--.優(yōu)選-虹吸排水系統(tǒng)根本原理及設(shè)計根底〔Principleanddesignfoundation〕屋面虹吸排水系統(tǒng)的工作原理〔Principleofsiphonicroofrainwaterdrainadgesystems〕什么是虹吸排水C下面是一紅虹吸過程示意圖。C這是一個典型的2雨水斗虹吸排水系統(tǒng)。當然，這也可以是一個重力排水系統(tǒng)〔gravitydrainagesystems〕。如果是重力排水系統(tǒng)，在管道中肯定是處于氣水混合流(mixedstramofair-water)狀態(tài)，而且可以認為整個系統(tǒng)從下到上氣流貫貫穿的，也就是說，管道內(nèi)各點的壓力都等于大氣壓。水流在這種狀態(tài)下，只能靠重力的作用，從高向低流。在連接收管和立管內(nèi)，由于進出口高差的作用，水流自上而下流動不成問題。但是在水平管和過渡段，要使水流保持足夠的流速，就必須使管道有一定坡度〔gradient〕。坡度的大小，自然和流量以及管道通流有效面積有關(guān)，一般可以用謝才公式〔theChezyformulas〕計算流量：Q=AR2/3J0.5/n〔1〕式中，Q—管道流量〔rateofflow〕，m3/sA—有效過流面積〔effectivearea〕，m2R—管道水力半徑〔hydraulicradius〕,mJ—管道坡度，無量綱n—管道外表粗糙度〔roughness〕，對塑料管道，n=0.009，對鋼管，n=0.011管道水力半徑R=A/濕周長度，m在實踐中要使管道用小的坡度通過較大的流量，需要很大的管道直徑，而且有坡度的管道在現(xiàn)代廠房中鋪設(shè)也存在困難，因為其他管線都是水平鋪設(shè)的。我們可以做一個簡單的計算來說明重力排水在大屋面排水中有多大困難。設(shè)排水管線長度為100米，如果保持J=1%=0.01的坡度，就意味著上下游有1m的高差，這已經(jīng)給管線鋪設(shè)帶來的許多不便。假定屋面面積3000m2，大約有150L/s=0.15m3/s的雨水量。假設(shè)選用規(guī)格315的PE管，內(nèi)徑0.29m，截面積0.066m2,周長0.91m。設(shè)充滿度〔degreeoffullness〕0.6，濕周長〔lengthofsoak〕約0.5m，過流面積A=0.6*0.066=0.0396m2水力半徑R=0.0396/0.5=0.0792m取n=0.009Q=0.0396*0.07922/3*0.010.5/0.009=0.081m3/s這和要求的通流量0.15m3/s差的太遠。要通過150L/s的流量，坡度要到達3.4%，這在實踐上是不可能的。另一個方法就是加大管道直徑。如果保持1%的坡度，那么過流面積要加大到1.85倍，管徑要加大到原來的1.36倍，即使用直徑450mm的管道。顯然這樣的管道本錢也是很高，而且難以施工。以上的計算想說明這樣一個事實：重力排水的管道除了需要坡度，也需要很大的管徑，這在許多建筑中是很難實施。如果能夠把管道內(nèi)的重力流〔gravityflow〕變成壓力流〔pressureflow〕，管道就不再需要坡度?；氐角懊娴暮缥潘韴D上，當管道內(nèi)充滿水流時，從雨水斗開場到過渡段出口為止，水流的能量發(fā)生了一次轉(zhuǎn)換：從總的勢能〔高度H所提供，potentialenergy〕轉(zhuǎn)換為過渡段出口的動能〔kineticenergy〕，并抑制了管道內(nèi)各種阻力所造成的損失〔resistancehead〕。阻力損失由管道內(nèi)的各種管件形成的局部阻力〔localresistance〕以及管道的沿程阻力〔on-wayresistance〕所產(chǎn)生。從雨水斗到達管道的的任何一個截面，水流的能量都在不斷發(fā)生變化和轉(zhuǎn)換。能量的根本形式是勢能，動能，壓力能〔pressureenergy〕。在沒有阻力損失的情況下，三局部之和為常數(shù)，等于天溝〔roofgutter〕與系統(tǒng)出口高度差所具有的勢能，這就是理想流體伯努利方程〔Bernoulliequation〕所描述的內(nèi)容：h1+p1/(ρg)+v12/(2g)=h2+p2/(ρg)+v22/(2g)(2)作為一個特例，如果管道內(nèi)的水流處于靜止狀態(tài)，那么流速V=0。取H=h1-h2，并取p1=0，那么p2=ρgH，這說明勢能全部轉(zhuǎn)換成了下部的壓力能。對水而言，水的密度(density)為1000kg/m3，取重力加速度(gravityacceleration)g=9.81m/s2，那么10米高度形成的壓力為p2=10*1000*9.8=98kN/m2=98kPa=0.0981MPa=981mbar=0.981bar。反過來，如果是一個一端封閉灌滿水的管道倒立在水中，此時封閉端的內(nèi)部壓力就和封閉端與水面的距離有關(guān)，設(shè)水面高度h2=0，壓力p2=0〔大氣壓力〕，那么ρgH+P1=0+0P1=-ρgH即封閉端內(nèi)部表現(xiàn)為負壓，和高度H成正比。但這里有一個概念要清楚，絕對壓力最低極限是0，不可能為負值。這里的負壓僅僅是相對大氣壓力而言，所以負壓的極小值就是一個大氣壓力的負值。1個工程大氣壓〔technicalatmosphere〕=1kgf/cm2=0.981巴〔bar〕1個標準大氣壓〔standardatmosphericpressure〕=1.033工程大氣壓=0.1013MPa我們常說一個大氣壓力等于10米水柱的壓力，是一個近似值。由于管道實際存在阻力損失，所以在前后兩個截面上三局部能量之和會有差異，就是這段管道的阻力損失。實際流體的伯努利方程表述為：h1+p1/(ρg)+v12/(2g)=h2+p2/(ρg)+v22/(2g)+ΣζV2/(2g)+ΣλLV2/(2gd)(2)在弄清虹吸排水原理之前，我們先用伯努利方程分析一下立管頂端的壓力和哪些因素有關(guān)。取立管頂端為截面1，系統(tǒng)出口為截面2。立管頂端高度為HL,壓力為Pc，速度為Vc，出口高度為零，壓力為零，速度為Vg。設(shè)立管和過渡段的阻力損失總和為Hz，代入伯努利方程(2)，HL+pc/(ρg)+vc2/(2g)=vg2/(2g)+Hzpc=ρg〔Hz-HL+vg2/(2g)-vc2/(2g)〕〔3〕實際系統(tǒng)中，vg<<vc，立管和過渡段的阻力損失Hz也都小于勢頭HL，所以pc都小于零，即立管頂端的表壓〔gagepressure〕為負值。由式(3)可見，立管阻力Hz越小，即管徑越大，pc也越低；流速vc越高，pc也越低。這個物理概念非常重要。再回過頭來看上游管道，即從雨水斗到立管頂端。