工作原理：利用建筑高差形成的势能，通过特殊设计的能够气水分流的虹吸式雨水斗，利用博力利方程的计算，（通过这个方程式计算水从雨水斗开始流到每个节点的水头损失，调整管径的大小得出每个节点的压力值以及流速），所以水力计算软件是关键，雨水斗也是关键，详见国标图集09S302,
虹吸排水原理：利用水柱压力差。
虹吸排水，全称为屋面虹吸雨水排放系统，是利用伯努利方程进行排水管道内压力计算，通过管道、管配件的管径变化从而改变排水管道内的压力变化，形成满管流，在压力的作用下快速排水的系统。
虹吸是一种流体力学现象，可以不借助泵而抽吸液体。处于较高位置的液体充满一根倒U形的管状结构之后，开口于更低的位置。虹吸管两端液体的重量差距造成液体压力差距，液体压力差能够推动液体越过最高点，向低端排放。
2010年5月澳洲昆士兰科技大学休斯博士说：是重力令虹吸管内液体流动，长下端之水将短上端之水往上拉出，再流到下端。
虹吸的发现：
中国人很早就懂得应用虹吸原理。应用虹吸原理制造的虹吸管，在中国古代称注子、偏提、渴乌或过山龙。东汉末年出现了灌溉用的渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒，也是应用了虹吸的物理现象。
宋朝曾公亮《武经总要》中，有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。中国古代还应用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。宋代苏轼《东坡志林》卷四中，记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。
虹吸式排水是液态分子间引力与位差能造成的。即利用水柱压力差，使水上升再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相等高度，水就会停止流动。
原理：
虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的，在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多，两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里，越往上压力就越低。
虹吸式雨水排水系统的技术原理是利用建筑物的高度所形成的水头，依靠特殊的雨水斗设计，实现气水分离，从而使与水管最终达到满流状态，当管中的水量是压力流状态时，虹吸作用就产生了，在整个降水过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以令人惊奇的速度排除雨水，快速使屋面的雨水排走到地面。
优势：
1、雨水斗在屋面上布点灵活，更能适应现代建筑的艺术造型，很容易满足不规则屋面的雨水排放。
2、单斗大排量，屋面开孔少，减少屋面漏水几率，减轻屋面防水压力。
3、落水管的数量少和直径小，满足了现代建筑的美观要求以及大型标志性建筑，各种大跨度屋面及高层建筑群楼的雨水排放。
虹吸排水原理如下：
虹吸排水系统原理：结合虹吸排水系统图，虹吸排水系统的原理是采用“雨水虹吸”的方法，有效解决屋顶排水问题。虹吸排水系统利用地面和屋面的高差，凝聚雨水的力量，有效控制平衡管道内雨水或积水的压力、流速，借助分区给车库屋顶实现有序排水，将雨水沿一个方向迅速排掉，避免屋面村里集水。
实现过程：结合虹吸排水系统图，虹吸排水系统的排水经过雨水渗透—流入排水槽—经过车库虹吸排水板产生虹吸现象—流入沉淀观察井—沉淀—流入蓄水池—过滤二次利用或排入雨水管网。
虹吸排水系统是为了解决排水问题的一种时代产物，多用于屋顶雨水处理、路面排水蓄水。在进行水处理过程中，可以把劣质的雨水进行快速排解冲刷，同时，也会采取雨水处理系统，进行堆积过滤，进行蓄水储存，以备后续使用。
另外虹吸排水系统的独特涉及也提供了清楚的雨水通道，不管是发生损坏或堵塞等情况，都可以顺利实现向各个放向流动。
虹吸排水板：结合虹吸排水系统图可以发现，虹吸排水板是虹吸排水系统的重要组成部分，虹吸排水板也叫高分子防护排水异形片，以HDPE为不可降解材料为原材料，可以帮助城市防水、排水、蓄水、保温、二次利用水源等。
覆布排水板：结合虹吸排水系统图，覆布排水板也是虹吸排水系统中的配件，通常以PVC、PE、PP为原料，可以经过热复合粘接在排水板上，能避免阳光暴晒、稳定导流排水，避免出现堆积堵水的情况。
虹吸排水槽：结合虹吸排水系统图，虹吸排水槽也是虹吸排水系统的组成部分，借助虹吸排水槽可以定位规划弹线，组成排水通道，帮助城市快速排水、防护。集水模块：结合虹吸排水系统图，一般需要雨水二次回收才会加装集水模块，可实现排水、蓄水回收。
虹吸原理：
1、物理现象
管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动，在U型管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象。
2、图例说明
右图针对“管口气压差”说，如图，由于两边的气压基本相同，高位管口由于伸入液面的深度远低于低位管口伸入液面的深度，故从管口处来说，低位管口处的压强要大于高位管口处的压强，但液体仍会从高位容器流入低位容器。
