2、系統管道
管道作為虹吸式屋面雨水排放系統**主要的部分,必須確保系統安全可靠,高效持續的運行。虹吸式系統作為一個特殊的排水系統,其管道必須保證完全的
密封性和完備的防火措施,并且做到盡可能降低噪聲,吸收震動,抗擊沖擊外力,**大程度滿足抗溫度變化引起的形變。管道的完全抗滲漏并不意味著系統密封性得到滿足。一般情況下,對于抗滲漏的要求是允許發生小范圍的滲漏,只要有補救措施即可。但是虹吸系統一旦發生滲漏,并不易發現。當突然出現暴雨的降雨強度,則可能立即造成整個系統崩潰。進而因為屋面雨水無法及時排放,超過屋面可負荷的荷載強度,引起屋面坍塌。當然,微小的不密封并不一定會造成滲漏,但是足以造成漏氣,一旦排
水管道內出現氣團,虹吸式排水的效率馬上大大降低,嚴重的甚至會破壞虹吸作用。由于虹吸系統是利用負壓排水的,因此管道的管壁必須具備相當的承壓能力。但是也不是完全的剛性體。因為虹吸系統的負壓一般不大于-0.08Mpa。過大的負壓會導致管內水流流速過快,發生氣蝕現象,對于
金屬管道或者是金屬質地的連接處產生極大的傷害(-0.09Mpa已經接近氣蝕的臨界值)。同時負壓過高也會給系統帶來極大的震動,減少系統的使用壽命。
HDPE管道是在熱力條件下生產的,材料本身的張力在制造過程中已消減,所以成品以后可能產生的尺寸微變不會有任何危害,將熱脹冷縮引起的危害降至**小。從物理和化學性質上看,HDPE管道的防腐能力極強,不受各種酸、堿、鹽所引起的電化學反應的影響。HDPE管道比金屬管更耐磨損。抗極端溫度在
– 40c ~100c。
管子重量輕,施工方便,可以事先預制,安裝工效大大提高。
運輸方便
|
HDPE密度低、重量輕、耐久性能好、便于運輸及施工安裝
|
連接方式方便靈活
|
可采用不同的連接方法,如:對焊、電 焊管箍連接、法蘭連接、 螺紋連接、 伸縮管接頭等。HDPE還可以和 鋼管,鑄鐵管等其它管材的管道連接。只需通過專門的電加熱電焊機就可以進行操作
|
柔壓性好
|
管道在外荷載作用下,不會破裂,能抵抗沖擊壓力,減少水錘沖擊破壞,保證系統安全運行,維持虹作用的負壓
|
抗寒性
|
HDPE滿管水結冰的情況下,會隨著彈性伸縮,冰融化后恢復原狀,避免了低溫結冰對管子的破壞
|
曲繞性
|
HDPE具有良好的柔韌性,可蠕變。在穿越伸縮縫或受外力震動影響時,管子能隨震動偏移,不會遭到破壞
|
導熱系數低
|
HDPE導熱系數低,間歇性的熱水排放不會影響建筑內環境溫度
|
抗磨損性
|
HDPE有很好的柔韌性,具有良好的抗磨損性
|
抗沖擊、擠壓
|
HDPE管具有良好的抗沖擊性能,避免在低溫下被撞擊而破損,能夠長期在負壓力作用下安全使用。在安裝時,如有硬物作用于管材,HDPE能夠通過蠕變消除應力集中,避免開裂造成漏水
|
抗熱性
|
HDPE在80度高溫通水使用中,在不受外力干擾下,可以安全的使用,并能在較短時間內承受100度水溫
|
防結露
|
HDPE導熱系數為0.43w/mk,屬于不良導熱體,較金屬、PVC管不易結露,避免污染了建筑裝飾
|
牢固性
|
HDPE焊接牢固,焊縫強度等于或大于管材強度,暗裝安全可靠
|
低噪音
|
HDPE管是軟性材料,彈性模量低,產生的噪音小,提供了好的居家、辦公環境
|
抗陽光輻射
|
HDPE管材含有炭黑,黑色材料抵抗紫外線,起到抗老化,脆化作用
|
抗化學性
|
HDPE是惰性材料,不易與其他物質發生化學反應
|
防堵塞
|
HDPE管材內壁光滑,水利條件好,流量大,不會產生沉積現象
|
非毒性
|
HDPE無毒無味,衛生安全可靠,可用于食品生產線和飲水管道。燃燒后產生二氧化碳和水,不會產生有害氣體
|
HDPE管作為一種新型的節能管材,從我國目前建筑行業住宅產業化,設計標準化,材料集約化,建筑生產施工工廠化,管理科學化的發展趨勢來看,是有很大的發展潛力。
HDPE管與PVC及鑄鐵管相比較
①由碳水化合物組成,對人體及動植物無害。使用周期長,焚燒后不產生有害物質(如PVC焚燒后會產生鹽酸),生產及運輸過程中比鑄鐵管小號更少的能源。
②排水管表面光滑,排水能力是鑄鐵管的1。5倍;
HDPE 0.0015~0.015mm;新鑄鐵管 0.2~0.3;
舊鑄鐵管 0.5~1.6。
③相同管徑坡度,HDPE管排水能力遠遠高于鑄鐵管。
坡度:i=0.025,充滿度:h/d=0.5時:
鑄鐵管Dn50=0.64L/s,Dn75=1.9,Dn100=4.08;
HDPE管Dn50=1.32L/s,Dn90=3.59,Dn110=6.12。
④HDPE是非極性材料,使用過程中不結垢,排水能力不下降。