由于雨水斗進口壓力就是大氣壓力，表壓為零，該點的勢頭比立管頂端高出一個尾管高度Hw，所以從雨水斗到立管頂端的壓力差等于ρgHw-pc，而由于pc<0，所以從雨水斗經(jīng)水平管到立管的流動就成了有壓流動，而不再是靠重力流動。如果在水平管兩端有20kPa的壓力差，就相當于上下游有2m的落差。顯然，這非常有利于排水，也可以用較細的管道排放較大的流量，這就是虹吸排水的最根本的原理。從以上分析我們可以看到，要加大虹吸排水系統(tǒng)的排水能力，有兩個措施可以采?。航档土⒐茼敹说膲毫Γ@樣可以增大水平管段水流的驅(qū)動能力。但這種降低是有限制的，即不能也不可能低于水的飽和蒸汽壓力〔Saturatedwatervaporpressure〕，否那么水在常溫下就會沸騰〔ebullition〕。一旦水中出現(xiàn)大量氣泡，水的密度就會降低，排水能力也隨之下降。在實踐中是通過加大立管和過渡段直徑降低立管頂端的壓力。另外，當立管較短時，上端也不可能太低的壓力。減小上游阻力，即加大懸吊管和尾管直徑。在這方面的限制主要是材料本錢和施工難度。實踐中水平管最好越細越好，這樣既降低本錢，也便于施工。315mm以上的管道在懸吊管上制止使用?？偨Y(jié)以上內(nèi)容，形成虹吸要滿足以下條件：虹吸排水必須在管道內(nèi)到達足夠的充滿度時，才可能實現(xiàn)，管道內(nèi)一旦出現(xiàn)空氣貫穿，虹吸現(xiàn)象即被破壞；虹吸排水系統(tǒng)內(nèi)的最低壓力有限制，這樣，雨水斗到立管頂端的壓力差一般不會超過100kPa，也就是說虹吸排水盡管是有壓排水，但是動力有限，設(shè)計者還必須盡可能減小管道阻力，如采用45斜三通，采用有較大轉(zhuǎn)彎半徑的彎頭，也盡可能減少轉(zhuǎn)彎點。虹吸的形成過程(siphonicgrowingprocess)虹吸雨水排放系統(tǒng)有一個自動充滿過程。在雨量較小時，天溝內(nèi)聚集的雨水很容易被排除，這時系統(tǒng)就相當于一個重力排放系統(tǒng)。隨著雨量〔rainfall〕加大，天溝水深上升，進入雨水斗的流速也逐步加快。當超過雨水斗喉部充滿的臨界流速〔criticalflowvelocity〕時，連接收的上部就會被充滿，和天溝內(nèi)的水流形成一個整體。這時有效的水深就不僅再是天溝水深，而是加上了連接收內(nèi)充滿的高度，水流的流速會急速上升；只要天溝內(nèi)有足夠的水流，連接收很快就會被充滿，這時的勢頭等于連接收高度加上天溝水深。顯然，這時的流量要比只靠天溝水深形成的流量大得多。這個流量和連接收高度以及連接收直徑有關(guān)；連接收充滿之后接著就是懸吊管充滿。當懸吊管充滿時，Q2會有所下降。連接收充滿所能形成的流量要能夠超過立管充滿臨界流速所需要的流量，這樣就可以把立管上部充滿，使有效勢頭進一步加大，流量也進一步上升，最終使整個立管充滿，流量到達最大值。有沒有可能充滿過程自下而上呢？如果是這樣，說明上游阻力小于下游阻力。以尾管為例，如果從尾管下端開場充滿，說明靠斗前水深形成的流量在尾管下端都不能順暢排出，這明顯不合邏輯。同樣在立管上也是如此。如果尾管充滿形成的流量會積累在立管下端，說明過渡段的阻力是非常大，實踐上也不可行。當雨量下降時，系統(tǒng)排水能力超過匯水量，開場有局部空氣進入系統(tǒng)，形成氣水混合流，脈沖流〔streamofpulses〕，最終轉(zhuǎn)換成重力流。實際排水系統(tǒng)不可能穩(wěn)定保持在滿管流〔full-boreflow〕狀態(tài)，因為滿管流就意味著飽和狀態(tài)(saturation)，任何超出的雨量都會在天溝內(nèi)不斷累積，造成溢流〔overflow〕或者泛水〔flashing〕。實際系統(tǒng)設(shè)計總是讓最大可能雨量小于系統(tǒng)的最大排水能力。這里我們需要注意系統(tǒng)形成虹吸的根本條件—立管能夠被充滿。如果連接收過短，懸吊管過長或過細，立管太粗，都有可能使虹吸無法生成。如果這樣，系統(tǒng)的最大排水能力就不是水力計算書〔HYDRAULICPERFORMANCECALCULATIONSHEETS〕提供的流量，而是僅靠連接收所能形成的流量，它會遠遠小于系統(tǒng)的設(shè)計流量。出現(xiàn)這種情況的根本原因是由連接收和懸吊管構(gòu)成管組所能形成的滿管流流量達不到充滿立管所需要的臨界流量，其中最主要的因素是尾管的長度。設(shè)計規(guī)程"Technicalspecificationsiphnicdrainagesystemofroof"CECS183:2005建議連接收不短于1000mm在設(shè)計規(guī)程中提出了一種進展尾管長度的驗算方法，但是這種方法是有缺陷的，因為它沒有考慮到水平管的長度和立管的直徑。能夠使立管充滿的最小流量見下表。立管外徑mm56637590110125160200250內(nèi)徑mm50576983101115147182228臨界流量L/s2.53.03.84.25.57132250虹吸排水主要解決的問題盡管有多種多樣都會用到虹吸排水系統(tǒng)，但推出屋面虹吸排水系統(tǒng)的最主要目的是解決匯水點遠離落水點系統(tǒng)的排水困難?，F(xiàn)代公共建筑或現(xiàn)代化廠房有一個共同的特點就是大屋面而又落水點集中。大屋面形成的大流量需要經(jīng)過很長的流程才能到達指定的檢查井〔inspectionwell〕。如果采用地下輸水管道〔一般重力方式排水采用〕，那么要求在地面開挖，管道尺寸很大，也需要布置許多立管，這是許多建筑所不允許的。如果采用懸掛管道，前面已經(jīng)證明許多場合是不現(xiàn)實的。利用立管頂端的負壓在水平管內(nèi)形成有壓流，能夠用相對較小的管徑在沒有坡度的條件下輸送很大的雨水流量，這是虹吸排水的最主要用途，而且也是這種情況下最理想的解決途徑。但是這種有壓排水的壓力是有限的，它最終所靠的是大氣壓力相對于管內(nèi)低壓形成的壓力差，這個差值永遠也不會大于一個大氣壓力。所以，當水平管過長，流量過大時，虹吸排水也不能解決問題。當流量過大時一般會把一個大的系統(tǒng)拆分成兩個較小的系統(tǒng)，從而限制水平管的直徑。由前面的分析可知，立管頂端的負壓是靠立管的高度形成的，所以當立管太低時，使用虹吸排水就沒有實際的意義了。建議總高在5米以上的的情況下才考慮使用虹吸排水技術(shù)。虹吸排水原理的特殊應用虹吸排水的特點是滿管流。只要排水管道進入了滿管流狀態(tài)，就都可以用虹吸排水的理論對系統(tǒng)進展分析設(shè)計。短水平管排水系統(tǒng)包括短水平管，集水井式，單斗直排式排水系統(tǒng)。對這三類系統(tǒng)，我們都可以把他們當成沒有水平管的系統(tǒng)來分析。由于沒有水平管，所以在立管上端形成的負壓都集中到了雨水斗附近，或者就是集中到了雨水斗喉部。