摘 要：虹吸式雨水系统凭借其较高的排水效率，在大型屋面的雨水排放中得到广泛应用。文章结合已有设计经验，针对大型屋面的特点，对虹吸雨水系统设计与应用中的几个问题进行了探讨和分析。
关键词：大型屋面；虹吸雨水系统；防排水
引言
建筑虹吸式雨水系统发明于1968年，自上世纪90年代引进国内以来，随着我国经济的飞速发展，大型屋面越来越多，虹吸式雨水系统凭借其较高的排水效率、较小的空间占用率和用料省等特点，被广泛应用在大型屋面。但近年极端天气现象频发，多地多个大型屋面发生了令人尴尬的漏雨事件，大型屋面的防排水问题受到重视，建筑虹吸式雨水系统的稳定性受到关注。建筑虹吸式雨水系统与传统重力流排水系统相比虽有其优势，但在应用的过程中也存在一些问题，有必要对其进行深入地探讨和分析。
1 防排水结合
屋面防水和排水是一个问题的两个方面，考虑防水的同时应考虑排水，防排结合是屋面防水概念的主要内容。大型屋面工程中，屋面多采用金属材料，金属材料的热胀率高，大型金属屋面的热胀冷缩现象尤其明显，必须加强结构防水。另外，大型屋面天沟与屋面接触部位为金属天沟的胀缩留有间隙，无法完全密封，此处极易发生漏水现象，一定要重视天沟与屋面接触面的防水。大型屋面防水工程设计应严格按照I级防水等级、两道防水设防[1]。屋面工程中对屋面坡度、天沟、檐沟的汇水面积、水落口、管径大小等设计，应尽可能使水以较快的速度、简捷的途径顺畅排除，减轻屋面防水层的负担，减少屋面渗漏水的机会，做好排水是提高防水功能的有效措施。大型屋面设计防水排水应着重注意：（1）尽量避免设置内天沟。（2）屋面和天沟整体做柔性卷材防水。（3）雨水分区划分时应使排水路线通畅，排水长度合理，不应跨越伸缩缝、变形缝。雨水分区应使排水路线通畅，排水长度合理，不应跨越伸缩缝、变形缝。大型屋面虹吸雨水系统单个雨水分区面积不宜小于600m2，划分太小导致雨水沟小而密，雨水组织混乱，尽量避免无自然泄流条件的内分区。
2 设计重现期
建筑虹吸式雨水系统并不是设计重现期越大越合理。与传统的认识相反，重力排水系统的设计重现期越大，排水能力越强，安全度有所提高；但是提高建筑虹吸式雨水系统的设计重现期，并不利于虹吸压力流的形成，安全度并未提高。在以往的设计中将建筑虹吸式雨水系统的设计重现期提高到50～100年，内天沟按照规范要乘以1.5的安全系数，导致设计流量增加，天沟容积增加，虹吸管道大大增加，引起的后果是虹吸系统的形成时间大大延迟，正常重现期5～10年的降雨量无法快速形成虹吸，小流量下无坡度的悬吊管内流速很小，不利于管道系统的自洁，增加了管道堵塞的危险。
3 天沟设计
天沟在建筑虹吸式雨水系统中的作用常被忽视，尤其是合理的天沟尺寸计算常常被忽略。天沟主要作用包括：（1）提高斗前水深尽快形成虹吸。（2）贮存虹吸启动时间内的降雨量。（3）提供一定的保护高度，避免超设计降雨强度时雨水翻上屋面或翻出沟外。合理的天沟尺寸可以优化结构荷载减少投资，可以提高虹吸系统的稳定性和安全性。其宽度应满足雨水斗的安装要求，在未确定供货商的时候可按照500～600mm控制。其深度最小不小于250mm，主要包括设计水深和保护高度，设计水深和雨水分区的面积和虹吸系统的形成时间有关。大型屋面的金属屋面天沟对热胀冷缩很敏感，所以天沟也设有伸缩缝，天沟伸缩缝的构造往往是将天沟打断处理，导致雨水系统间无法连通，所以雨水分区不应跨越天沟的伸缩缝，单个虹吸式雨水系统不应跨越雨水分区，否则会导致系统性风险。
4 溢流系统
