Introducción: El sistema de tuberías de drenaje por sifón es diferente del sistema de drenaje por gravedad tradicional. Puede eliminar rápidamente el agua de lluvia y nieve que cae sobre el techo del edificio, evitando la formación de agua en el techo que amenaza el techo. evitando que el agua de lluvia se desborde. Inundaciones, goteras en los techos y otros accidentes por inundaciones. ¿Cómo se diseña una tubería de drenaje por sifón? ¿Cuál es la magia del diseño de una tubería de drenaje por sifón? Esta vez Xiaotu explorará los principios del diseño de una tubería de drenaje por sifón y tratará de aprender los pasos prácticos para diseñar una tubería de drenaje por sifón.
La diferencia entre el sistema de drenaje por sifón y el sistema de drenaje por gravedad tradicional
Características del drenaje por sifón:
1. Siempre que se cumplan los requisitos de cálculo, el número. de cubos de agua de lluvia en un solo sistema Sin límite.
2. El cubo de agua de lluvia tiene un gran caudal, separa el aire y el agua y tiene una velocidad de drenaje rápida y buen efecto.
3. El tubo de suspensión está en estado horizontal y no requiere ninguna pendiente, lo que hace que la construcción sea conveniente.
4. El diámetro del tubo ascendente es pequeño y el número es pequeño, lo que facilita su decoración.
5. Hay pocas tuberías enterradas y la carga de trabajo de excavación del terreno es pequeña, lo que efectivamente acorta el período de construcción.
Características del drenaje por gravedad tradicional:
1. El número de cubos de agua de lluvia en un solo sistema es limitado.
2. El caudal del cubo de agua de lluvia es pequeño, el aire y el agua se fusionan y el efecto de drenaje es deficiente.
3. El diámetro de las contrahuellas es grande y el número es grande, por lo que es fácil luchar durante la construcción cruzada.
4. Hay muchas tuberías enterradas, la carga de trabajo de la construcción civil es pesada y las zanjas son propensas al retorno de agua.
Principio de diseño del sistema de drenaje por sifón
Cuando se alcanza la lluvia diseñada, todas las tuberías en el sistema de sifón real mostrarán un flujo completo y la distribución de presión en las tuberías es diferente de el del drenaje tradicional. También hay muchas diferencias en los sistemas. Dado que toda la diferencia de altura entre el cubo de agua de lluvia del techo y el pozo de drenaje del suelo se aprovecha por completo, en comparación con el sistema de drenaje por gravedad, cuando los diámetros de la tubería de drenaje por sifón y la tubería de drenaje por gravedad son iguales, el flujo de agua en la tubería por sifón es mucho mayor que el de la gravedad.
El sistema de sifón utiliza la altura del edificio, denominada altura de agua, para considerar completamente las pérdidas hidráulicas en la tubería, reducir el diámetro de la tubería tanto como sea posible y drenar el agua de lluvia del techo al pozo de agua de lluvia. Y logre el equilibrio hidráulico ajustando la estructura y la longitud del tubo de escape vertical y del tubo colector de agua horizontal.
La presión en las tuberías es muy diferente a la presión atmosférica. No hay límite para la presión positiva en la tubería. Sin embargo, para la presión negativa, se debe considerar el problema de la presión de evaporación, es decir, el problema de la cavitación. Por lo tanto, la presión en la tubería debe mantenerse por encima de la presión de evaporación en el área donde está ubicado el sistema.
1. Diseño del cubo de agua de lluvia con sifón
La principal diferencia entre el cubo de agua de lluvia con drenaje por gravedad y el cubo de agua de lluvia con sistema de sifón es que el deflector de aire está instalado en el cubo de agua de lluvia. El deflector de aire está apilado y no tiene agujeros. El diseño de los componentes de unión del tejado, la impermeabilización y las cubiertas de hojas sigue el pensamiento convencional. La combinación de diámetros del cuerpo del cubo de lluvia, el deflector de aire y la salida de agua es una garantía de funcionamiento estable bajo cualquier condición de flujo de agua. Esta combinación es difícil de optimizar en teoría y debe concluirse mediante una gran cantidad de pruebas y resúmenes.