雨水斗喉部的負壓使雨水斗邊緣到中心的壓力差很大，能夠使水流從雨水斗邊緣到中心迅速加速，形成很大的流量，而又保持較低的斗前水深。這種形式的虹吸排水系統(tǒng)主要的作用是以較低的斗前水深和較小的雨水斗實現(xiàn)較大的排水能力。它和普通單斗重力排水系統(tǒng)相比根本的不同點是使用了虹吸雨水斗，并且不使用PVC排水管道。虹吸雨水斗的構(gòu)造特點使它能夠在低得多的斗前水深下獲得很大的進水量，也就是通常說的限制天溝水深；另一方面采用HDPE或其他金屬管道能夠使系統(tǒng)承受負壓，也保證了系統(tǒng)的正常工作。斗間距30m，單斗流量50L/s單側(cè)流量45L/s，天溝寬度600mm，水深0.1m，過流面積A=0.1*0.6=0.06m2，流速V=0.045/0.06=0.75m/s,R=0.06/0.8=0.075斗前坡度=(0.75*0.011/0.0752/3)2=0.00215水面平均坡度按最大坡度的1/3計算，流程長度為15*0.9=12.5m，水面理論上升量為12.5*0.00215/3=0.0089m。即水深的上升量不到10mm。即使考慮到水面波動，上游水深增加也不會超過30mm，對250mm的天溝沒有實際影響。如果均勻布斗，單側(cè)流量25L/s=0.025m3/s，流速0.417m/s，斗前坡度=(0.417*0.011/0.0752/3)2=0.000665水面理論上升量為7.5*0.000665/3=0.0017m。如果天溝寬度為500mm，過流面積A=0.1*0.5=0.05m2流速V=0.045/0.05=0.9m/s,R=0.05/0.7=0.07斗前坡度=(0.9*0.011/0.072/3)2=0.0034水面理論上升量為12.5*0.0034/3=0.014m。水平管埋地式排水系統(tǒng)典型的虹吸排水系統(tǒng)是用懸吊的水平管將匯水輸送到遠處，而且有人會誤認為這才是唯一的方式。由于許多建筑都不允許在地下開挖排水溝，所以也會誤認為將水平管埋地就是重力排水系統(tǒng)。某些建筑如果允許在地下鋪設(shè)封閉的排水管道系統(tǒng)，那么在管道內(nèi)出現(xiàn)滿管流時，埋地管內(nèi)就呈現(xiàn)有壓流動狀態(tài)。每根聚集在埋地管上的立管實際上是虹吸系統(tǒng)被加長的尾管。和重力排水系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)有以下幾個優(yōu)點：管道尺寸要小得多；不需要開挖很深很寬的排水地溝；埋地管水平鋪設(shè)，能夠明顯抬高管道下游的出口高度，有利于進入市政管道；長尾管有助于迅速形成虹吸，可以減小天溝容積；幾乎不需要限制管道負壓，因為不需要太低的負壓就足以滿足雨水斗進水需要。不需要二次懸吊系統(tǒng)，能明顯節(jié)約費用。對某些大型建筑的邊天溝，或者特別長的廠房，使用這種排水方式非常有效。長連接收排水系統(tǒng)由于系統(tǒng)內(nèi)最低壓力的限制，從雨水斗到立管頂端的最大壓力差不會超過一個大氣壓力，這明顯限制了虹吸系統(tǒng)的排水能力。如果在許可的條件下降低懸吊管高度，也就是加長連接收，那么能明顯加大雨水斗到立管頂端的壓力差。這對某些有超長水平管的系統(tǒng)，能有效地減小懸吊管直徑。降低懸吊管的前提是立管有很高的高度，勢能因負壓限制而不能得到充分的利用。加長連接收降低懸吊管的限制僅僅來自于建筑構(gòu)造而沒有技術(shù)方面的問題。上面這個例子，將尾管從1米加長到10米，相應縮短立管。設(shè)計結(jié)果是水平管從250mm減為200mm。在更大流量情況下，能夠?qū)o法設(shè)計的系統(tǒng)問題解決。如本例，如果每斗流量為50L/s，那么使用1米尾管即便水平管用到315mm，也無法實現(xiàn)此流量，改用10米尾管后，水平管使用250mm就可以了，因為從雨水斗到立管頂端的壓力差能夠到達180kPa以上，而不是限于100kPa。雨水斗(outlet)的作用原理虹吸雨水斗有三個作用：使水流從邊緣到中心迅速加速，這要靠蓋板能夠保持雨水斗喉部處于負壓狀態(tài)；防止在雨水斗中心形成漩渦；防止外部雜物堵塞雨水斗。第一個作用靠蓋板有適當?shù)闹睆胶屯ǖ揽p隙高度實現(xiàn)，第二個作用靠蓋板上的防漩渦擋板實現(xiàn)，而周邊上的格柵以及上部的翅片都有助于防止堵塞。第一個作用是雨水斗的核心作用。普通重力雨水斗，在沒有蓋板而且喉管為被充滿的情況下，水流以流速V進入雨水斗喉管，其動力來自于天溝內(nèi)的斗前水深。流量可按下式計算:Q=0.45πdh(2gh)0.5〔4〕式中，d—雨水斗進口直徑，mh—斗前水深,mg—重力加速度當雨水斗加了蓋板時，雨水斗喉部會產(chǎn)生一個低壓區(qū)，喉部進口流速就不僅僅靠天溝水深，更重要是靠雨水斗邊緣到中心的壓力差。但是水流進入雨水斗邊緣蓋板與底盤之間的縫隙，仍然需要斗前水深所形成的勢頭，因為在雨水斗的邊緣處不可能形成低壓區(qū)。設(shè)蓋板與底盤間距為b，蓋板邊緣直徑D,忽略翅片影響，通流面積為A=πdb。進口流量為Q，流速V=Q/A，此流速與斗前水深的關(guān)系為V=〔2gh)0.5顯然，同一規(guī)格的雨水斗，排水量越大，對應的斗前水深也越高。要想降低雨水斗額定流量下的斗前水深，最有效的手段就是加大雨水斗蓋板直徑。雖然加大間距b也有效果，但顯然斗前水深至少要大于間距b。事實上間距b和雨水斗蓋板半徑之間也必須保持一個適當?shù)谋壤?，否那么無法維持雨水斗喉部的負壓。如果沒有雨水斗喉部存在的負壓，雨水斗喉部的流速只能靠斗前水深形成，設(shè)雨水斗的局部阻力系數(shù)為ζ=0.3,斗前水深能形成的流量為Q=aV=0.7854d2(2gh/(1+0.3))0.5以90雨水斗為例，d=0.083m，取斗前水深h=0.07m，那么Q=0.7854*0.0832*〔2*9.81*0.07/1.3〕0.5=0.00556m3/s即單個的90雨水斗不加尾管，只能形成5.56L/s的流量。這說明虹吸系統(tǒng)的排水能力是來自于系統(tǒng)構(gòu)造，雨水斗的作用在于限制天溝水深。水頭損失(lossofwaterhead)計算水頭損失計算是虹吸系統(tǒng)設(shè)計的根底。虹吸系統(tǒng)中包含了兩類水頭損失：局部損失和沿程損失。局部損失是發(fā)生在一個相對小的區(qū)域內(nèi)，如雨水斗，彎頭，變徑，三通，法蘭接頭以及管道出口處。而沿程損失那么是一種和管道長度成正比的阻力損失。在系統(tǒng)計算中，都把局部損失的局域簡化成一個點，即沒有長度概念，而沿程損失計算時那么把兩個節(jié)點之間的距離當成管道長度，而不計管件所占有的尺寸。