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摘 要：随着时代的前进，建筑业的发展，传统的屋面排水系统已显得越来越不适应，而“大面积屋面排水系统的设計”便成了现代施工的一个新课题。为此，利用“虹吸”原理，采用屋面“雨水虹吸”，是解决屋面排水设计的有效途径。本文结合实例，对工业厂房虹吸式雨水排放系统施工工法进行探究。
关键词：公用建筑；雨水虹吸；施工工法
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
无论是工业厂房还是公用建筑都朝着“大面积”、“大体量”的方向发展，而在建筑施工的屋面给排水系统中，由于传统工艺是按“重力式”设计，因此雨水管道的多少及管径的大小是决定雨水排泄顺畅与否的主要依据。在新型建筑中，仅靠传统施工工艺，由于屋面面积的增大，将势必导致雨水管道增多、管径增大，从而影响建筑物的美观和实用。
2、工法特点及适用范围
2.1使用功能上的特点
由于虹吸负压雨水排放系统依据虹吸原理，在雨水排放过程中极易达到管内满水状态，且流速快，流量大，在使用中明显的体现出了屋面排水能力强的特点。
虹吸雨水管道的理论流量，在设计阶段参考了该地区的年均降水量与数十年来的最大降雨量，尤其是当雨季来临时，雨水量的突然增大更有利于虹吸现象的形成。换言之，就是当屋面的雨水累积量越大，其排放的速度就越快，这一难能可贵的特点在普通的重力排放系统中是根本无法实现的。
2.2 工法与传统施工方法的先进性和新颖性
虹吸负压雨水排放系统采用HDPE（高密度聚乙烯）管，这种管材能承受较大的冲击力，且不会因弯曲而破裂、折断，还具有耐腐蚀性，其抗极端温度范围也大，一般在-30℃～100℃，同时管材的自身重量轻，施工方便，可使安装工效大大提高。因此，在与传统的屋面重力流排水系统相比较，虹吸排水系统具有十大优点：
2.2.1 适用于各种类型、各种用途的建筑物（平屋顶建筑同样适用）；
2.2.2 排水管道无需坡度排设；
2.2.3 由于虹吸排水系统在产生虹吸作用时，管道内呈满水状态，且系统的水流流速很高，故其泄流量较之重力排水系统大大提高；
2.2.4 系统所需的地下埋管较少；
2.2.5 现场的施工量减少；
2.2.6 管道及配件的使用量减少；
2.2.7 降低了排水管道的管径；
2.2.8 由于重力排水系统悬吊水平管道需要有坡度，这样其他管道、设备安装标高随之降低，安装空间减小，而虹吸排水系统的管道本身就少，加之其无需敷设坡度，进而节约了安装空间；
2.2.9 当虹吸排水系统产生虹吸作用时，水流流速很高，管道具有较好的自洁能力；
2.2.10 从设计到施工简单快捷。
在以上这十大优点中，最为可贵的是建筑物屋面即使是平屋顶也能使用，以及现场施工量大大减少这两点。
2.3 适用范围
本工法适用于公用建筑、民用建筑及各类工业厂房等建筑物的屋面雨水排放系统以及生活污水、生产废水等的排放，对屋面及管道的坡度没有过于严格的要求。
3、工艺原理
虹吸负压雨水排放系统是经过精密的管道水力平衡计算，利用屋顶能够实现汽水分离的雨水斗，并依靠建筑物的势能使雨水在管道里产生虹吸现象以达到迅速排放雨水的系统。当屋面水位达到一定高度时，通过专用雨水斗自动隔绝空气，使得系统中排水管道逐渐呈满流状态，由于重力作用当雨水流入立管时跌落形成虹吸作用，悬吊横管内出现真空，在降雨过程中由于连续不断的虹吸作用，最终屋顶的雨水得以快速排放。
4、施工工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程图：
