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1、、 一、 简介 长久以来，人们对于传统的屋顶雨水排放的认识仅限于那些悬挂在房屋外深褐色的铸铁管， 而过去的建筑发展水平，相对于面积较小的屋顶来说，似乎传统的带 有一定坡度的，气水混流 的，重力流屋顶雨水排水方式已能应付一般的场合 中。但随着近几十年里，科学技术的迅猛发展，建筑 业也同样面临着一场从观念技术到材料的大变革。人 们对建筑的实用性,美观性，科学性提出了新的要求， 出现了一些大面积的平屋顶，各式各样形状及材料的 屋顶。十分明显的是，屋面雨水排水系统技术也急待 有一个更行之有效更具先进性的工艺系统的出现以 跟整个大环境相协调。二、 传统的屋面重力流排水方式传统的屋面重力流排水原理是基于利
2、用屋面结 构上的坡度，水自然流入屋面上的雨水斗，然后水以汽水混合的状态依靠重力作用顺着立管而下。 整个系统的水力计算依靠人工手算为主，又由于是汽水混合流，所以管径计算都放大。同时由于 屋顶排水本身要求具有一定的坡度，受屋顶结构的限制，如要有效的排水，需增加雨水斗及相应 的排水立管，这些大量的立管最后汇集起来，排入城市雨水管网。在中国，传统的屋面雨水排放 系统采用铸铁管，白铁皮，水泥石棉管。雨水斗采用65型及79型，整个安装过程都采用人力为 主。总之，传统的重力流排水方式耗材，耗力，地下开挖范围大，极不方便。三、虹吸式屋顶雨水排放系统虹吸式屋顶雨水系统的原理就是依靠特殊的雨水斗的设计，实行汽水分
3、离，从而使雨水立管中为満流状态，当立管中的水达到一定的容量时，虹吸作用就产生了。在降雨过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以令人惊奇的快速排除屋顶上的雨水。四、吉博力虹吸式（Pluvia ）雨水排放系统吉博力（Geberit）公司是一家具有百年历史专业生产虹吸式屋顶雨水排放系统及各类卫生设备的瑞士公司。产品以其领先性和可靠性享誉全球并得到多家国际性机构的认可（SQS.SKZ.BBA）。吉博力公司经过近半个多世纪的研究和实践，不断完善的，具广泛适应性和可靠性的专业产品。吉博力虹吸式（Pluvia）屋顶雨水排放系统一般是由雨水斗，HDPE （高密度聚乙烯管），管配件，专 业的管道固定装置组成
4、。更为重要的是，吉博力公司训练不素的工程师还为客户提供从设计到安装的整套技术服务。吉博力虹吸式雨水排放系统形成条件：1 特殊设计的，能实行汽水分离的雨水斗。2 雨水斗周围不能有任何垃圾，杂物，以免阻塞雨水斗。3 专业精确的电脑程序化水力计算，以期达到整个系统运行的合理，经济。4 平屋顶至少布置12 个紧急溢流口，带檐沟的屋顶每边都需布置紧急溢流口。标准型雨水斗雨水斗吉博力标准屋顶雨水斗有三种：第一种与56mm套管组合的最大排水量为6升/秒，第二种与75mm套管 组合的最大排水量为12升/秒，第三种与90mm套管组合的最大排水量为25升/秒。一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统的关键所在，吉博力
5、公司的专家对此不断推陈出新，目前已 向市场推出了最新的第7系列产品，新产品的稳流性更好，泄水量更大，并且它的最大优点在于对于不同 功能及材料的屋顶系统，产品具有广泛的适用性。换句话说，一种雨水斗通过于相应的配件组合就能适合 不同的屋顶，例如：混凝土屋顶，金属屋顶，木屋顶，考虑人行走或绿化的屋顶，屋面不平呈梯形结构的屋顶等。左图为一标准型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PP材料），碟片（ASA），格栅顶盖（PP）组成。另外根据需要可提供通用型的绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片，防火保护帽，微型加热电圈等配件。所有的产 品和配件安装方便，保养维修简单。雨水斗的技术安装要求：1 吉博力雨水斗安装离墙至少