2. Diseño de tuberías del sistema
Los sistemas de tuberías que deben cumplir con las regulaciones nacionales locales y pueden soportar presión positiva y negativa se pueden usar para tuberías de drenaje del sistema de sifón. Por ejemplo, ABS, PVC, HDPE, PP, tubos de cobre, tubos de acero y tubos de hierro fundido se utilizan con éxito en sistemas UV. Diferentes tuberías de plástico tienen diferentes capacidades para resistir la presión negativa, y las diferencias en la calidad del material, el espesor de la pared y el diámetro de la tubería determinan esta capacidad. Los sistemas de tuberías generalmente se seleccionan en función de las condiciones reales del proyecto, y se deben considerar exhaustivamente factores como la aplicabilidad, la capacidad de drenaje, la durabilidad, la rigidez, la resistencia al fuego, el ruido, el aislamiento, el costo y los costos de instalación.
3. Puntos de diseño relevantes:
(1) Selección de cubos de agua de lluvia
Utilice cubos de agua de lluvia metálicos de fondo plano para garantizar que los cubos de agua de lluvia sean duraderos bajo la luz solar a largo plazo. Rendimiento antienvejecimiento y rendimiento antifugas. El cubo para agua de lluvia de fondo plano garantiza una construcción sencilla y segura. Dado que hay canaletas exteriores e interiores, el diseño patentado del cubo de agua de lluvia de fondo plano se utiliza para instalarlo en el techo de concreto, lo cual es simple y rápido y puede prevenir eficazmente las fugas de agua.
De acuerdo con la forma de la estructura del techo del edificio, el cubo de agua de lluvia con sifón utilizado en este proyecto: El desplazamiento del cubo de agua de lluvia con sifón es generalmente de 20 l/s a 40 l/s al seleccionar el cubo de agua de lluvia. , el desplazamiento de diseño debe diseñarse al 70 ~ 80% del desplazamiento máximo.
En comparación con el sistema de flujo por gravedad, el tamaño y la cantidad de aberturas de canalones se reducen, lo que también reduce los posibles puntos de fuga y ahorra tiempo de construcción. Los sistemas de sifón son en su mayoría sistemas en serie, y el techo drena el agua hacia el canalón o punto de recolección de agua a través de las pendientes del edificio; Cuando los cubos de agua de lluvia están en la misma partición del techo, el sistema de cálculo se basa en la misma elevación (hay errores en la construcción, la elevación de cada cubo de agua de lluvia en el mismo sistema en el mismo techo debe estar dentro de los 50 mm, de lo contrario el sistema. El cálculo no será válido y el sistema se destruirá). Por otro lado, el cálculo del sistema. Al mismo tiempo, también se debe controlar la profundidad del agua frente al cubo de agua de lluvia si el volumen de drenaje de cada cubo de agua y el agua. Si no se puede controlar bien la profundidad delante del cucharón, el drenaje del sistema será desigual. Sólo mediante un cálculo cuidadoso podemos garantizar que se reduzca la profundidad de acumulación de agua en el techo y que el efecto de drenaje sea mejor. Algunos sistemas utilizan acceso alto y bajo a los sistemas de agua de lluvia del techo en diferentes elevaciones para lograr un drenaje rápido y seguro. Partiendo de la premisa de que el volumen de drenaje del balde de agua de lluvia es suficiente, se pueden realizar cálculos precisos para garantizar la rápida formación del volumen de drenaje y el sifón.
(2) Materiales de las tuberías
Los materiales y las interfaces de las tuberías seleccionados deben poder satisfacer las necesidades de presión tanto positiva como negativa. ?Las tuberías seleccionadas se pueden dividir en las siguientes categorías:
Tuberías HDPE: Tuberías plásticas, de bajo costo, pared interior lisa, buenas condiciones hidráulicas, fácil construcción y soldadura por fusión en caliente. ?Tubo de acero recubierto de plástico: el tubo compuesto de acero y plástico tiene un alto costo, buena rigidez, buena resistencia al fuego, pared interior lisa, buenas condiciones hidráulicas, larga vida útil y utiliza abrazaderas planas o conexiones de brida.
Tubería de acero galvanizada: la tubería de acero común tiene un alto costo, buena rigidez, buena resistencia al fuego, larga vida útil y está conectada mediante abrazaderas ranuradas. ?Tubo de acero inoxidable: tubo de acero para drenaje de alta calidad, el más caro, con buena rigidez, buena resistencia al fuego y larga vida útil. Se conecta mediante soldadura por arco o soldadura eléctrica.