图5.1 施工工艺流程
4.2 虹吸雨水斗的安装要求
在天面雨水斗安装位置留孔时保证防水层施工不要超过规定的界限。 安装在钢板或不锈钢板天沟(檐沟)内的雨水斗，可采用氩氟焊与天沟(檐沟)焊接连接。雨水斗与雨水管道连接时，如材质不同，可采用法兰转接或不锈钢卡箍连接。
5、材料与设备
电工：1人管道工：10人
辅助工：4人焊工：2人
HDPE管道、虹吸雨水斗、方钢、吊环、弯头、三通。
电熔焊机、对接型热熔机、角磨机、电焊机、切割机、水平尺。
6、质量控制
我们在实际工程的操作中，发现了以下部分质量要点与难点，并逐一加以了解决。
6.1 由于HDPE管道材质柔软，易弯曲，在管道敷设时不易调直，因此管道在存放时注意须顺直平整的码放，不可累放过多，另外在管道安装的过程中，应随时注意调直，管道固定卡应合理安置。
6.2 HDPE管道采用电熔焊接的连接方式，在连接过程中需注意熔口深度及焊接时所需力度。特别是焊接时的力度掌握尤其重要，如力度过轻，容易造成焊缝不均匀，甚或产生漏水现象，而力度过大，则焊缝会过于臃肿，影响美观。
6.3 虹吸雨水斗是整个系统能否实现虹吸现象的关键之一，安装高度尤其重要，过高会影响到使用效果，过低则会影响美观。另外，雨水斗底盘的安装需注意上下次序，否则会影响到屋面防水效果。
7、安全措施
安全施工一直以来是建筑施工中的重中之重，近年来国家也加大了安全监察力度，因此，做好安全保障措施是工程进展的前提条件，施工中采取具体措施如下：
7.1 建立以项目经理为组长的文明施工管理小组，具体负责现场安全文明施工的监督与管理。
7.2 严格按照施工组织设计的施工平面布置图来堆放材料，不得乱占场地，乱占道路，各种材料归类堆放整齐，地面清洁，严禁乱扔杂物。
7.3 施工现场严禁存放剩料杂物，剩料下脚料应及时运送到工地仓库，归类存放，做到人去料清，场地洁净，禁止随地大小便。
7.4 垃圾应集中收集，集中清运，不得乱扔乱倒。
7.5 项目经理应经常组织有关人员认真检查，加强检查力度，发现问题及时纠正。
8、环保措施
由于HDPE管材属塑料复合管，在管道断开及焊接时会产生一定的粉尘、噪音及有害气体，因此需严格遵守国家有关环境保护的法律法规，控制粉尘、废水、噪音等对环境的污染，具体措施如下：
8.1 建筑垃圾严禁从高处向下抛撒，应采用塔吊运下集中堆放并及时外运。
8.2 如车辆轮胎在工地现场污染，出工地前应先清洗其轮胎，使其不污染路面。
8.3 严格控制施工现场的噪音，午间和夜间不得安排使用较大噪音的机械设备。特殊的确因工艺需要连续作业的，需经当地环保部门审批同意后方可作业，作业前需事先通知相关人员，做好疏通安抚工作。
8.4 严禁在现场内焚烧各种产生有毒气体的材料。
8.5 管道试压、清洗等所排放的污水应设置专门的排水管排至室外排水沟或下水道，严禁随意排放。
9、效益分析
以某新建火车站站房屋面为例，该工程屋面水平投影为23900米，主要有65只雨水斗，24根立管，悬吊水平管及立管均采用HDPE管道。而若采用重力排水系统则需要设立40多根雨水立管，雨水斗也有相应的增加。虽然同一管径的HDPE管比镀锌管材要贵，但随着国内厂家大量的生产，材料价格的降低，虹吸排水系统还是可以节约工程造价的。与此同时，由于虹吸系统管道较之重力排水系统在数量上极大的减少，尤其是在地下开挖工作中，节约了材料费用的同时，更大程度的降低了人工费用。
本技术在某新建火车站站房工程雨水排水系统中得以应用，施工质量和效果均达到了设计及规范的要求，已完成85%的雨水系统排放顺畅、快速，受到了建设单位、监理单位及其它观摩单位的一致好评。
10、结束语