對比項目
|
PVC
|
鑄鐵管
|
HDPE
|
性質
|
極性、易結垢、不腐蝕、易老化
|
極性、易結垢、易腐蝕、易老化
|
非極性、不易結垢、不易腐蝕、不易老化
|
長期使用流通能力
|
下降
|
迅速下降
|
不下降
|
(極性:分子間作用較強,強度高,拉伸好,但是抗沖擊、抗彎性能差,吸水率高。)
⑤HDPE排水重量輕、強度高,滿足現代建筑要求。
HDPE
|
50*3.0
|
0.453kg/m
|
75*3.0
|
0.7kg/m
|
鑄鐵管
|
50
|
5.75kg/m
|
75
|
9.16kg/m
|
⑥熱熔連接,安全可靠。
對比項目
|
PVC
|
柔性鑄鐵
|
HDPE
|
安裝輔材連接方式
|
粘結劑粘接
|
橡膠密封圈、不銹鋼卡箍連接
|
不需輔材、熱熔連接
|
接口成本
|
低
|
高
|
低
|
接口安全性
|
容易產生集中導致破損。不可靠、連接容易
|
不能拉伸、偏轉角度小于5度、連接困難
|
接口強度超過管材1到3倍,彎曲半徑8dn?砂德,連接容易
|
截斷
|
刀、鋸
|
切割機
|
**剪子
|
搬運
|
容易
|
困難
|
容易
|
**大試壓強度
|
0.38mp以下
|
0.35mp
|
0.6mp
|
⑦HDPE管防噪音效果好,提高生活環境質量。
各種管材在某一相同測試條件下,HDPE屬于彈性材料,彈性模量低,密度小,能**大限度避免噪音,防止噪音傳播。
⑧HDPE排水管抗沖擊性能好,安全性高,可保證放心使用50年。
HDPE排水管抗沖擊性能遠好于PVC。HDPE屬于柔性材料,在GB/T標準中無抗沖擊性能檢測的要求。HDPE管斷裂伸長率大于350%,**高可用于240m建筑中。
HDPE管能夠使用在0.6Mp的壓力下,也可用于有壓排水中。
PVC管非常脆,在正負壓的反復作用下易產生疲勞破損。(在高層建筑中更為明顯)
⑨施工安全性高
施工現場意外撞擊、摔打,對HDPE排水管的影響較小,在低溫下搬運、施工不易破損,也不會留下隱患。
一般的PVC排水管在常溫下,尤其在低溫下,非常容易破損,在施工中必然留下隱患,給用戶和施工單位都帶來巨大的損失。
對北京、上海、重慶、廣州、哈爾濱等城市的排水管使用狀況調查顯示:約35%的業主反映排水管存在漏水問題,絕大多數是PVC管。
3、輔助的固定系統
安裝固定系統的主要功能是輔助安裝與固定管道。虹吸式雨水管道系統的固定裝置包括與管道平行的方形鋼導軌,管道與方形鋼導軌間的連接管卡(根據不同的管徑,每隔0.8至1.6米布置管卡),用于固定鋼導軌的吊架及鍍鋅角。安裝固定系統還包括管卡配件,這些配件可以固定管道的軸向,利用錨固管卡安裝在管道的固定點。氣水混合流的排水過程中,有一個非常重要的要求,是關于在系統各部位內負壓的限制,規定負壓不得低于-0.8公斤。其原因在于,當負壓在-0.92公斤左右時,系統內的氣泡會在壓力的作用下破裂,使整個管道說系統產生劇烈振動。
因此,為保證系統的正常運行,管道振動的危害是一個不容忽視的問題。如果振動不加以防范,可能會影響減少建筑結構的使用
壽命,也可能會導致整個系統的破壞。安裝固定系統的主要功能之一是吸收這些振動,從而避免振動對建筑結構產生影響。由于溫度的變化,管道必然會發生熱脹冷縮的現象。在系統內部形成拉力或壓力,對于管道連接處形成作用。
安裝固定系統可以防止在剛性安裝的排放系統中,由于熱脹冷縮受到阻隔而產生的力會對建筑結構的破壞,吸收熱脹冷縮導致的管道位移。同時,還可以避免管道因為懸掛受力而變形。
無論是系統震動帶來的外力,還是熱脹冷縮引起的內力,甚至是懸掛管道承受的重力,都由連接件傳至方形導軌,避免引起系統的變化,減少對于建筑結構的影響。
固定系統除了可以起到固定管道,轉移管道受力的作用,還有助于增加屋面到水平管的間距,而不影響管道的水平受力。
總而言之,固定系統雖然是虹吸式雨水排放系統的輔助部分,卻起到至關重要的保護的作用。
在整個降雨過程中,隨著降雨量的增加或減小,懸吊管內的壓力和水流狀態會出現反復變化的情況。
與懸吊管相似,立管內的水流狀態也會從附壁流逐漸向氣泡流,氣水浮化流過渡,**終在虹吸作用形成的時候,出現接近單向流的狀態。
通過對管道的管徑、高差的控制,可以實現對管道內雨水的流態的控制,使系統大部分時間工作在虹吸壓力滿管流的流態。使管道內滿管流形成一定的負壓,斗前水面受到管道內外壓差的作用,增大了管道的流量,大大增強了雨水系統的排水能力。這便是虹吸式雨水排放系統的工作原理。與傳統雨水系統相比,虹吸雨水系統管徑小,排水量大,立管少,對建筑立面和空間影響小。