5.4 虹吸式屋面雨水收集系统

在应用虹吸式屋面雨水收集系统时应注意如下事项：
1)水力计算在虹吸式屋面雨水系统的设计中非常重要，基础数据必须准确，要求具有长期降雨强度重现期的标准气象资料；
2)屋面雨水集水沟是屋面雨水系统实现有组织排水的重要组成部分，雨水系统专业承包商在系统的设计和计算中应包括屋面集水沟部分；
3)该系统应能使虹吸效应尽快形成，避免屋面或天沟的水位超过设计水深；
4)必须考虑雨水斗格栅对集水沟中或平屋面水位的影响；
5)天沟内不考虑存蓄雨水；
6)安装在平屋面上的雨水斗，宜采用出口直径不超过DN50、流量不超过6L/s的雨水斗。
5.4.1 规定设置溢流设施及其溢流能力。
虹吸式屋面雨水收集系统按水一相满流作为设计工况，无余量排超设计重现期雨水，降雨一旦超过设计重现期便屋面积水，溢流排水设施是该系统不可分割的组成部分，屋面必须设置溢流口。溢流能力和虹吸系统的排水能力之和不小于50年重现期的降雨径流量。
5.4.2 推荐不同高度的雨水分别设置独立的收集系统。
本条含两层意思：1)不同高度的雨水斗分别设置独立的收集系统；2)收集裙房以上侧墙面雨水的斗和收集裙房屋面的斗分别设置独立的收集系统。侧墙面上不是每次降雨都有雨水，其雨水斗若和裙房屋面雨水系统连接，会成为进气孔，破坏虹吸。
5.4.3 规定雨水斗设计流量与产品最大额定流量之间的关系。
雨水斗的最大泄流量由制造商提供，它是根据雨水斗产品标准规定的试验条件取得的数据，设计流量应控制在最大泄流量之内。
5.4.4 规定悬吊管的坡度要求。
虹吸式雨水系统的设计工况是一相满流，系统内包括悬吊管内的雨水流动不受管道坡度的影响，所以横管可以无坡度。但工程设计中，宜考虑一定的坡度，例如0.003，主要原因如下：1)管道工程安装中存在坡度误差，为达到无倒坡的规定，必须有一定的设计坡度做保证；2)压力排水管道设计中，一般都有坡度要求，作用或是泄空，或是减少污物沉积。至于有坡度不利于虹吸的形成之说，目前尚未见到理论上的描述证明，也尚未见到实验室的模拟演示证明。
5.4.5 规定系统的维修方便要求。
管道放置在结构柱内，特别是不允许出现管道漏水的结构柱内，一旦漏水，很难维修，损害结构柱。
5.4.6 规定系统的水力计算公式。
本条的阻力损失公式为国际上普遍采用的公式之一。当管道内的流速控制在3m/s以内时，也可采用Hazen-Willams公式。
5.4.7 规定管道中的设计流速和最小管径。
悬吊管中的设计流速不宜小于1m/s，是为了保证悬吊管的自清作用。根据国外研究资料，当悬吊管内的流速大于1m/s时，可保证沉积在管道底部的固体颗粒被水流冲走(见《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS 183:2005)。设计中需要注意的是，悬吊管内沉积物的清除是靠设计计算的自清流速保证的，不是靠定性描述的间断性虹吸保证的，没有证据证明设计计算流速小于1m/s的降雨，能够在实际工程中使悬吊管内产生1m/s的流速，从而完成自清功能(若此，则没有必要要求设计流速不宜小于1m/s了)。因此，当设计重现期取得很大，则设计计算流速很多年才发生一次，而平时降雨的计算流速都达不到1m/s，悬吊管的自清功能将出现问题，特别是没有排空坡度时。若减小设计重现期，设计流速可出现频繁些了，但溢流口又会频繁溢水，这是建筑物的忌讳。设计中需要仔细把握这类两难问题。
规定最小管径是为防止堵塞。
5.4.8 规定流体计算遵守能量方程。
本条暗含的前提条件是系统的过渡段位置低于或接近于室外地面的高度，不包括系统出口位置比室外地面很高的情况(这类情况工程中也不多见)。以室外地面而不是以系统过渡段为高度计算基准点的原因是：虹吸系统一般是把雨水排入室外雨水检查井，室外雨水管道的设计重现期多是1～2年，检查井积满水是很常见的，由此过渡段被淹没，故排水几何高度应扣除积水水位，从地面算起。有的工程把过渡段降到地面标高以下很深，试图增加排水的计算几何高度，这是不正确的。
5.4.9 规定虹吸系统设置高度的低限值。
当系统的设置高度很低时，可利用的水位位能很小，满足不了低限设计流速的位能要求，此系统不再适用。此处注意：地面和雨水斗的几何高差才是雨水的位能，过渡段放置得再低，也不会增加雨水的位能。
5.4.11 规定管材和管件的选用要求。
雨水系统特别是立管中会产生很大负压，金属管没有被吸瘪的隐患，故宜优先选用金属管。管道系统的抗负压要求是根据水力计算中允许出现0.09MPa的负压制定的。
5.4.12 管内压力低于0.09MPa负压时，水会明显汽化，破坏一相流态。