综上所述，由于在现代建筑中科学技术的不断发展，人们对建筑的适用性、美观性要求也是越来越高，而虹吸负压雨水排放系统正是迎合了这一需求。该系统节约了楼宇厂房使用空间，改善了雨水排放方式。
关键词：公用建筑；雨水虹吸；施工工法
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
无论是工业厂房还是公用建筑都朝着“大面积”、“大体量”的方向发展，而在建筑施工的屋面给排水系统中，由于传统工艺是按“重力式”设计，因此雨水管道的多少及管径的大小是决定雨水排泄顺畅与否的主要依据。在新型建筑中，仅靠传统施工工艺，由于屋面面积的增大，将势必导致雨水管道增多、管径增大，从而影响建筑物的美观和实用。
2、工法特点及适用范围
2.1使用功能上的特点
由于虹吸负压雨水排放系统依据虹吸原理，在雨水排放过程中极易达到管内满水状态，且流速快，流量大，在使用中明显的体现出了屋面排水能力强的特点。
虹吸雨水管道的理论流量，在设计阶段参考了该地区的年均降水量与数十年来的最大降雨量，尤其是当雨季来临时，雨水量的突然增大更有利于虹吸现象的形成。换言之，就是当屋面的雨水累积量越大，其排放的速度就越快，这一难能可贵的特点在普通的重力排放系统中是根本无法实现的。
2.2 工法与传统施工方法的先进性和新颖性
虹吸负压雨水排放系统采用HDPE（高密度聚乙烯）管，这种管材能承受较大的冲击力，且不会因弯曲而破裂、折断，还具有耐腐蚀性，其抗极端温度范围也大，一般在-30℃～100℃，同时管材的自身重量轻，施工方便，可使安装工效大大提高。因此，在与传统的屋面重力流排水系统相比较，虹吸排水系统具有十大优点：
2.2.1 适用于各种类型、各种用途的建筑物（平屋顶建筑同样适用）；
2.2.2 排水管道无需坡度排设；
2.2.3 由于虹吸排水系统在产生虹吸作用时，管道内呈满水状态，且系统的水流流速很高，故其泄流量较之重力排水系统大大提高；
2.2.4 系统所需的地下埋管较少；
2.2.5 现场的施工量减少；
2.2.6 管道及配件的使用量减少；
2.2.7 降低了排水管道的管径；
2.2.8 由于重力排水系统悬吊水平管道需要有坡度，这样其他管道、设备安装标高随之降低，安装空间减小，而虹吸排水系统的管道本身就少，加之其无需敷设坡度，进而节约了安装空间；
2.2.9 当虹吸排水系统产生虹吸作用时，水流流速很高，管道具有较好的自洁能力；
2.2.10 从设计到施工简单快捷。
在以上这十大优点中，最为可贵的是建筑物屋面即使是平屋顶也能使用，以及现场施工量大大减少这两点。
2.3 适用范围
本工法适用于公用建筑、民用建筑及各类工业厂房等建筑物的屋面雨水排放系统以及生活污水、生产废水等的排放，对屋面及管道的坡度没有过于严格的要求。
3、工艺原理
虹吸负压雨水排放系统是经过精密的管道水力平衡计算，利用屋顶能够实现汽水分离的雨水斗，并依靠建筑物的势能使雨水在管道里产生虹吸现象以达到迅速排放雨水的系统。当屋面水位达到一定高度时，通过专用雨水斗自动隔绝空气，使得系统中排水管道逐渐呈满流状态，由于重力作用当雨水流入立管时跌落形成虹吸作用，悬吊横管内出现真空，在降雨过程中由于连续不断的虹吸作用，最终屋顶的雨水得以快速排放。
4、施工工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程图：
图5.1 施工工艺流程
4.2 虹吸雨水斗的安装要求
在天面雨水斗安装位置留孔时保证防水层施工不要超过规定的界限。 安装在钢板或不锈钢板天沟(檐沟)内的雨水斗，可采用氩氟焊与天沟(檐沟)焊接连接。雨水斗与雨水管道连接时，如材质不同，可采用法兰转接或不锈钢卡箍连接。
