本申請(qǐng)涉及建筑工程領(lǐng)域，尤其涉及虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的一種排水立管構(gòu)造。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)八、九十年代以來(lái)，虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用逐漸普及，成為大型屋面雨水快速有效排水的主流系統(tǒng)。虹吸式雨水排水系統(tǒng)由收集系統(tǒng)和排放系統(tǒng)組成。收集系統(tǒng)主要是天溝，它具有一定的蓄水功能；排放系統(tǒng)主要是從天溝內(nèi)的雨水斗至排出管。
排放系統(tǒng)的水力計(jì)算依據(jù)流體力學(xué)的伯努利方程，以雨水斗和排出管之間的有效位差為動(dòng)力。當(dāng)位差較大時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)立管的最高處產(chǎn)生較大的負(fù)壓。上述高位差、高勢(shì)能、大負(fù)壓，給虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)帶來(lái)下列幾大安全隱患：
一、管道流速超過(guò)安全流速。建筑屋面高度越來(lái)越高，勢(shì)能越來(lái)越大，雨水在排放過(guò)程中應(yīng)盡量將其消耗在沿程阻力上，多余的勢(shì)能則轉(zhuǎn)化為出口處的動(dòng)能。由于市場(chǎng)上通用的排水管沿程阻力系數(shù)較小，無(wú)法抵消屋面的勢(shì)能，因此多余的勢(shì)能將轉(zhuǎn)化為出口處的動(dòng)能，表現(xiàn)為管道內(nèi)流速的增加，在實(shí)際工程中常使管道流速超出規(guī)范允許的最大流速（10m/s），造成安全隱患。
二、管道負(fù)荷不足引起系統(tǒng)較大振動(dòng)。虹吸式排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期下的最大流量，而平時(shí)的雨量大多小于設(shè)計(jì)流量。在虹吸式排水系統(tǒng)中，當(dāng)流量在設(shè)計(jì)流量的70%以下時(shí)，管道內(nèi)不能產(chǎn)生理想的虹吸流態(tài)，而是氣柱和水柱相間的不穩(wěn)定流態(tài)，將引起較大的振動(dòng)，給管道系統(tǒng)及固定它的結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全隱患，也降低了管道的使用壽命。
三、負(fù)壓超標(biāo)造成管道失穩(wěn)。在設(shè)計(jì)流量下，虹吸式排水系統(tǒng)中存在負(fù)壓（真空度最大約為8m水柱）。普通排水管道通常是承受正壓的，在負(fù)壓較大的狀態(tài)下，普通的圓形管道有被吸癟的失穩(wěn)隱患，在實(shí)際使用中也確有管道被吸癟的事故報(bào)道。當(dāng)吸癟嚴(yán)重時(shí)，更會(huì)引起管道懸吊系統(tǒng)和整個(gè)排水系統(tǒng)的破壞。
發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種虹吸式排水立管，其解決了虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)帶來(lái)下三大安全隱患，其將橢圓管分成兩個(gè)獨(dú)立區(qū)間，既可以同時(shí)排水，又能分別排水，同時(shí)排水時(shí)可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)流量的要求，分別排水時(shí)適合常年小流量的情況。
基本技術(shù)方案為：立管為橢圓管，所述橢圓管內(nèi)設(shè)置豎向的隔板，所述隔板沿橢圓管的最短對(duì)稱(chēng)軸設(shè)置，把所述橢圓管分為兩個(gè)獨(dú)立區(qū)間。
作為一種優(yōu)化，橢圓管的長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度比為1.382至1.618。
本發(fā)明的合理點(diǎn)為：過(guò)流面積相等時(shí)，橢圓分隔管排水阻力大于傳統(tǒng)的排水圓管。能有效增加排水過(guò)程中勢(shì)能的消耗，降低出口處的動(dòng)能。
本發(fā)明的有益效果為：橢圓分隔管就是兩個(gè)獨(dú)立的排水管，能分別排水，根據(jù)雨量的不同，可以方便地選擇一側(cè)排水或同時(shí)排水，解決了小雨量時(shí)系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題。橢圓分隔管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其抗吸癟的性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的圓管。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用例作說(shuō)明。
圖1：本發(fā)明的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示：立管為橢圓管，所述橢圓管內(nèi)設(shè)置豎向的隔板，所述隔板沿橢圓管的最短對(duì)稱(chēng)軸設(shè)置，把所述橢圓管分為兩個(gè)獨(dú)立區(qū)間。
本發(fā)明的有益效果以常用的三種管道為計(jì)算范例，以等面積換算的圓管直徑約為150mm、200mm、250mm，橢圓分隔管的阻力比傳統(tǒng)圓管的約大86%。能有效增加排水過(guò)程中勢(shì)能的消耗，降低出口處的動(dòng)能。
計(jì)算方式為：橢圓管的截面如圖1所示，與其過(guò)流面積一致的圓管稱(chēng)為等效圓管，以下所指的幾何數(shù)據(jù)均為內(nèi)凈距（或面積）。
設(shè)半短軸為b、半長(zhǎng)軸為a（
等效圓管直徑為d。
橢圓面積
橢圓管半短軸與等效圓管直徑d的關(guān)系為：
橢圓周長(zhǎng)
橢圓分隔管的濕周
橢圓分隔管水力半徑
謝才系數(shù)
沿程阻力系數(shù)
橢圓分隔虹吸式排水管的水力性能參數(shù)見(jiàn)表1，選擇三種常規(guī)數(shù)據(jù)，相當(dāng)于圓管的直徑約為150mm、200mm、250mm，阻力計(jì)算選用謝才公式，每沿米的壓降單位為m水柱，速度選為8m/s，小于規(guī)范上限值10m/s。
表1
等效圓管的水力性能參數(shù)見(jiàn)表2。
表2
從計(jì)算表可以看出，對(duì)于橢圓分隔管80×120(相當(dāng)于200mm的圓管)，沿米壓降為0.54m水柱，與等截面積圓管的延米壓降相比，增加了86%。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施提供的方案詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計(jì)思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。