2.1沿程損失采用達西〔Dacy〕公式計算：hy=λ(L/d)V2/(2g)(m)〔5〕λ—沿程阻力系數(shù)，采用巴爾〔Barr〕公式計算：λ=〔1/(-2lg(Δ/3.7d+5.1286/Re0.89))2〔6〕式中，Δ—管道的外表平均粗糙度，對塑料管道，Δ=0.00001md—管道內(nèi)徑，mRe—雷諾數(shù)，Re=Vd/νV—平均流速，m/sν—水的運動粘度，取ν=1*10-6m2/sL—管道長度，m將流速轉(zhuǎn)換成流量，便于進展計算，V=Q/A=Q/(πd2/4)V2/(2g)=0.08263Q2/d4這樣，沿程阻力損失表達為hy=0.08263λLQ2/d5(m)換算成壓力，每米水頭等于9810Pa，hy=810.57λLQ2/d5(Pa)舉例：110PE管道，長10m，流量40L/s,計算阻力損失。管道內(nèi)徑d=0.101mV=0.04/(0.7854*0.1012)=4.993m/sRe=Vd/ν=4.993*0.101/1010-6=504293λ=〔1/(-2lg(Δ/3.7d+5.1286/Re0.89))2=(1/(-2lg(0.00001/3.7/0.101+5.1286/5042930.89))2=0.0131hy=810.57*0.0131*10*0.042/0.1015=10165Pa=10.165kPa=101.65mbar2.2局部阻力損失采用下式計算局部損失：hj=ζV2/2g〔m〕〔7〕式中，ζ—局部阻力系數(shù)。不同的管件有不同的局部阻力系數(shù)，而且局部阻力系數(shù)根本上都是通過實驗獲得，而沒有解析算法(analysissolution)。還有一種計算局部損失的方法是采用等效管長，用計算沿程阻力的方法計算局部阻力。式〔7〕可以變形為hj=λL/d*V2/2g和式〔7〕相比，ζ=λL/d，如取λ=0.015,那么有L=ζd/0.015。如局部阻力系數(shù)0.55的110mm90度彎頭，等效于管長L=0.55*0.101/0.015=3.67m。在水力計算中，可以用3.67m米長的110管道代替。本公司采用局部阻力系數(shù)算法計算管件的阻力損失：hj=810.57ζQ2/d4(Pa)舉例：110mm90度彎頭，流量40L/s,計算阻力損失。局部阻力系數(shù)ζ=0.55hj=810.57*0.55*0.042/0.1014=6854.7Pa=6.8547kPa=68.547毫巴虹吸排水系統(tǒng)的設(shè)計指標排水能力滿足系統(tǒng)的排水能力無疑是第一目標。在系統(tǒng)圖上都會標出根據(jù)設(shè)計暴雨重現(xiàn)期〔recurrenceperiodofdesign〕和匯水面積(collectarea)計算得到的排水量，一般都是按均勻布斗標示平均流量。虹吸系統(tǒng)水力分析時按照理想滿管流狀態(tài)計算系統(tǒng)的最大排量，最大排量也就是系統(tǒng)的飽和流量。超過此流量時，在天溝內(nèi)必然形成流量累積，并最終形成溢流或泛水。盡管我們可以設(shè)想系統(tǒng)在某一時刻處于非滿管流狀態(tài)，甚至按照含氣模型計算流量，但沒有實際意義，因為我們關(guān)注的是系統(tǒng)的最大排水能力。在到達滿管流的狀態(tài)下，一個系統(tǒng)各個雨水斗的實際排量存在差異，這種差異在一定范圍內(nèi)可以通過天溝自身得到調(diào)整，并不會出現(xiàn)某些斗排不掉，另一些斗又進氣的現(xiàn)象。均勻布斗是一種工程上便于表達，也便于施工的方式，但絕對不是說非均勻布斗就不可行。實際在雨水斗開孔時，如果特別需要，可以在一定范圍調(diào)整雨水斗沿天溝軸向的位置。比方，對斗間距10到15米的情況，雨水斗軸線方向移動1米就不會有任何實際影響。XX在排水量要求上經(jīng)常會說按P年暴雨重現(xiàn)期計算，又按50年或100年暴雨重現(xiàn)期校核。這種表述方式可以理解為虹吸系統(tǒng)的最大排量符合P年暴雨重現(xiàn)期降雨強度要求，而溢流系統(tǒng)〔overflowsystem〕那么要解決在50或100年暴雨重現(xiàn)期降雨強度下多出的流量。要校核的是天溝或溢流系統(tǒng)是否具備這樣的溢流能力。虹吸系統(tǒng)設(shè)計師需要確認采用的溢流方法，并證實這種方法能夠滿足系統(tǒng)溢流的要求。在計算系統(tǒng)匯水量時，用到以下幾個參數(shù)：暴雨重現(xiàn)期，降雨歷時和逕流系數(shù)。暴雨重現(xiàn)期：在一定長的統(tǒng)計期間〔statisticsperiod〕內(nèi)，等于或大于某暴雨強度的降雨平均多少年可能重現(xiàn)或遇到一次。其計量單位通常以年表示。它只有統(tǒng)計學上的意義，或者說是一種可能性大小的表示。此值越大，說明對排水能力的平安性要求越高。不要誤解為P年一遇。降雨歷時〔rainfalltimeinterval〕：降雨過程中的任意連續(xù)時段。其計量單位通常以min表示。計算降雨強度總是用采集的雨水體積量(volume)除以雨水采集時間(collecttime)，即V/t，這是一個時間段內(nèi)降雨強度的平均值。顯然，采集時間越長，得到的降雨強度就越小。由于虹吸排水的雨水緩沖空間〔bufferspace〕〔天溝容積roofguttervolume〕很小，所以也就必須慎重選取降雨歷時的長短。舉例：天溝寬400mm，有效深度200mm，屋面寬度50m，降雨強度6L/100m2.s。每米長天溝每秒?yún)R水3L，每米天溝有效容積80L。天溝正常水深60mm，每米最大緩沖容積64L。XX市，P=50年，5分鐘降雨歷時，徑流系數(shù)1，每米天溝的匯水量是3.13L/s。如果按這個雨量計算系統(tǒng)的排水能力，那么當降雨歷時為2分鐘時，每米天溝的匯水量時3.61L/s，相差0.48L/s。降雨持續(xù)2分鐘，就意味著天溝內(nèi)被積存了120*0.48=57.6L的水，已經(jīng)接近了天溝的最大緩沖能力。如果屋面寬度時60米，那么二者之差就到達69.12L。也就是說在短時間內(nèi)天溝可能出現(xiàn)溢流或泛水，這在設(shè)計中常常不被注意，但卻說明天溝容積的重要性。逕流系數(shù)：一定匯水面積逕流水量與降雨量的比值。對屋面排水來說，長期看，這個系數(shù)毫無異議都應該取1，因為任何屋面都不可能長期積留雨水而不流走。任何屋面，不管材質(zhì)或坡度，也不可能使匯水量大于降雨量，所以也不應當大于1。但不同材質(zhì)或粗糙度的屋面確實會在降雨歷時時段內(nèi)使匯水流量有不同程度的減小，這也就是我們對不同屋面采取不同逕流系數(shù)的原因。一般取0.9~1。