4. Puntos clave para el cálculo hidráulico del sistema de drenaje de techo con sifón:
(1) El caudal de diseño de la tubería no es inferior a 1 m/s.
(2) La pérdida de carga total de la tubería de drenaje debe ser menor o igual a la diferencia de altura geométrica entre la superficie superior del cubo de agua de lluvia y el punto crítico, y el margen de presión ΔPr debe ser ≤ 100 mbar.
(3)? El sistema de drenaje del techo con sifón tiene un gran valor de presión negativa en la intersección del tubo de suspensión y el tubo ascendente principal. El valor de presión negativa en este punto debe tener diferentes valores límite según los diferentes materiales de tubería. Para sistemas de drenaje que utilizan tuberías de hierro fundido y acero, el diámetro de la tubería debe ser inferior a 900 mbar, para tuberías de plástico, el diámetro de la tubería De50-De160 debe ser inferior a 800 mbar y el diámetro de la tubería De200-De300 debe ser inferior a 450 mbar; .
(4) La diferencia de presión calculada a partir de diferentes ramas en cada nodo del sistema de drenaje del techo sifón no es superior a 150 mbar.
(5) El sistema de drenaje de techo con sifón utiliza tuberías de hierro fundido o tuberías de acero de drenaje flexibles recubiertas de plástico en la pared interior y tuberías de polietileno de alta densidad. Se debe utilizar la tabla de cálculo correspondiente para calcular la pérdida de carga a lo largo del tubo. tubería.
Pasos prácticos para el diseño de tuberías de drenaje por sifón
1. Primero, de acuerdo con los requisitos de los planos de diseño, determine el área del techo donde se utilizará el drenaje por sifón.
2. El área del área seleccionada se mide en el dibujo CAD, es decir, el área de captación del diseño del techo, F.
3. En el software de cálculo de intensidad de tormenta y flujo de agua de lluvia, determine el valor de intensidad de tormenta q(l/s) para una duración de lluvia de 5 minutos según el período de retorno de diseño especificado en la ubicación del ?10000m?)
4. Según la fórmula, el caudal de diseño del agua de lluvia del techo es: Q=k?ΦqFk<1,?Φ>1? El personal del instituto de diseño local calcula. Generalmente utilizamos la fórmula Q=qF para el cálculo. Para cambiar la unidad a l/s, cambiamos la fórmula a Q=qF/10000? El flujo de diseño de agua de lluvia del techo resultante Q (unidad: l/s)
5.?a. el agua de lluvia del techo El caudal de diseño y el valor del parámetro de flujo nominal dado del cubo de agua de lluvia determinan el número de cubos de agua de lluvia. Generalmente, el valor de reparto calculado de los cubos de agua de lluvia no debe exceder los 20 l/s. Si excede demasiado, se deben agregar más cubos.
b. Según el número determinado de cubos de agua de lluvia, busque la ubicación del canal en el dibujo CAD, mida la longitud del canal y luego calcule la distancia entre los cubos de agua de lluvia. cubos de agua de lluvia La distancia entre ellos no debe ser superior a 20 m, y luego determine la posición específica del cubo de agua de lluvia en el dibujo.
6. Normas técnicas para el sistema sifónico de drenaje de agua de lluvia en techos:
(1) Para techos grandes con un área de captación de agua superior a 5000 m², se recomienda instalar no menos de Sistema de drenaje de aguas pluviales de techo con sifón de 2 grupos independientes.
(2) La diferencia de altura desde la superficie superior del cubo de agua de lluvia hasta la sección de transición debe ser superior a 3 m cuando el diámetro del tubo ascendente no sea superior a DN75; cuando el diámetro del tubo ascendente no sea inferior a DN90; debe ser superior a 5 m;
(3)? El caudal de diseño de la tubería de suspensión no debe ser inferior a 1,0 m/s; el caudal de diseño del tubo ascendente no debe ser inferior a 2,2 m; /s, y no debe ser superior a 10 m/s;
(4)? La velocidad del flujo aguas abajo de la transición del sistema de tuberías de drenaje de agua de lluvia del techo del sifón no debe ser superior a 2,5 m/s; la velocidad del flujo es superior a 2,5 m/s, se deben tomar medidas de disipación de energía;
(5)? Tubería vertical El diámetro debe determinarse mediante cálculo y puede ser menor que el diámetro de la tubería de suspensión aguas arriba. .
