刘雅琴
广东省建筑设计研究院有限公司 广东 广州 510000
对于建筑给排水工程而言，施工和设计都会影响整个建筑物的使用性能，对人们日常工作和生活也会带来直接影响。如果建筑物的排水设计不合理，那么将会对建筑物的整体质量、使用周期和人们使用造成不良影响。为了有效改善此方面的问题，虹吸式雨水排水技术逐渐兴起，此系统具备了十分明显的优势，可以应用在不同等级和功能需求的建筑给排水工程中，具有很高的推广价值。将虹吸式雨水排水技术应用在雨水量较大且雨季较长的地区，能够获得十分理想的应用效果，排水性能也会变得更加理想。
1.1 技术应用原理
在虹吸式雨水排水系统实际应用过程中，“虹吸”是一种十分常见的物理现象，该技术主要是利用不同水面之间形成的高度差，配合气压差和动力，转化为排水动力。而存在高度差的两个水面，能够在管道当中从上到下流动，对管道也会带来一定的影响，使其产生一定的压力，对水流进行挤压，从而将雨水和积水顺利排出管道。由于建筑物的管道之间存在一定的高度差，所以在降水量较大的时候，雨水斗高度必须要低于建筑雨水的整体高度[1]。其中，虹吸式雨水斗具有极强的反涡流功能，减少旋涡和排水系统中的空气，确保排水管道在设计应用过程中始终保持满流状态。另外，不同水面之间的高度差越大，排水管道内的压力也会越大，水流和排水速度将会得到明显提升。虹吸式雨水排水技术在实际应用过程中，排水管道内的雨水在重力作用下会产生一定的负压。在气压原因的影响下，管道内部也形成了真空状态，从而出现了虹吸现象。通过利用虹吸现象原理，在建筑给排水管道设计过程中，可以根据雨水量的多少，配合高度差实现理想的排水效果。对于降水较少的区域而言，建筑工程可以利用重力实现排水。而在降雨量较大的地区，则必须要应用虹吸式雨水排水技术，打破传统重力排水方法的局限性，该技术在未来建筑工程领域中的应用前景十分广泛。
1.2 技术设计原则
在虹吸式雨水排水系统中，虹吸式雨水斗部位是十分重要的组成部分，其材料质量决定着排水管内是否能够形成负压，判断负压是否满足标准设计要求，从而顺利完成雨水抽吸工作[2]。同时，如果建筑屋面的汇流高度较低，高度差较大，那么虹吸式雨水斗就会具备十分良好的稳流性，建筑屋面的排水效果也会得到明显提升。部分情况下，虹吸式雨水管道都安装在建筑物的外部，很容易在自然因素的影响下出现管道腐蚀问题，因此设计人员一定要确保虹吸式水管材料质量符合规范设计要求。在对其技术设计过程中，虹吸式雨水斗在完成分离雨水与外界空气的重要作用之后才能够顺利完成雨水抽吸。同时针对此技术的应用还要安装防涡流装置，以此来加强虹吸式雨水的排水效果。虹吸式雨水管部位还要设计检查口，缩小雨水立管的直径，这样可以获得更加理想的雨水排放效果。另外，在虹吸式雨水排水技术实际应用过程中，相关人员可以选择合适的连接件将雨水立管和水平管固定在一起，提高各个排水管道之间的稳定性，充分发挥出虹吸式排水效果。
为了有效解决因排水管振动、热胀冷缩导致的排水管移动等实际问题，相关设计人员可以根据规范要求，确保连接件不会安装在建筑物中非固定的部件上。虹吸式雨水斗与悬吊管可以同时连接多个不同的雨水斗，从而提高了雨水排放速度，悬吊管也可以选择无坡度的横贯，进而加强整体排水管道的固定作用。除此之外，通过配置虹吸式溢水口，还可以在降雨量较大的时候迅速将屋面积水排出，从而实现建筑屋面快速排水的目标，提高整体排水效率[3]。
1.3 技术系统组成