系統(tǒng)出口流速指過渡段出口在最大流量時的平均流速，按設(shè)計規(guī)程要求應不大于2.5m/s。大于這一流速需要設(shè)置消能井〔disappearenergywell〕。降低流速的手段自然是加大系統(tǒng)出口管徑。目前我們使用的最大管徑為315mm，個別系統(tǒng)也有使用400mm的。流速過高會對檢查井〔inspectionwell〕產(chǎn)生劇烈的沖刷，所以虹吸排水檢查井都采用鋼筋混凝土〔reinforcedconcrete〕構(gòu)造。降低流速的另一個作用是提高排水能力，尤其在建筑高度較低的情況下有明顯的效果。因為1m/s流速的速度水頭是0.05m，2.5m/s流速的速度水頭是0.32m，對一個總高6米的系統(tǒng)，增大0.3m的有效高度，能提高約2.5%的排水能力。關(guān)于消能井，后面單獨表達。系統(tǒng)最低流速〔lowestflowvelocity〕由于水平管一般沒有坡度，容易形成臟污沉積，限制滿管流時的最低流速是為了保證系統(tǒng)有自清的時機。實際規(guī)程要求最低流速不低于1m/s。實際設(shè)計中最低流速一般發(fā)生在第一個三通順向進口位置，此處管徑突然放大，但進入三通只有一個雨水斗的流量。對這種局部流速偏低的情況可以不計。系統(tǒng)最低壓力(lowestpressure)系統(tǒng)內(nèi)的最低壓力一般出現(xiàn)在立管頂端，但如果在立管中部有很長的盤旋水平管，也會在水平管的末端出現(xiàn)過低壓力。在計算中出現(xiàn)過低壓力，說明此點之前的管道存在過大的阻力。設(shè)計規(guī)程規(guī)定系統(tǒng)最低壓力不小于-90kPa，這大約相當于-9米的水頭〔waterhead〕。剩余水頭〔residualhead〕及最大剩余水頭偏差〔maximumdeviation〕剩余水頭是指當系統(tǒng)內(nèi)每個雨水斗都通過設(shè)計流量時，從每個雨水斗算起，到達系統(tǒng)出口的總水頭損失加上系統(tǒng)出口的速度水頭〔velocityhead〕應小于等于系統(tǒng)的總勢頭〔從天溝到系統(tǒng)出口〕，二者之差稱為該雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭。同一系統(tǒng)內(nèi)個雨水斗子系統(tǒng)剩余水頭的最大差值稱剩余水頭偏差，設(shè)計規(guī)程要求剩余水頭偏差不大于10kPa。當水力計算結(jié)果最大流量大于設(shè)計流量時，剩余水頭肯定大于零。但是如果總流量與設(shè)計總流量比較接近時，盡管剩余水頭偏差也符合要求，但很可能出現(xiàn)單個雨水斗剩余水頭小于零的情況。這就說明設(shè)計規(guī)程的規(guī)定太過于死板，而不是從全盤角度去評價系統(tǒng)。設(shè)置最大剩余水頭偏差指標的本意是為了防止偏差過大會影響正常的虹吸過程，尤其是出現(xiàn)有的斗雨水排不掉，有的斗又進氣的情況。但事實上只要天溝是正常貫穿，就能夠自動實現(xiàn)流量適應，因而沒有必要過分計較剩余水頭偏差。當然，在允許的情況下，還是盡量實現(xiàn)各雨水斗流量的均衡。虹吸系統(tǒng)的構(gòu)成虹吸系統(tǒng)一般包括如下幾局部：雨水斗，有多種規(guī)格，多種構(gòu)造和不同材質(zhì)；管道—包括連接收，懸吊管，立管，過渡段。材質(zhì)以HDPE為主，特殊情況會采用鑄鐵管或不銹鋼管；管件—包括三通接頭〔Tee〕變徑接頭〔Reducer，bushing〕彎頭〔bend〕〔45°，90°〕等；懸吊固定件—包括方鋼管〔squaresteeltube〕C型鋼〔Csectionsteel〕方鋼連接套件〔connectionkitforsquaresteeltube〕C型鋼連接套件〔connectionkitforCsectionsteel〕方鋼過橋〔bridgejointforsteeltube〕騎卡〔U-fastener〕固定管卡〔slidepipeclamp〕可調(diào)管卡〔adjustablepipeclamp〕螺桿〔screw〕安裝片〔supports〕錨固管〔anchoringtube〕插銷〔bolt〕虹吸排水系統(tǒng)的根本設(shè)計方法在這里我們只討論水力計算的方法。水力計算的前提是已經(jīng)知道如下條件：排水系統(tǒng)的管道走向以及各管段長度；雨水斗個數(shù)以及各雨水斗設(shè)計流量；所有的彎頭和三通的位置。水力分析的目標是在滿足前述設(shè)計指標前提下，確定各個管段的直徑。這里用一個典型的二叉構(gòu)造系統(tǒng)說明水力分析的根本方法。5.1系統(tǒng)構(gòu)造定義這里采用的是表格方法描述被分析的系統(tǒng)。首先做一下的些定義：含有雨水斗的管組：由一個雨水斗和串聯(lián)的假設(shè)干管件構(gòu)成一個管組，管組不存在分支，也沒有匯入點。一般雨水斗管組從雨水斗開場，到水平管末端的彎頭為止，或到三通側(cè)向入口為止；由假設(shè)干個管件、管段串聯(lián)構(gòu)成的管組，比方三通之間的水平管段，立管和過渡段組成的管組；三通匯入點：通過三通的順向入口和側(cè)向入口將兩個管組匯入一個管組；主干管路：一個最遠的雨水斗經(jīng)過〔或不經(jīng)過〕一個個三通順向入口而不經(jīng)過任何三通側(cè)向入口到達系統(tǒng)出口所經(jīng)過的管路；分支管路：由一個或一個以上的雨水斗集合而成，經(jīng)三通側(cè)向入口匯入主管路的管路；尾管：由雨水斗垂直向下到達第一個90度彎頭所經(jīng)過的管道；小橫管：尾管下端和水平管連接的管道。在某些系統(tǒng)內(nèi)會不設(shè)小橫管；尾管和小橫管統(tǒng)稱為連接收。水平管：又稱懸吊管。末端雨水斗小橫管之后到達立管頂端的水平管段。在水平管上可能設(shè)有假設(shè)干個三通，以匯入單個的雨水斗管組或分支管路；立管：由水平管末端垂直〔或傾斜〕向下，直到第一個系統(tǒng)最低點〔或標高正負零以下點〕所經(jīng)由的管路。立管內(nèi)可能包含局部水平鋪設(shè)的管段；過渡段〔埋地管〕：從立管最下端的彎頭之后的管組。過渡段一般埋入地下，但在某些建筑中也可能懸掛在地下室天花板下方。個別系統(tǒng)也允許沒有過渡段。5.2系統(tǒng)描述在系統(tǒng)圖內(nèi)，用構(gòu)造代碼描述管路和管組以及管組內(nèi)管件的順序。構(gòu)造代碼由三位組成：第一位是管路代碼，主干管路代碼為0，由遠而近在主管路上出現(xiàn)的第一個分支管路代碼為1。如果在第一個分支管路內(nèi)又出現(xiàn)二級分支管路，那么該二級分支管路代碼加1，依此類推。