安裝在室外，容易受到腐蝕和風(fēng)化，應(yīng)確保雨水斗的質(zhì)量符合規(guī)范要求。雨水斗分離空氣和雨水，安裝防渦流裝置，發(fā)揮其防渦流作用，增強(qiáng)管道虹吸效果。在立管上設(shè)置檢查口，并適當(dāng)縮小立管的管徑，最大程度地提高管道的虹吸效果[4]。用固定件連接立管和水平管，施工過(guò)程注意加強(qiáng)各管道之間的穩(wěn)定性。為解決管道振動(dòng)、熱脹冷縮等原因造成的固定件移動(dòng)問(wèn)題，固定件在給排水工程施工中應(yīng)配套使用，埋設(shè)過(guò)程應(yīng)規(guī)范，固定位置不能選擇在與管道緊密接觸的建筑結(jié)構(gòu)上。雨水斗和懸吊管用連接管連結(jié)，可連接多個(gè)雨水斗，方便雨水同步快速地排出房屋。懸吊管采用無(wú)坡度的橫管；溢流口是給排水系統(tǒng)中的一種應(yīng)急配件，在降水過(guò)多、排水系統(tǒng)無(wú)法快速順暢排水時(shí)，溢流口可用于應(yīng)急，實(shí)現(xiàn)快速排水。

1.3 虹吸式雨水排水技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在相同的環(huán)境和條件下，虹吸式雨水排水技術(shù)的排水效果具有明顯優(yōu)勢(shì)。虹吸式雨水排水技術(shù)需要的管道數(shù)量通常比傳統(tǒng)重力式排水技術(shù)管道需求少，虹吸現(xiàn)象可減少氣體對(duì)水流的阻力，排水量和排水效果更好。由于虹吸式原理在技術(shù)方面更為先進(jìn)，虹吸式排水管的設(shè)計(jì)更合理，保證了虹吸式排水效果。雨水斗的特殊設(shè)計(jì)可以調(diào)整管內(nèi)雨水的流態(tài)，利用重力和大氣壓強(qiáng)作用，保證管道處于滿流狀態(tài)，在不存在坡度的施工環(huán)境下，鋪設(shè)懸吊管可增強(qiáng)排水管內(nèi)的水流速度，并提高虹吸效果，排水管道在高效排水的同時(shí)還具有自清潔的作用，順暢的管道可大大降低給排水管道投入使用后的維修成本。排水管道可盡量選擇較小管徑，需要的管道長(zhǎng)度低于傳統(tǒng)式排水管道，可降低工程施工成本，減少工程施工量。

2.虹吸式雨水排水技術(shù)應(yīng)用中的不足

虹吸式雨水排水技術(shù)和傳統(tǒng)的重力式排水技術(shù)相比，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是近年來(lái)各種建筑工程中廣泛應(yīng)用并得到社會(huì)普遍認(rèn)可的應(yīng)用技術(shù)，但虹吸式雨水排水技術(shù)在應(yīng)用中仍存在一些不足之處，需要針對(duì)性地解決。由于虹吸式雨水排水技術(shù)的應(yīng)用在設(shè)計(jì)上屬于一種極限設(shè)計(jì)法，在施工中排水管道的固定效果、懸吊管的安裝位置、管徑大小等都會(huì)影響最終的排水效果；大量工程實(shí)踐證明，合理的雨水阻力才能確保給排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如果雨水阻力過(guò)大則容易產(chǎn)生積水，無(wú)法順利快速地排水[5]?，F(xiàn)有的解決方案通常會(huì)增加施工成本，還無(wú)法保證管道施工安全；精確地計(jì)算水力是虹吸式雨水排水技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但人工計(jì)算本身無(wú)法避免誤差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)算，浪費(fèi)人力、物力，如果利用可以精確計(jì)算的儀器測(cè)算水力，我國(guó)目前科技水平暫時(shí)還無(wú)法滿足，引進(jìn)國(guó)外設(shè)備定會(huì)增加應(yīng)用成本；雖然虹吸式雨水排水技術(shù)在大型建筑工程中的排水效果良好，但在低層的建筑工程中無(wú)法發(fā)揮應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因此虹吸式雨水排水技術(shù)的應(yīng)用需要建筑物滿足高度要求。