建筑虹吸式雨水系统是水的单相满流，在设计工况下，为减少立管数量，势能已经被充分利用，排水能力已达极限，对超设计降雨强度的降雨量没有调节能力，如果靠天沟来实现调蓄的功能，会给屋面结构计算及整个屋面的安全性带来很大的挑战。所以虹吸式雨水系统必须设置溢流设施，而且必须是独立系统，以确保屋面安全。通过上文建筑虹吸式雨水系统设计重现期的分析，在满足总排水能力的前提下，溢流系统的设计显得尤为重要。溢流系统的作用主要包括：（1）虹吸式雨水系统堵塞、故障时应急排水。（2）超虹吸式雨水系统设计重现期雨水排除。（3）低于虹吸式雨水系统设计降雨历时雨水排除。这些作用要求溢流系统具有很强的稳定性和排水能力可扩展性，其出口须采用间接排水，推荐使用溢流口及重力流管道系统。
5 管理维护
大型屋面虹吸雨水系统由于设计计算精密，施工过程中难免需要根据现场情况做局部调整，施工质量也会对系统实际排水能力产生影响，竣工验收时应做现场排水能力测试，确保工程满足设计排水要求。竣工后雨水排水系统应定期维护，每年至少在雨季前做一次巡检[2]。需要重点关注清除屋面或天沟内杂物，清除雨水斗和管道中的杂物，清除出口下游管道中的杂物，监测天沟变形确保沟底排水坡度，定期检查固定系统，严寒寒冷地区须做好屋面融雪及管道保温，建立检查和维护档案。雨水排水系统备品备件应齐全，维护过程中发现的缺陷和问题应及时处理。
6 结束语
建筑虹吸式雨水系统的启动是快速而且复杂的过程，启动时间的长短对系统的安全稳定有至关重要的作用。屋面防排水系统作为一个完整的系统，一套精密运行的系统，实际运行效果离不开细致的设计、计算、安装、管理和维护。系统产品国际上有BBA认证，但国内还没有相关认证，关于该系统还需要更深入细致的研究，以确保大型屋面的安全。
参考文献
[1]山西建筑工程（集团）总公司.GB50345-2012 屋面工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]中国建筑设计研究院.CJJ142-2014 建筑屋面雨水排水系统技术
规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
摘 要：虹吸式雨水系统凭借其较高的排水效率，在大型屋面的雨水排放中得到广泛应用。文章结合已有设计经验，针对大型屋面的特点，对虹吸雨水系统设计与应用中的几个问题进行了探讨和分析。
关键词：大型屋面；虹吸雨水系统；防排水
引言
建筑虹吸式雨水系统发明于1968年，自上世纪90年代引进国内以来，随着我国经济的飞速发展，大型屋面越来越多，虹吸式雨水系统凭借其较高的排水效率、较小的空间占用率和用料省等特点，被广泛应用在大型屋面。但近年极端天气现象频发，多地多个大型屋面发生了令人尴尬的漏雨事件，大型屋面的防排水问题受到重视，建筑虹吸式雨水系统的稳定性受到关注。建筑虹吸式雨水系统与传统重力流排水系统相比虽有其优势，但在应用的过程中也存在一些问题，有必要对其进行深入地探讨和分析。
1 防排水结合
屋面防水和排水是一个问题的两个方面，考虑防水的同时应考虑排水，防排结合是屋面防水概念的主要内容。大型屋面工程中，屋面多采用金属材料，金属材料的热胀率高，大型金属屋面的热胀冷缩现象尤其明显，必须加强结构防水。另外，大型屋面天沟与屋面接触部位为金属天沟的胀缩留有间隙，无法完全密封，此处极易发生漏水现象，一定要重视天沟与屋面接触面的防水。大型屋面防水工程设计应严格按照I级防水等级、两道防水设防[1]。屋面工程中对屋面坡度、天沟、檐沟的汇水面积、水落口、管径大小等设计，应尽可能使水以较快的速度、简捷的途径顺畅排除，减轻屋面防水层的负担，减少屋面渗漏水的机会，做好排水是提高防水功能的有效措施。大型屋面设计防水排水应着重注意：（1）尽量避免设置内天沟。（2）屋面和天沟整体做柔性卷材防水。（3）雨水分区划分时应使排水路线通畅，排水长度合理，不应跨越伸缩缝、变形缝。雨水分区应使排水路线通畅，排水长度合理，不应跨越伸缩缝、变形缝。大型屋面虹吸雨水系统单个雨水分区面积不宜小于600m2，划分太小导致雨水沟小而密，雨水组织混乱，尽量避免无自然泄流条件的内分区。