第二位代碼是管組代碼。管組按以下原那么劃分：從雨水斗到小橫管末端〔包括彎頭〕為一個管組；雨水斗之間的水平管，包括變徑以及三通順向入口為一個管組；雨水斗到三通側(cè)向入口為一個管組；最后一個三通到立管頂端為一個管組；立管和過渡段為一個管組。典型的管組劃分見以下圖。第三位代碼是管組內(nèi)管件的順序號，從0開場，自動生成。為了正確填寫系統(tǒng)數(shù)據(jù)表，減少可能的過失，應當在系統(tǒng)圖上正確標出管組的代碼。系統(tǒng)由以下管件構(gòu)成：雨水斗—用規(guī)格、設(shè)計流量和標高描述，內(nèi)部名稱“雨水斗〞；45度彎頭—用公稱外徑描述，內(nèi)部計算按相應公稱外徑對應的公稱內(nèi)徑，內(nèi)部名稱“彎頭45”90度彎頭—用公稱外徑描述，內(nèi)部計算按相應公稱外徑對應的公稱內(nèi)徑，內(nèi)部名稱“彎頭90”三通—用兩個規(guī)格描述：主管道公稱外徑和分岔管公稱外徑，內(nèi)部計算按相應公稱外徑對應的公稱內(nèi)徑；變徑—用兩個規(guī)格描述：進口公稱外徑和出口公稱外徑，內(nèi)部計算按相應公稱外徑對應的公稱內(nèi)徑，內(nèi)部名稱“變徑〞；管道—系統(tǒng)允許使用HDPE管道和不銹鋼〔或其他非HDPE〕管道，HDPE管道的內(nèi)徑按CJ/T250-2007表2的名義值，其它管道規(guī)格可自定，內(nèi)部名稱統(tǒng)稱“管道〞。公稱外徑50,63,75,90,110,125,160,200,250,315,400的管道被默認為HDPE管道。用一X固定格式的Excel表描述系統(tǒng)。Excel表包含7列，內(nèi)容為：管路代碼，管組代碼，管件名稱，管件規(guī)格，設(shè)計流量〔只對雨水斗〕，長度〔只對管道〕，標高〔單位m〕。表格的前三行為標題欄，從第4行開場為有效數(shù)據(jù)。由于HDPE管和不銹鋼管在直徑系列上根本不重合，所以選用相應的管徑就可以自動區(qū)分管道材質(zhì)。不銹鋼管和PE管的沿程阻力系數(shù)選用不同的值，由系統(tǒng)根據(jù)管道材質(zhì)自動選定。在自動調(diào)整管徑時默認為HDPE管道，但在系統(tǒng)驗算時，那么可以根據(jù)數(shù)據(jù)表內(nèi)所填管道的實際直徑進展驗算。5.3填寫系統(tǒng)數(shù)據(jù)表系統(tǒng)數(shù)據(jù)表是描述原始系統(tǒng)和調(diào)整完成系統(tǒng)詳細構(gòu)造的文件，是一X標準的Excel表。這個表格可以用根本數(shù)據(jù)模板逐項填寫，也可以套用標準模板進展必要的修改后生成。數(shù)據(jù)模板中的前三行是固定格式為了模板管理方便，虹吸系統(tǒng)構(gòu)造按雨水斗個數(shù)以及主管道最后集合點的分支狀態(tài)進展劃分。如果在最后集合點沒有分支管組，那么該系統(tǒng)為X-0型，X為雨水斗個數(shù)；如果在最后集合點有分支管組，且分支管組包含Y個雨水斗，那么該系統(tǒng)為(X-Y)-Y型。目前本軟件只能對X-0型和(X-Y)-Y型系統(tǒng)進展自動調(diào)整。對含有多個分支管道的系統(tǒng)，本軟件暫不提供自動調(diào)整功能。根據(jù)待設(shè)計的系統(tǒng)類型直接套用現(xiàn)成的標準模板可以快速生成數(shù)據(jù)表。本軟件對管道、管件直徑是通過變徑調(diào)整，原始數(shù)據(jù)表內(nèi)只有雨水斗出口管徑是的。每當遇到變徑，變徑進口直徑和之前的管徑一樣，而之后的管徑那么和變徑出口直徑相等。為了自動調(diào)整，標準數(shù)據(jù)模板中在尾管，小橫管和水平管段可能進展調(diào)整管徑的位置已經(jīng)預設(shè)了變徑。如果在立管上需要進展分段管徑調(diào)整，那么需要人工設(shè)置變徑。所有預設(shè)的變徑在最后調(diào)整完成時如果發(fā)現(xiàn)進出口直徑相等，那么說明此變徑未發(fā)生作用，在統(tǒng)計材料時會被自動刪除。其它彎頭，三通以及管道的直徑那么通過變徑或前一管件的直徑承襲而來，不需要人工填寫。對標準數(shù)據(jù)模板修改量最大的局部是立管和過渡段。在這里可能需要增添很多管段，彎頭以及變徑。數(shù)據(jù)表內(nèi)另一組重要的參數(shù)是標高。標高是伯努利方程中計算壓力的關(guān)鍵參數(shù)，中間點標高填寫錯誤，會造成該點的壓力計算錯誤，但對流量計算不產(chǎn)生影響。雨水斗起點和末端出口標高如填寫錯誤那么直接影響總勢頭的大小，造成流量計算錯誤。本軟件中的標高只在標高變化處填寫：雨水斗標高，豎直管道末端的彎頭或變徑標高，以及過渡段出口的標高〔最后一個管段非水平鋪設(shè)時用〕，其余管件的標高那么自動承襲前一管件的標高。以下圖是一個典型的二叉構(gòu)造〔3_1〕系統(tǒng)，其中只有雨水斗規(guī)格，雨水斗設(shè)計流量，各管段長度以及存在的彎頭和三通。對應的系統(tǒng)數(shù)據(jù)表見表3_1。表5_1二叉虹吸排水系統(tǒng)例如數(shù)據(jù)表2_2模板--系統(tǒng)原型數(shù)據(jù)分支號管組號管件名稱規(guī)格〔mm〕流量(L/s)長度(m)標高(m)00雨水斗11037.615.900變徑*00管道100變徑*14.900彎頭9000變徑*00管道1.100變徑*00彎頭9001管道1601變徑*01三通順入02雨水斗11037.615.902變徑*02管道102變徑*14.902彎頭9002變徑*02管道1.102變徑*02彎頭4502三通側(cè)入03管道1603變徑*03三通順入04雨水斗11037.615.904變徑*04管道104變徑*14.904彎頭9004變徑*04管道1.104變徑*04彎頭4504三通側(cè)入05管道05彎頭9005三通順入10雨水斗751515.910變徑*10管道110變徑*14.910彎頭9010變徑*10管道1.110變徑*10彎頭9011管道10.511變徑*11彎頭4511三通側(cè)入06管道06彎頭9006變徑*07管道3.907變徑1107管道1207變徑*-107彎頭9007管道307變徑*07管道25.4系統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)過程為了說明虹吸系統(tǒng)調(diào)整的原理，對上面的系統(tǒng)進展一次手動調(diào)節(jié)演示。一個虹吸排水系統(tǒng)的排水能力取決于兩個因素：系統(tǒng)在立管頂端能提供的最低壓力；從立管頂端到雨水斗的管道阻力。