3.虹吸式雨水排水技術(shù)在給排水工程的應(yīng)用策略

3.1 排水管道設(shè)計(jì)

在建筑物給排水工程中，遇到降雨量較大時(shí)，排水管道滿流，容易導(dǎo)致懸吊架承受過(guò)大壓力，管道會(huì)產(chǎn)生劇烈晃動(dòng)，影響到各管段之間的負(fù)壓，負(fù)壓不一致的變化，形成的虹吸現(xiàn)象是不連貫的。準(zhǔn)確計(jì)算、合理確定排水管數(shù)量，選擇適宜的管徑，解決雨水過(guò)多時(shí)，排水不暢、緩慢的問(wèn)題，避免了雨水聚集，降低了對(duì)建筑物的破壞影響，解決了建筑容易滲漏的問(wèn)題。排水管道的合理設(shè)計(jì)可以解決后續(xù)的維修、護(hù)理上存在的一些問(wèn)題。

3.1.1 科學(xué)選擇管道材料

虹吸式雨水排放技術(shù)在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合建筑給排水工程需要科學(xué)選擇管道材料，常用的管道類型主要為：HDPE 管材、不銹鋼管材和涂塑復(fù)合管材。

3.1.2 合理選擇管徑大小

根據(jù)建筑項(xiàng)目的給排水工程具體情況，利用管道力學(xué)準(zhǔn)確計(jì)算、確定管徑大小，選擇合理的管道，防止管徑無(wú)法滿足雨水流量要求，造成管材浪費(fèi)、管材爆裂等問(wèn)題。例如，HDPE 管材內(nèi)部光滑，選擇合理的管徑大小可以有效控制水流阻力，增強(qiáng)排水效果，解決排水管道容易堵塞的問(wèn)題，為建筑雨水排水提供便利。

3.1.3 設(shè)置管溝

為解決沉降引起的管道損壞問(wèn)題，可采取在建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的管溝中敷設(shè)給排水工程的管道（如圖1 所示）。對(duì)管溝內(nèi)的排水管道設(shè)置管墩作支撐，管墩直徑大于管徑的長(zhǎng)度的200mm。采取設(shè)置管溝和管墩等保護(hù)措施，解決不均勻沉降引起的管道損壞等問(wèn)題，合理利用管溝保護(hù)給排水系統(tǒng)管道，有效減少管道埋設(shè)后維護(hù)問(wèn)題。

圖1 管溝示意圖

3.2 降低管道噪聲

在虹吸式雨水排水技術(shù)建筑物給排水工程中，應(yīng)注重設(shè)計(jì)的美觀性，提高建筑空間利用率，同時(shí)盡量避免占用室內(nèi)空間和面積。在保證雨水排水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，最大限度地防止管道產(chǎn)生噪聲污染。虹吸式雨水排水技術(shù)是一種利用虹吸物理現(xiàn)象排水的技術(shù)，物理的作用下可能會(huì)產(chǎn)生一些聲音，為滿足社會(huì)對(duì)建筑功能的嚴(yán)格要求，應(yīng)不斷改良和優(yōu)化施工技術(shù)，預(yù)防和解決出現(xiàn)的噪聲問(wèn)題。

4.結(jié)語(yǔ)

虹吸式雨水排水技術(shù)應(yīng)用于建筑給排水工程中，取得良好的排水效果。實(shí)踐證明該技術(shù)性價(jià)比高、安裝便捷，在雨水排水工程中，應(yīng)結(jié)合建筑具體特點(diǎn)分析雨水量，不斷完善雨水排水技術(shù)，科學(xué)選擇管道材料、確定合理的管徑及充分利用管溝、管墩等保護(hù)雨水排水管道，不斷加強(qiáng)排水系統(tǒng)的安全性。