6、 1.0 米。2 雨水斗之间的距离不能大于20米。3. 平屋顶上如果是砂砾层的，在雨水斗格栅顶盖周围的砂砾厚度不能大于60mm，最小粒径必须为15mm.4. 如果雨水斗是安装在檐沟内，且采用焊接件的话，檐沟的宽度至少是350mm，檐沟内雨水斗安装开口为 270mm x 270mm 至 290mm x 290mm。5. 如果雨水管是安装在混凝土屋顶面层内，那么屋顶至少有 160mm 厚。6. 断面呈连续梯形的屋面雨水斗开口，为安装固定件，尺寸必须是280mm x 280mm，如果开口大于300mm x300mm，屋顶则需加固。7. 如果屋顶是混凝土的，雨水斗下连的雨水管管径至少是35mm (用电
7、焊管箍连接件连接)，与此对应的屋 顶厚度是 180mm 至 190mm。8. 带隔离层的屋顶隔离层厚度至少40mm。如果隔离层厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能与管径56mm 的连接管相连的恰当长度。9. 值得注意的是，根据不同的屋顶结构，吉博力延伸斗的安装，配备有不同的安装指南。 雨水管道及配件吉博力虹吸式(Pluvia)雨水排放系统的管材及配件，采用HDPE(高密度聚乙烯)管，管子的公称直径从 40mm至315mm，单位长度为5米，管子密度在955kg/m3以上，比水还轻。管配件除了通常的束节、检查口 短管、450、900、881/20的弯头外，还提供伸缩管接头、防火套管、管卡、防水
8、套管等。它的显著优点在 于：1. 在外荷载作用下，管材不会破裂。能抵抗压力冲击，减少水锤冲击破坏。2. 管子可根据需要，采用不同的连接方法对焊、电焊管箍连接、法兰连接、螺纹连接、伸缩管接头HDPE 管还可和钢管、铸铁管、陶管等连接。管子连接方便、灵活，配有专门的电焊机。下图左为一中型焊 接机，右图为一通用型的焊接机。3. 吉博力HDPE管是在热力条件下生产的，材料本身的张力在制造过程中已消减，所以成品以后可能产生 的尺寸微变不会有任何危害。4. 防腐能力极强，不受各种酸、碱、盐所引起的电化学反应的影响。5. HDPE 管比金属管更耐磨损。6. HDPE管抗极端温度在- 400c 1000c.7
9、. 管子重量轻，施工方便，安装工效大大提高。HDPE 管作为一种新型的节能管材，从我国目前建筑行业住宅产业化，设计标准化，材料集约化，建筑 生产施工工厂化，管理科学化的发展趋势来看，是有很大的发展潜力。从我国的经济增长来看，新型材料 已列入我国下一轮支柱产业。根据上海市建委(0868)号文件，将限制铸铁管、白铁管在建筑工程中应用， 大力发展塑料管的使用。PVC和HDPE的比较：1. PVC管道及配件的连接或者用胶粘剂或者用伸缩节，承插接头等。HDPE管连接采用电焊管箍 连接、密封圈承插套及螺纹连接等。2. 一般PVC管温度适应范围比HDPE管小。吉博力HDPE管温度适应范围可达零下300c到1
10、000c。 由于吉博力 HDPE 管及配件呈黑色，所以能有效防止阳光中的紫外线对管子的影响。而且足够的 管壁厚度使得密封圈承插套接口能抗1000c的温度。3吉博力HDPE管及配件具有通用性，能进行预制安装，但PVC管预制安装是不可能的。4. PVC管在燃烧时会发出有害的烟气，只要很少量的PVC燃烧废气就足以破坏机器及办公用品。 而 HDPE 管在燃烧中不会产生有害气体。5. 一般 PVC 管及配件相对来说抗外力能力较低，当管道经过建筑物伸缩缝时会产生裂缝。6. 根据瑞士国家环境、森林、乡村组织(BUWAL)，公布的数据显示，从环保角度来看，HDPE管从生产到最终处理的过程中对环境的影响是很小。
