隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，大型屋面排水技術(shù)逐漸成為目前人們關(guān)注研究的課題。傳統(tǒng)重力流雨水排放系統(tǒng)要達(dá)到這一要求，就必須增加雨水斗數(shù)量及立管根數(shù)，加大立管管徑。而采用虹吸式雨水排放系統(tǒng)，系統(tǒng)管道中雨水流態(tài)為滿流有壓狀態(tài)，排水量大，排放迅速且立管根數(shù)少，管徑小，橫向懸吊管無坡度，能夠最大限度滿足建筑使用功能。

  1、虹吸式雨水工作原理

  虹吸現(xiàn)象我們在日常生活中經(jīng)?？梢钥吹?。如下圖所示，我們把一根灌滿水的塑料管用手指堵住兩端分別放入魚缸和水杯中，同時放開手指，由于兩個液畫存在高差h1，此高差部分水在重力作用下流向水杯，從而使上部塑料管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，魚缸內(nèi)水就會被吸入塑料管，水就會不斷的從魚缸流向水杯。這就是虹吸現(xiàn)象。當(dāng)魚缸與水杯液面高差越大時，塑料管內(nèi)水流速度越大，排水越迅速。

  虹吸式雨水排放系統(tǒng)正是利用這一原理，利用建筑物屋面高度所形成的水頭來實現(xiàn)虹吸排水。降雨來臨時，屋面逐漸形成積水，由于采用了科學(xué)設(shè)計的防漩渦雨水斗，當(dāng)屋面雨水高度達(dá)到一定高度，通過控制進(jìn)入雨水斗的雨水流量和調(diào)整流態(tài)減少漩渦，從而極大地減少了雨水進(jìn)入排水系統(tǒng)時所夾帶的空氣量，使得系統(tǒng)中排水管道呈滿流狀態(tài)，當(dāng)雨水通過管道變徑時，在此處產(chǎn)生負(fù)壓，加速雨水的排放速度。

  2、虹吸式雨水工作狀態(tài)

  虹吸式雨水排放系統(tǒng)管內(nèi)壓力和水的流動狀態(tài)是不斷變化的過程。降雨初期，雨量一般較小，懸吊管雨水流態(tài)是有自由液面的波浪流。根據(jù)雨量大小的不同，部分情況下初期無法形成虹吸作用，是以重力流為主的流態(tài)。隨著降雨量的增加，管內(nèi)逐漸呈現(xiàn)脈動流，拔拉流，進(jìn)而出現(xiàn)滿管氣泡流和滿管汽水混合流，直至出現(xiàn)水的單相流狀態(tài)。降雨末期，雨水量減少，雨水斗淹沒泄流的斗前水位降低到某一特定值（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品設(shè)計而不同），雨水斗逐漸開始有空氣摻入，排水管內(nèi)的虹吸作用被破壞，排水系統(tǒng)又從虹吸流狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓α鳡顟B(tài)。在整個降雨過程中，隨著降雨量的增加或減小，懸吊管內(nèi)的壓力和水流狀態(tài)會出現(xiàn)反復(fù)變化的情況。與懸吊管相似，立管內(nèi)的水流狀態(tài)也會從附壁流逐漸向氣泡流，氣水混合流過渡，最終在虹吸作用形成的時候，出現(xiàn)接近單相流的狀態(tài)。

  3、虹吸式雨水系統(tǒng)組成

  3.1雨水斗

  一般來說，雨水斗的設(shè)計是整個虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。

  標(biāo)準(zhǔn)型的雨水斗，是由雨水斗底盤、夾圈、空氣隔板、格柵外罩蓋組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護(hù)帽，微型加熱電圈等配件。雨水斗材質(zhì)為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置屋面層中，上部蓋有進(jìn)水格柵。降雨過程中，雨水通過格柵蓋側(cè)面進(jìn)入雨水斗，當(dāng)屋面匯水達(dá)到一定高度時，雨水斗內(nèi)的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進(jìn)入同時消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒泄流進(jìn)入排水管。

  3.2系統(tǒng)管道

  管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)最主要的部分，而管道的變徑可以加速雨水的排放和流量，必須確保系統(tǒng)安全可靠，高效持續(xù)的運(yùn)行。虹吸式系統(tǒng)作為一個特殊的排水系統(tǒng)，正常工作運(yùn)行時管道內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰?，管道接口必須完全的密封防止空氣進(jìn)入管道內(nèi)出現(xiàn)氣團(tuán)，破壞虹吸作用。同時管道要具有較高的防火性能，并且做到盡可能降低噪聲，吸收震動，抗擊沖擊外力，最大程度滿足抗溫度變化引起的形變。

  目前虹吸式雨水管道系統(tǒng)一般采用鍍鋅無縫鋼管溝槽管件連接、不銹鋼管或HDPE管粘接。