通常情况下，虹吸式雨水排水系统都会运用在建筑屋顶或屋面结构雨水排水当中。而为了能够发挥出良好的排水效果，系统内部的各组成构件也在不断升级与完善。其主要构件包括连接管、溢流口、固定件和雨水斗等等。每一种组件都发挥着不同的作用。其中，雨水斗能够将雨水与大气环境相分离，一般都会直接暴露在外界环境中，雨水会顺着雨水斗向下流淌汇聚在排水管道当中，在雨水量明显增加之后，就会逐渐形成排水管的真空情况，利用虹吸现象进行排水。除了气水分离功能之外，雨水斗还具备了防涡流的作用，因为随着雨水量的增加，在重力作用下会向下排出形成涡流，其中会带入大量的空气，对虹吸现象的形成十分不利[4]。因此雨水斗会通过控制雨水流量和流态，起到防涡流的重要作用，加强了虹吸效果。而悬吊管则是雨水排出的关键管体组成部分，悬吊管通常都是横管，一般都会悬吊在屋架或梁下，悬吊管并不需要设置一定的坡度，在虹吸效果作用下可以顺利完成排水，因此悬吊管在安装过程中并不会受多方面因素的影响，排水效果也更加理想。另外，溢流口可以发挥出溢水的效果，在排水系统中既可以作为孔口设计，还可以充当单独的溢流装置。
2.1 虹吸雨水斗漏水问题
大部分虹吸雨水斗都是由不锈钢材料制成的，一般会应用在轻钢彩色版的大空间屋顶结构中。同时雨水天沟也是由钢板制成的，雨水斗和排水沟会焊接在一起。不锈钢和碳钢之间很容易产生一定的腐蚀性。通过导电连接体接触这两种金属材料或两种材料存在液体导电体时，焊接部位就很容出现生锈问题，久而久之就出现了雨水渗漏问题。如果是环境湿度较高且降雨量较大的时候，氮氧化物和硫氧化物对空气产生污染时，雨水就会成呈现为酸性，进而形成酸雨，焊接现场的腐蚀现象就会变得越来越明显。
2.2 管径选取与水力计算问题
为了保证虹吸式雨水排水系统正常运行，则必须要对雨水流动状态和管道正负压值进行合理分配。对此，水力计算一定要严格进行，保证系统设计与管径选择的合理性[5]。当前，我国掌握虹吸式雨水排放技术的设计单位较少，没有形成统一国家标准，设计基本都是根据其他专业公司标准进行的。
2.3 屋面雨水斗位置设置不合理
从目前实际情况来看，很多建筑单位在设计屋顶雨水排水系统时，经常会出现雨水斗和雨水管安装位置不合理的问题，很多地方都出现了闲置水管，有效位置的雨水管出现了满载或过载的问题，比如遭遇大雨或暴雨的情况下，必然会因为雨水积聚而出现泄露问题。不仅如此，排水不通畅会导致雨水对建筑的侵蚀问题。从长远发展角度来看，建筑物的可靠性也会明显下降，从而导致建筑结构出现质量问题。所以，在屋顶排水系统设计过程中，要选择合适的安装位置，避免出现管道过剩和过载的问题。并且，相关人员还要控制好管道数量，如果管道数量较多，对建筑物美观性会造成影响，不利于建筑企业的经济发展。
3.1 排水管道设计
在建筑工程给排水设计过程中，当降雨量较大时，排水管道就会出现满流问题。这很容易导致悬吊架承受压力过大，管道也会产生剧烈摇晃，对不同管段之间的负压也会产生一定的影响，负压变化也会不一致，虹吸现象也不连贯。对此，一定要精准控制排水管道的数量，选择合适的管径大小，避免在雨水过多时出现排水不畅和雨水聚集的问题，减少对周边建筑物的破坏影响。在排水管道合理设计之后，还要解决后续维修和护理方面存在的问题[6]。在具体设计期间，可以从以下几方面入手：一是要选择合适的管道材料，结合建筑给排水工程的需求选择管道材料，像HDPE管材、不锈钢管材以及涂塑复合型管材等等。二是要结合建筑工程项目内容对管道力学展开精准计算，明确管径大小，选择合适的管道，避免管道出现无法满足雨水流量的基本需求，出现管材爆裂和管材浪费问题。比如HDPE管材内部十分光滑，可以通过控制管径大小来控制水流阻力，加强排水效果，很容易处理管道堵塞问题。三是为了处理因沉降导致的管道损坏问题，还可以在建筑物的钢筋混凝土管沟敷设排水管道，如图1所示。管墩直径要超出管径200mm左右。同时还要采取管沟和管墩保护措施，处理因沉降问题导致的管道损坏现象，合理利用管沟来保护给排水系统管道，减少管道埋设之后的维护问题。
3.2 建筑排水设计控制