最低壓力加上尾管高度，構(gòu)成了系統(tǒng)上游的動力，而管道阻力那么決定了可能的排水量。由于虹吸排水系統(tǒng)對同一設(shè)計要求會有無窮多個解，而且系統(tǒng)構(gòu)造又多種多樣，所以想用解析方法直接獲得理想的結(jié)果是非常困難的。一般的方法是根據(jù)某些約束條件求得一組比較接近的結(jié)果，再利用人的經(jīng)歷去進展必要的調(diào)整和試算，獲得一組相對滿意的結(jié)果。設(shè)計案如下思路進展：按設(shè)計流量的1.1倍和出口流速不大于2.5m/s，計算過渡段最后一段直徑，并圓整為系列值，定義其進口變徑規(guī)格；在立管頂端設(shè)定一個允許最低壓力，這個壓力和尾管高度決定了上游的排水能力；這個負壓要考慮在多雨水斗系統(tǒng)中進一步縮小尾管可能造成的阻力加大，以及立管上端設(shè)置縮小變徑造成的壓力進一步降低；以設(shè)計流量作為管道的實際流量，通過三通前的變徑調(diào)整最近立管一段水平管的直徑，使系統(tǒng)最低壓力接近設(shè)定的最低壓力，并獲得3號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭；調(diào)整2號和3號雨水斗之間的水平管直徑，使2號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭與3號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭接近，偏差一般小于5kPa；調(diào)整1號和2號雨水斗之間的水平管直徑，使1號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭與2號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭接近，偏差一般小于5kPa；調(diào)整4號和3號雨水斗之間的水平管直徑，使4號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭與3號雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭接近，偏差一般小于5kPa；取所有雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭平均值為中心值P0；逐個調(diào)整每個雨水斗子系統(tǒng)的尾管和小橫管直徑以及變徑的位置，使各子系統(tǒng)的剩余水頭與P0的偏差小于5kPa，或者觀察最大偏差是否大于10kPa，決定調(diào)整對象;如果要降低剩余水頭，那么從尾管上端開場，只減小尾管。如需進一步減小，那么依次再減小90度彎頭，小橫管；如果要加大剩余水頭，那么從小橫管開場，只加大小橫管。如需進一步加大，那么依次再加大90度彎頭，尾管；這一階段的調(diào)整結(jié)果是所有的雨水斗子系統(tǒng)的剩余水頭根本平衡，偏差在10kPa以內(nèi)。從最后一個管組的倒數(shù)第二個變徑開場，逐級向上減小管道直徑，并觀察滿管流最低壓力變化。應當隨著管徑由下向上逐步減小，滿管流壓力逐漸上升。當發(fā)現(xiàn)再減小某一管段直徑時壓力反而下降時，說明這個管段不能減小，要恢復原值；重新從下向上進展下一輪直徑減小，直到滿管流最低壓力符合要求，而且總流量大于設(shè)計流量為止。按以上的思路對此實例進展調(diào)整：出口管徑315；取設(shè)計流量最低水頭為-58.8kPa(-6m);調(diào)整0.3.1變徑，定義三通0.3.2入口和水平管段0.5.0直徑為250，驗算得設(shè)計流量最低壓力為-38.76kPa，發(fā)生在0.6.2處，即立管頂端。此時3號雨水斗剩余水頭105.26kPa；調(diào)整0.1.1變徑，定義三通0.1.2入口和水平管段0.3.0直徑為200，驗算得2號雨水斗剩余水頭-97.24，和3號斗剩余水頭偏差8.02kPa，符合要求；調(diào)整0.0.7變徑，定義彎頭0.0.8和水平管段0.1.0直徑為160，驗算得1號雨水斗剩余水頭-98.59，和2號斗剩余水頭偏差1.35kPa，符合要求；調(diào)整1.0.7變徑，定義彎頭1.0.8和水平管段1.1.0直徑為125，驗算得4號雨水斗剩余水頭-99.27，和4號斗剩余水頭偏差5.99kPa，符合要求；觀察此時的剩余水頭最大偏差為8.02kPa，已經(jīng)符合設(shè)計要求，不需要再調(diào)整尾管和小橫管。調(diào)整0.6.6變徑到200，驗算的滿管流最低壓力為-92.32kPa，偏低，流量209.01L/s，太大；調(diào)整0.6.4變徑到200，驗算的滿管流最低壓力為-80.41kPa，符合要求，但流量196.2L/s，還嫌大；調(diào)整0.6.2變徑到200，驗算的滿管流最低壓力為-100.1kPa，反而降低，恢復原值250；調(diào)整0.6.6變徑到160，驗算的滿管流最低壓力為-46.85kPa，流量154.74L/s，符合要求。再進一步調(diào)整0.6.2變徑到200，驗算的滿管流最低壓力為-59.95kPa，流量152.84L/s，符合要求。調(diào)整完畢。還可以有其他的調(diào)整結(jié)果，但這個結(jié)果已經(jīng)很理想。由于立管頂端最低壓力-59.95kPa還有進一步降低的余地〔最低允許-90kPa〕，這就意味著水平管還有減小的空間。如果把全部水平管都改為200，驗算發(fā)現(xiàn)，流量為147.52L/s，小于設(shè)計流量，但滿管流最低壓力-66.32kPa，可以加大立管下端直徑。如果把160改為200，負壓又超標。一個解決方法是在底部彎頭之后把管徑擴大為200，驗算后，最低壓力位-78.44，流量159.04L/s，全部符合要求，而且減小了水平管直徑。自動調(diào)節(jié)的結(jié)果和手工調(diào)節(jié)稍有不同，因為在調(diào)整水平管時用了更小的水頭偏差。水力分析軟件的應用系統(tǒng)登錄在接通寬帶連接后，登錄公司192.168.1.116/hxps,出現(xiàn)登錄界面，點擊“登錄〞，在下一個界面上填寫公司名稱，用戶號以及登錄密碼，再點擊“l(fā)ogin〞，出現(xiàn)水力分析工作界面。6.2管材規(guī)格維護軟件只能對預設(shè)的管材規(guī)格進展水力計算。管道材質(zhì)分兩大類：金屬管道和PE管道。這兩種管道都被認為是光滑管，但有不同的阻力系數(shù)。材質(zhì)選定后，系統(tǒng)會自動調(diào)整沿程阻力系數(shù)。管道規(guī)格包括外徑和壁厚。