11、如下表：管材原材料生产生产过程中能源耗费管子最终处理总计铸铁管4,8526249976,473PVC582541,1761,1811ABS741412361,1018HDPE37470415859注：以上统计数据以每米管材对环境造成负担的UP值计算管道固定装置吉博力虹吸式(Pluvia)雨水管道系统的固定装置包括与管道平行的方形钢导轨，管道与方形 钢导轨间的连接管卡(根据不同的管径，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定钢导轨的吊架及 镀锌角钢，吊架每隔2.5米安装。由于布置了与管道平行的方形导轨，所以整个系统的热胀冷缩引起的变化能自行传输给方形 导轨，并且整个管道的固定装置安装方便、牢固。
12、只要很简单的工具就可以进行。吉博力HDPE管防火阻燃圈此产品根据建筑物防火规范设计，按照相应的墙体、楼板、屋顶的厚度、材料及防火要求， 把产品划分为不同的产品等级。防火阻燃圈外部为不锈钢，内部配有消音隔离层。由于产品设计 简单，所以它与HDPE管及墙体、屋顶、楼板的连接方便、牢固，能有效地阻止烟雾、火焰的通 过。防管道热涨冷缩的装置从物理学的角度来理解：任何材料都会遇热膨胀，遇冷收缩。吉博力 HDPE 的伸缩系数为 0.2mm/m.k，即 At5000=10mm/m。吉博力公司的专家们主要分别从两个角度考虑消除热胀冷缩对管道的影响。一方面，怎样去 顺应这个变化。另一方面怎样去消除这个影响。按照
13、不同的安装情况，通过计算，采用不同的方 法。下图左一、二图为顺应这个变化采用的管段自行校正“腿”、伸缩管接头。下图左三、四图为消除这个影响而借助的固定管卡、埋于地下的管道配件。五. 吉博力虹吸式(Pluvia)雨水排放系统与重力排水系统的连接如左图，主要有三种：(a) 图表示在连接前先在垂直管上扩大管径；(b) 图表示在进入地下埋管第一个人孔前管道改变方向时扩大管径。(c) 图表示在管首与排水窨井交汇时, 使用与窨井连接的变径弯头，提取中止虹吸作用。六. 吉博力虹吸式(Pluvia)雨水排放系统水力计算及软件配置除了雨水斗的设计外，精确的水力计算是雨水系统获得虹吸作用的要素。吉博力虹吸水力计
14、算借助于电脑得以在短时间内绘制出系统示意图及水力计算表。节省了大量的时间。软件的基本 原理是基于：1 管道摩阻，流量，流速，管径水力计算图。2. 公式：APR =HT -E(RXLA)PK=HK-工(RXLA)PR 压力余量 (mWC)PK 该点虹吸值 (mWC )HTPluvia雨水口顶面至系统出口的高度差(m)R管道摩阻(mWC/m )LA管道实际管长(m)HKPluvia雨水口顶面至系统临界点之间的高度差(m)软件计算最后的校核标准为：1. 允许的最大虹吸值为-8mWC2. 压力余量小于等于 1 mWC3. 流速至少是 1 m/s4. 如果主立管直径小于等于75mm，雨水斗顶面至系统出口
15、的垂直距离为3米。如果主立管直径大于等于90mm，雨水斗顶面至系统出口的垂直距离为5米。5. 管段总压力降必须小于雨水斗顶面至系统出口的总高度HT (米)通过以上校核，电脑可不断修正数据，最终达到最佳方案，与此同时电脑可很快列出材料清单 并进一步进行成本预算。图为吉博力软件系统绘制计算示意图的过程：第一步计算屋面面积第二步设计暴雨强度第三步 降雨总径流量 第四步 雨水斗数量及布置使用 DLS 计算机软件斥尺、亠I1第六步计算图的设计第七步输入管长及流量第八步管径的计算第五步管道的布置1.1 虹吸式屋面排水系统的特点虹吸式排水系统在降雨初期，屋面雨水高度未超过雨水斗高度时，整个排水系统工作状况与 重力排水系统相同。随着降雨的持续，当屋面雨水高度超过雨水斗高度时由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗， 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，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能， 在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用，并在该处管道内呈最大负压。 屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高