在我国部分地区降雨量不断增加的环境下，雨水会不断积聚在一起。而虹吸式雨水排水系统可以形成满流排水模式，从而顺利达到排水系统的峰值，并且虹吸式雨水排水系统在达到满流状态之后，其动力荷载非常大，导致排水管道发生了剧烈振动，形成了较大的流动噪音，对周边环境也造成了一定的影响，人们的日常生活质量也受到了一定影响。同时，各个管段的负压变化也会导致排水管间歇抽吸的问题出现，导致建筑排水效果明显下降。如果虹吸式雨水排水系统排水管道设计不合理，那么将会在雨水量较大的季节，导致雨水无法迅速排出，从而出现了雨水积聚问题。此时，当建筑楼板出现裂缝时，就会在建筑屋面出现渗漏问题，从而导致楼板内钢筋出现了严重的锈蚀现象，降低了建筑物的整体质量，影响着建筑物的整体使用功能，缩短了建筑物的使用寿命。除此之外，虹吸式雨水排水系统管道如果流速过大，也会出现剧烈振动和噪音问题，甚至还会出现部分管道开裂的现象，进而出现了浸水安全事故。所以，在虹吸式雨水排水系统管道设计过程中，一定要尽量避免出现弯曲现象，尤其是要避免排水管道发生九十度弯折，这样才可以有效减少安全事故的发生概率。并且，虹吸式雨水排水技术还要安装多个支吊架，尽可能地要选择抗震支架，针对不同的管道进行固定操作，确保排水管道整体稳定性，使排水管道的质量能够变得更加安全，进一步提升虹吸式雨水排水技术在建筑工程给排水中的应用效果，满足人们的现实需求。
3.3 降低管道内的噪音
在建筑工程给排水工程建设过程中，虹吸式雨水排水技术在实际应用期间，相关设计人员一定要重视建筑工程整体美观性，提高建筑物的可利用效率，避免建筑空间出现浪费问题。并且，在确保虹吸式雨水系统顺利运行的前提下，还要对排水管道进行科学高效的降噪处理，避免出现较大噪音影响附近居民的正常生活[7]。
3.4 选择合适的排水管料
在虹吸式雨水排水技术实际应用过程中，相关设计人员要根据工程现场实际情况，控制好排水管道的数量与美观性，确保设计方案处于最佳状态，最大限度地避免出现质量缺陷问题。在管道材料选取方面，可以选择HPDE管材，满足最优的设计原则，设计人员也要考虑设计效益和施工环境影响因素等，尽可能地选择管径较小的管道材料，避免出现管材浪费的问题。如果在虹吸式雨水排水技术应用期间，管道材料不匹配，那么就会导致管道开裂。所以管材内部的材料应该保持光滑平整，有效降低阻力作用，进一步提高雨水排放速度，加快建筑给排水工程的建设效率。
3.5 合理施工虹吸式雨水系统
一方面，在不锈钢雨水斗安装方面，要保证雨水斗和天沟平直在同一个天沟内保持相同的高度，雨水斗一定要保持牢固稳定。同时，结构主体施工需要在建筑屋面雨水斗安装区域预留出相应尺寸的土建洞口，在安装雨水斗时，要将不锈钢底盘放置在预留洞口位置，确保底盘能够与面板保持相同的高度，并且还要在排水管道末端与预留洞口风险进行封堵处理。混凝土各连接部位的缝隙要在封堵之后再进行放水工序施工，确保防水层施工能够控制在一定的高度。在防水施工找平施工进行之前，还要安装夹圈。在屋面工程施工结束和虹吸管路系统安装完毕之后，还要安装空气挡板与防护罩。
另一方面，在管道和试穿的连接部位，还要保持无油和干净状态，不能存在积水。伯尼内径传播和使用要选择合适的测量工具，对管道末端的熔融深度进行记载，溶解深度也要满足图纸标记的方向要求。
3.6 合理设计排水沟和溢流系统
在建筑工程给排水设计过程中，既要对排水系统展开设计，还要落实预防性设计措施。比如当虹吸式雨水排水系统处于满流状态且雨水总量超出了排放能力时，就必须要发挥出排水沟和溢流系统的重要作用，避免建筑物在雨水浸泡下出现渗漏问题。对此，在建筑给排水工程设计过程中，应当同步设计溢流系统和排水沟。另外，虹吸式雨水排水系统在同一屋面可以形成两套设计方案，加强排水系统的排放能力，从而加强建筑给排水工程的实际应用效果。
综上所述，在我国很多大型建筑和高层建筑工程中，建筑屋面排水系统都会应用虹吸式雨水排水技术，该技术在给排水工程中的应用效果十分显著。通过实际应用表明，虹吸式雨水排水技术的性价比较高，后期维护也不需要投入过多的成本，安装操作十分便捷，对周边环境几乎不会产生任何影响。因此，在未来建筑给排水工程中，设计人员必须要结合建筑高度和主题结构，充分发挥出虹吸式雨水排水技术的优势，从而加强整体排水效果，避免雨水对建筑物造成严重的破坏，保证人民群众的日常生活质量。
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