(6)? Se deben instalar cubos de agua de lluvia y techos sifónicos en el punto más bajo del techo o canalón en cada área de captación. El número de cubos de agua de lluvia en cada área de captación no debe ser inferior a 2. La distancia entre dos cubos de agua de lluvia no debe ser superior a 20 m. La distancia entre el cubo sifón de agua de lluvia instalado en el piso del podio y la unión entre el podio y la torre no debe ser inferior a 1 m ni superior a 10 m.
(7)? La forma del espacio entre la cubierta antihojas del cubo de agua de lluvia con sifón y la rejilla puede tener forma de agujero o de ranura fina. El diámetro de la abertura del hueco en forma de agujero no debe ser inferior a 6 mm ni superior a 15 mm.
(8)? Para los cubos de agua de lluvia con sifón, los elevadores de agua de lluvia deben estar dispuestos simétricamente.
(9) Al conectar varios cubos de agua de lluvia con sifón, el tubo de conexión de drenaje del cubo de agua de lluvia con sifón debe conectarse al tubo de suspensión y no debe estar conectado directamente a la parte superior del tubo ascendente de agua de lluvia.
(10) La profundidad inicial del canal debe determinarse en función del área de captación de agua y la pendiente del techo y la profundidad del agua frente al cubo de agua de lluvia con sifón. La pendiente del canal no debe ser. menos de 0,003.
(11) La sección de cruce de agua del canal debe calcularse y determinarse en función del caudal de diseño del área de captación. El ancho del canalón debe garantizar una entrada uniforme del agua alrededor del agua de lluvia.
(12) Las tuberías y accesorios deben estar fabricados con materias primas de polietileno de alta densidad (HDPE) de grado no inferior a PE80.
(13) La tasa de retracción longitudinal de la tubería no debe ser superior al 3%.
(14) El tubo ascendente de agua de lluvia debe estar equipado con un puerto de inspección de acuerdo con los requisitos de diseño; , y el centro del puerto de inspección debe estar a 1,0 m del suelo. Cuando se utilizan tuberías de polietileno de alta densidad (HDPE), la distancia máxima entre los puertos de inspección no debe ser superior a 30 m.
(15) Las tuberías de agua de lluvia deben instalarse de acuerdo con la ubicación especificada en el diseño;
( 16) La conexión entre el tubo de conexión y el tubo de suspensión debe utilizar una T de 45 grados;
(17) La conexión entre el tubo de suspensión y el tubo ascendente, y el tubo ascendente La tubería y la tubería de descarga deben usar dos codos de 45 grados o un codo de 90 grados con R no menos de 4D.
(18) Cuando las tuberías de polietileno de alta densidad atraviesen paredes, pisos o piezas con requisitos de protección contra incendios, se deberán instalar anillos ignífugos, cintas ignífugas o carcasas ignífugas de acuerdo con el diseño. requisitos;
(19) Cuando las tuberías de agua de lluvia pasan a través de paredes y pisos, se deben instalar manguitos de metal o plástico. La parte superior de la carcasa de la losa del piso debe estar 20 mm más alta que el piso decorativo y la parte inferior debe estar al ras con la parte inferior de la losa del piso. Los extremos del marco dentro de la pared deben quedar al mismo nivel que el acabado. El espacio entre la carcasa y la tubería debe llenarse con materiales densos ignífugos;
(20) Durante el proceso de instalación, las aberturas de las tuberías y los cubos de agua de lluvia deben bloquearse temporalmente.
Desde los principios de diseño del sistema de drenaje por sifón hasta los pasos prácticos de su diseño, entendemos qué es el sistema de drenaje por sifón desde un nivel conceptual y luego intentamos simular el sifón desde los pasos prácticos del diseño de la tubería de drenaje. . Después de comprender profundamente que el sistema de tuberías de drenaje por sifón puede eliminar el agua acumulada de manera tan inteligente y rápida, la gente debe admirar la magia y el poder de este sistema de tuberías de drenaje por sifón.
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