虹吸排水有什么设计要点,有哪些工作原理?

2022-01-04

大面积的房屋设计虹吸排水时,可以从雨水排向和结构安全两方面考虑,虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的,在真空里也能产生虹吸现象,下面具体介绍一下“虹吸排水的设计要点及工作原理”.

虹吸排水.jpg

一、虹吸排水的设计要点

1、大面积、大坡度、坡向复杂的钢结构屋面 采取虹吸雨水排水方案时,应从雨水排向和结构安全两方面考虑。虽然屋面坡度大,仍应分段收集雨水,散设置集水坑。雨水的分段收集通过设置挡板和增大天沟蓄水容积来实现,使各雨水斗实际流量和计算取值的汇水面积相匹配。由于屋面坡度大,各雨水斗高度各不相同,为防止相互干扰,高差较大的雨水斗宜分别设置系统。

2、由于屋面有双向坡度,造成雨水流向不明确,汇水面积无法确定。但经过对屋面结构的研究,现屋面直立锁边的构造形成单向坡度的小沟,经计算校核,小沟尺寸基本满足全部雨水流量,而另一垂直方向坡度上只需考虑在狂风暴雨等不利因素干扰下流过的少量雨水。由此可知,坡度复杂的钢 结构屋面应结合屋面结构构造考虑水流方向,必要时进行试验模拟以确定准确的汇水面积。

3、在屋面坡度较大的情况下,天沟蓄水能力极其有限,因此需要分散在低点设置集水坑。天沟及集水坑总的调蓄容积应根据规范要求并结合结构荷载综合考虑,经技术经济比较后确定,并保证不应小于虹吸启动时间的降雨量要求。

4、溢流系统无法在外墙设置溢流口的情况下,可通过在纵沟内设置挡板实现溢流排水,减少溢流管道系统,既节约了造价,又保证了屋面排水的安全。

二、虹吸排水的工作原理

1、虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的。即利用水柱压力差,使水上升再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相等高度,水就会停止流动。利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出。那么接下来我们就一同看看虹吸排水的原理以及虹吸排水施工要点吧。

2、虹吸管是人类的一种古老发明,早再公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管。打个比方,在一个水缸里装有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在这端端口吸气一会,然后松嘴,那么缸中的水就会从管子中流下来.因为管子呈一段弧形,像彩虹,又能起到吸水的作用,故称为虹吸现象。

3、事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时,由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里,越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水。在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。应用实例:把充满水的胶管一端插入水中,另一端垂在盛水的容器之外,而且,出水口要低于水面。这样,水就会从容器顺着胶管流出。

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