2 设计重现期
建筑虹吸式雨水系统并不是设计重现期越大越合理。与传统的认识相反，重力排水系统的设计重现期越大，排水能力越强，安全度有所提高；但是提高建筑虹吸式雨水系统的设计重现期，并不利于虹吸压力流的形成，安全度并未提高。在以往的设计中将建筑虹吸式雨水系统的设计重现期提高到50～100年，内天沟按照规范要乘以1.5的安全系数，导致设计流量增加，天沟容积增加，虹吸管道大大增加，引起的后果是虹吸系统的形成时间大大延迟，正常重现期5～10年的降雨量无法快速形成虹吸，小流量下无坡度的悬吊管内流速很小，不利于管道系统的自洁，增加了管道堵塞的危险。
3 天沟设计
天沟在建筑虹吸式雨水系统中的作用常被忽视，尤其是合理的天沟尺寸计算常常被忽略。天沟主要作用包括：（1）提高斗前水深尽快形成虹吸。（2）贮存虹吸启动时间内的降雨量。（3）提供一定的保护高度，避免超设计降雨强度时雨水翻上屋面或翻出沟外。合理的天沟尺寸可以优化结构荷载减少投资，可以提高虹吸系统的稳定性和安全性。其宽度应满足雨水斗的安装要求，在未确定供货商的时候可按照500～600mm控制。其深度最小不小于250mm，主要包括设计水深和保护高度，设计水深和雨水分区的面积和虹吸系统的形成时间有关。大型屋面的金属屋面天沟对热胀冷缩很敏感，所以天沟也设有伸缩缝，天沟伸缩缝的构造往往是将天沟打断处理，导致雨水系统间无法连通，所以雨水分区不应跨越天沟的伸缩缝，单个虹吸式雨水系统不应跨越雨水分区，否则会导致系统性风险。
4 溢流系统
建筑虹吸式雨水系统是水的单相满流，在设计工况下，为减少立管数量，势能已经被充分利用，排水能力已达极限，对超设计降雨强度的降雨量没有调节能力，如果靠天沟来实现调蓄的功能，会给屋面结构计算及整个屋面的安全性带来很大的挑战。所以虹吸式雨水系统必须设置溢流设施，而且必须是独立系统，以确保屋面安全。通过上文建筑虹吸式雨水系统设计重现期的分析，在满足总排水能力的前提下，溢流系统的设计显得尤为重要。溢流系统的作用主要包括：（1）虹吸式雨水系统堵塞、故障时应急排水。（2）超虹吸式雨水系统设计重现期雨水排除。（3）低于虹吸式雨水系统设计降雨历时雨水排除。这些作用要求溢流系统具有很强的稳定性和排水能力可扩展性，其出口须采用间接排水，推荐使用溢流口及重力流管道系统。
5 管理维护
大型屋面虹吸雨水系统由于设计计算精密，施工过程中难免需要根据现场情况做局部调整，施工质量也会对系统实际排水能力产生影响，竣工验收时应做现场排水能力测试，确保工程满足设计排水要求。竣工后雨水排水系统应定期维护，每年至少在雨季前做一次巡检[2]。需要重点关注清除屋面或天沟内杂物，清除雨水斗和管道中的杂物，清除出口下游管道中的杂物，监测天沟变形确保沟底排水坡度，定期检查固定系统，严寒寒冷地区须做好屋面融雪及管道保温，建立检查和维护档案。雨水排水系统备品备件应齐全，维护过程中发现的缺陷和问题应及时处理。
6 结束语
建筑虹吸式雨水系统的启动是快速而且复杂的过程，启动时间的长短对系统的安全稳定有至关重要的作用。屋面防排水系统作为一个完整的系统，一套精密运行的系统，实际运行效果离不开细致的设计、计算、安装、管理和维护。系统产品国际上有BBA认证，但国内还没有相关认证，关于该系统还需要更深入细致的研究，以确保大型屋面的安全。
参考文献
[1]山西建筑工程（集团）总公司.GB50345-2012 屋面工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]中国建筑设计研究院.CJJ142-2014 建筑屋面雨水排水系统技术
规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.