5、材料与设备
电工：1人管道工：10人
辅助工：4人焊工：2人
HDPE管道、虹吸雨水斗、方钢、吊环、弯头、三通。
电熔焊机、对接型热熔机、角磨机、电焊机、切割机、水平尺。
6、质量控制
我们在实际工程的操作中，发现了以下部分质量要点与难点，并逐一加以了解决。
6.1 由于HDPE管道材质柔软，易弯曲，在管道敷设时不易调直，因此管道在存放时注意须顺直平整的码放，不可累放过多，另外在管道安装的过程中，应随时注意调直，管道固定卡应合理安置。
6.2 HDPE管道采用电熔焊接的连接方式，在连接过程中需注意熔口深度及焊接时所需力度。特别是焊接时的力度掌握尤其重要，如力度过轻，容易造成焊缝不均匀，甚或产生漏水现象，而力度过大，则焊缝会过于臃肿，影响美观。
6.3 虹吸雨水斗是整个系统能否实现虹吸现象的关键之一，安装高度尤其重要，过高会影响到使用效果，过低则会影响美观。另外，雨水斗底盘的安装需注意上下次序，否则会影响到屋面防水效果。
7、安全措施
安全施工一直以来是建筑施工中的重中之重，近年来国家也加大了安全监察力度，因此，做好安全保障措施是工程进展的前提条件，施工中采取具体措施如下：
7.1 建立以项目经理为组长的文明施工管理小组，具体负责现场安全文明施工的监督与管理。
7.2 严格按照施工组织设计的施工平面布置图来堆放材料，不得乱占场地，乱占道路，各种材料归类堆放整齐，地面清洁，严禁乱扔杂物。
7.3 施工现场严禁存放剩料杂物，剩料下脚料应及时运送到工地仓库，归类存放，做到人去料清，场地洁净，禁止随地大小便。
7.4 垃圾应集中收集，集中清运，不得乱扔乱倒。
7.5 项目经理应经常组织有关人员认真检查，加强检查力度，发现问题及时纠正。
8、环保措施
由于HDPE管材属塑料复合管，在管道断开及焊接时会产生一定的粉尘、噪音及有害气体，因此需严格遵守国家有关环境保护的法律法规，控制粉尘、废水、噪音等对环境的污染，具体措施如下：
8.1 建筑垃圾严禁从高处向下抛撒，应采用塔吊运下集中堆放并及时外运。
8.2 如车辆轮胎在工地现场污染，出工地前应先清洗其轮胎，使其不污染路面。
8.3 严格控制施工现场的噪音，午间和夜间不得安排使用较大噪音的机械设备。特殊的确因工艺需要连续作业的，需经当地环保部门审批同意后方可作业，作业前需事先通知相关人员，做好疏通安抚工作。
8.4 严禁在现场内焚烧各种产生有毒气体的材料。
8.5 管道试压、清洗等所排放的污水应设置专门的排水管排至室外排水沟或下水道，严禁随意排放。
9、效益分析
以某新建火车站站房屋面为例，该工程屋面水平投影为23900米，主要有65只雨水斗，24根立管，悬吊水平管及立管均采用HDPE管道。而若采用重力排水系统则需要设立40多根雨水立管，雨水斗也有相应的增加。虽然同一管径的HDPE管比镀锌管材要贵，但随着国内厂家大量的生产，材料价格的降低，虹吸排水系统还是可以节约工程造价的。与此同时，由于虹吸系统管道较之重力排水系统在数量上极大的减少，尤其是在地下开挖工作中，节约了材料费用的同时，更大程度的降低了人工费用。
本技术在某新建火车站站房工程雨水排水系统中得以应用，施工质量和效果均达到了设计及规范的要求，已完成85%的雨水系统排放顺畅、快速，受到了建设单位、监理单位及其它观摩单位的一致好评。
10、结束语
综上所述，由于在现代建筑中科学技术的不断发展，人们对建筑的适用性、美观性要求也是越来越高，而虹吸负压雨水排放系统正是迎合了这一需求。该系统节约了楼宇厂房使用空间，改善了雨水排放方式。