金屬管道和PE管道的外徑分屬兩個系列，沒有重合，故而在選定管徑之后也就默認了管道材料和壁厚。點擊“管材規(guī)格維護〞,出現(xiàn)下拉菜單項和“查詢管材規(guī)格〞。每項內(nèi)容包括外徑，內(nèi)徑〔mm〕和材質(zhì)。材質(zhì)只有PE和不銹鋼兩種。其他金屬管材默認為不銹鋼。修改完畢后，點擊“保存〞，規(guī)格表生效。點擊“取消〞那么修改無效。如果發(fā)生金屬管道外徑和PE管道一樣，那么要求對金屬管道外徑做微小調(diào)整，避開PE管道外徑。如果出現(xiàn)一樣外徑但壁厚不同的PE或金屬管道，如90的厚壁管可定義為外徑91，內(nèi)徑80。但這種定義只能用于系統(tǒng)驗算，自動調(diào)整仍只選用標準系列管道。標準系列管道只有PE管道，包括50,56，63,75,90,110,125,160,200,250,315和400共12種規(guī)格。管件規(guī)格全公司只有一份，由總公司發(fā)布。阻力系數(shù)維護包括局部阻力系數(shù)和沿程阻力系數(shù)。局部阻力系數(shù)包括雨水斗、三通順向入口、三通側(cè)向入口、45度彎頭、90度彎頭以及變徑的阻力系數(shù)。除變徑阻力系數(shù)由軟件計算外，其余均人工設(shè)定。本軟件已經(jīng)推薦了一組默認值，一般不需要調(diào)整，〔默認阻力系數(shù)值被隱藏掉〕。如需自行定義局部阻力系數(shù)，可選擇“自定義〞，那么有設(shè)計師手工填寫各個局部阻力系數(shù)。沿程阻力系數(shù)不需要人工設(shè)置，由軟件自動生成。以上的局部阻力系數(shù)和沿程阻力系數(shù)都是根底數(shù)據(jù)。為了確保系統(tǒng)計算的平安性，軟件在“維護〞--“調(diào)節(jié)系數(shù)〞中提供了一個可選的“阻力平安系數(shù)〞，通常取值1.5，這會預留15~20%的排水能力平安余量。具體余量大小要看系統(tǒng)設(shè)計中最低壓力的大小。當計算書中最低壓力接近許可值上限時，排水能力余量上限會減小。阻力平安系數(shù)可由設(shè)計師自行更改，但當采用默認局部阻力系數(shù)時，要求平安系數(shù)最低不低于1.2。阻力系數(shù)每個公司可以不同，也可以采用公司發(fā)布的默認值。6.3價格表維護本軟件可以根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)圖的信息和操作員對雨水斗材質(zhì)以及過渡段鋪設(shè)方式的選定，對該系統(tǒng)標準安裝所需材料進展統(tǒng)計，材料費用那么和價格表有關(guān)。價格表由市場部定期發(fā)布，軟件用戶那么需要通過導入方式進展下材料表更新。網(wǎng)絡版各公司可采用統(tǒng)一的價格表，自行更新。各工程在必要時，可以在材料匯總表內(nèi)自行調(diào)整材料價格。市場部發(fā)布的價格表格式必須符合本軟件要求，材料名稱不得隨意變更。用戶只需按操作說明將新的價格表導入即可。在設(shè)計中可能出現(xiàn)幾種表內(nèi)不存在的管件：管道—加厚的管道可能在價格表內(nèi)沒有，在材料價格表內(nèi)增加新的規(guī)格；三通—某些規(guī)格的三通在價格表內(nèi)沒有，用變徑調(diào)整分岔管規(guī)格可以解決；變徑—某些規(guī)格的變徑在價格表內(nèi)沒有，一般是增加中間過渡規(guī)格變徑即可解決。水力計算模板的維護所要計算分析的絕大多數(shù)系統(tǒng)都可以在現(xiàn)成的標準計算模板根底上進展修改得到。標準系統(tǒng)模板由公司提供給各個用戶，用戶也可以自行編制。在用戶本地計算機上的模板需要通過上傳，而用戶在效勞器上存留的模板那么可以通過“模板加載〞而加載到維護界面。對模板進展調(diào)整后，需要輸入一個能夠描述該模板特征的“模板名稱〞和“模板描述〞，然后“保存〞備用。保存后的模板都存放在該用戶自己的模板存放區(qū)，可以查詢，刪除，加載。模板維護的目的是使模板與待分析系統(tǒng)圖一致〔雨水斗規(guī)格，設(shè)計流量，彎頭和三通配置，管道長度，標高〕，并在預期可能改變管徑的位置設(shè)置變徑。通過“批量修改〞可以對雨水斗雨水斗規(guī)格、流量，尾管長度，小橫管長度，雨水斗標高進展集中設(shè)置，水平管長度、立管長度和過渡段長度那么需要人工設(shè)置。立管、過渡段上被變徑打斷的管段長度可以根據(jù)經(jīng)歷確定，計算過程中可以隨時修改。進入水力計算點擊“水力計算自動調(diào)整〞，首先出現(xiàn)一個工程選擇界面，該界面包含了用戶申請且已經(jīng)被批準的工程名稱。點擊準備分析的系統(tǒng)編號，并“選擇〞，出現(xiàn)調(diào)整界面。每個系統(tǒng)中會包含假設(shè)干個系統(tǒng)，在右側(cè)欄目中“選擇系統(tǒng)編號〞，通過“加載〞模板，或者直接從用戶計算機“上傳〞模板。通過“批量修改〞設(shè)置雨水斗型號，設(shè)計流量，雨水斗標高，尾管長度以及小橫管長度并確認。填入水平管長度，立管長度，以及標高變化處的標高值，就可以進展自動調(diào)整或人工調(diào)整。6.6設(shè)置自動調(diào)節(jié)指標自動調(diào)節(jié)指標是一組約束自動調(diào)節(jié)過程的數(shù)據(jù)。由于虹吸系統(tǒng)設(shè)計可以有無窮多組結(jié)果，所以必須設(shè)置一些調(diào)整的邊界條件，才能使計算過程獲得唯一的結(jié)果。指標“設(shè)計流量最低水頭〞用于控制水平管的最大直徑。此值越高，水平管將越粗。此值選擇過低，可能使系統(tǒng)無法到達設(shè)計流量。一般來說，在可能的條件下，應盡可能選用較低的“設(shè)計流量最低壓力〞。指標“剩余水頭差值〞用于在尾管和小橫管調(diào)整中盡可能保持個雨水斗的剩余水頭接近，設(shè)計標準要求不大于10kPa。指標“滿管流量最低水頭〞是在立管優(yōu)化時的參考指標。盡管規(guī)程中有-90kPa這一限制，但實際設(shè)計中可能會需要提高最低水頭，這個限制條件給設(shè)計提供了另一個選擇可能。6.7加載分析對象模板一般在對工程進展水力分析之前，首先是準備數(shù)據(jù)模板。準備工作可以脫機進展，即在用戶自己的計算機上用套用標準模板整理后完成，也可以將標準模板上傳到效勞器，在效勞器上直接改造成所需要的模板。經(jīng)改造后的模板保存后就放在用戶自有的存儲區(qū)，可以隨時加載，也可以下載到用戶自己的計算機內(nèi)。點擊“加載模板〞，在現(xiàn)實的表格內(nèi)選取是