之所以会产生这种现象，是因为这里的压力仅仅只能传导到液体的上表面。所以低位的杯子里的管子虽然压力较高，但是无法传导到高位杯子里去，所以也无法阻止液体下落。
扩展资料：
工程应用：
上个世纪60年代，瑞典的几位科学家把虹吸的原理应用到现代建筑上去，最初解决了建筑屋面的雨水排水系统，当时在研究的初期，采用的是一种满管压力流的系统，从而在管道式屋面雨水排放系统方面取得了重大突破。虹吸原理在建筑排水，市政排水，水利工程等各方面均有应用。
虹吸排水适用领域：
1、大型厂房：屋面檐高在4米以上，并存在内天沟，天沟长度在30米以上，厂房内部不允许有落水管。
2、大型公共建筑：如图书馆，体育场馆，机场候机楼，火车站站房和站台无柱雨棚，大型商场，裙楼，以及排水管可能影响建筑美观的场合。
百度百科——虹吸现象
导语：虹吸排水管系统是区别于传统重力排水系统，能及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或避免造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故。虹吸排水管是怎样设计 虹吸排水管设计的神奇之处是什么 这次小兔跟大家一起来探寻虹吸排水管设计的原理，一起来尝试学习设计虹吸排水管的实操步骤。
虹吸排水系统与传统重力排水系统的区别
虹吸排水特点：
1、只要满足计算要求，单系统所带雨水斗个数不限。
2、雨水斗流量大，气水分流，排水速度快效果好。
3、悬吊管呈水平状态，无需做任何坡度，施工方便。
4、立管管径小，数量少，便于装修。
5、埋地管少，地面开挖工作量小，有效缩短工期。
传统重力排水特点：
1、单系统所带雨水斗个数受限。
2、雨水斗流量小，气水合流，排水效果差。
3、立管管径大，数量多，交叉施工易打架。
4、埋地管多，土建工作量大，地沟易返水。
虹吸排水系统设计原理
在设计的降雨量达到时，真正的虹吸系统中所有管道都呈现为满管流动，管道中的压力分布与传统的排水系统也有许多不同。由于屋面雨水斗与地面排水井间的全部高度差距得到充分利用，与重力排水系统比较，因而虹吸排水管道与重力排水管道的直径相等时，虹吸管道中的水流量比重力的大得多。
虹吸系统利用建筑高度简称为水头，充分考虑管道中的水力学损失，尽可能地减小管道直径，将屋面的雨水排入雨水井。并通过调节垂直尾管和水平集水管的结构和长度来实现水力平衡。
管道中的压力与大气压有很大不同。对于管道内的正压并没有限制，然而，对于负压必须考虑蒸发压力问题即气蚀问题。因而管道内的压力必须保持在系统所在地区的蒸发压力以上。
1、虹吸雨水斗设计
重力排水雨水斗与虹吸系统雨水斗主要的区别在于雨水斗中设置了空气挡板。空气挡板是叠型的，没有透孔。屋面结合部件、防水层和树叶罩的设计都遵从常规思想。雨水斗体、空气挡板与出水口的直径组合是在任何水流情况下获得稳定功能的保证，这种组合从理论上很难进行优化设计，必须通过大量的试验和总结才得出的结论。
2、系统管道设计
必须满足当地国家规范并能抵抗正、负压力的管道系统均可用于虹吸系统排水管道。比如ABS、PVC、HDPE、PP、 铜管、钢管和铸铁管都大量成功地用于UV系统。不同的塑料管具有不同的抵抗负压的能力，材料品质、壁厚和管道直径的区别决定了这种能力。管道系统一般根据工程实际情况进行选择，需要综合考虑适用性、排水能力、耐用性、刚性、防火性、噪音、绝缘、造价和安装费用等等因素。
3、相关设计要点：
(1)雨水斗选用
采用平底式金属雨水斗，确保雨水斗在长时间日照下的防老化性能及防渗漏性能。平底式雨水斗保证施工简易安全。由于天沟既有外天沟也有内天沟，采用专利设计的平底式雨水斗，安装于混凝土屋面上，简便快速，且能有效地防止漏水情况出现。
根据建筑物屋面结构形式，本工程采用的虹吸雨水斗： 虹吸雨水斗排量一般为20 l/s至40 l/s，选择雨水斗时，设计排量应按最大排量的70~80%设计。相对重力流系统而言减少天沟开孔尺寸和数量，也减少了可能的渗漏点，节省工程施工时间;虹吸系统多为串联系统，屋面通过建筑找坡排水至天沟或汇水点，雨水斗同一屋面分区时计算系统以同一标高作依据(施工存在误差，同一屋面同一系统中每个雨水斗的标高必须在50mm以内，否则系统计算无效，系统被破坏)，另一方面，系统计算时，还要控制好雨水斗的斗前水深，若不能控制好每个水斗的排水量及斗前水深，则使系统排水不均衡。只有经过精密计算的考虑，才可保证减少屋面的积水深度，排水效果更好。部分系统采用不同标高屋面雨水系统高低接入，实现快速、安全排水。在雨水斗排量充足的前提下，再通过精确计算而保证排水量及虹吸的快速形成。
(2)管材
选用的管材和接口必须能够同时满足正、负压的需要。 选用管材可分为以下几类：
HDPE管：塑料管材，造价低，内壁光滑，水力条件好，施工简便，采用热熔焊接。 涂塑钢管：钢塑复合管，造价偏高，钢性好，防火性能好，内壁光滑，水力条件好，使用寿命长，采用平板式卡箍或法兰连接。
镀锌钢管：普通钢管，造价高，钢性好，防火性能好，使用寿命长，采用沟槽式卡箍连接。 不锈钢管：高档排水钢管，造价最高，钢性好，防火性能好，使用寿命长，采用亚弧焊或电联焊连接。
4、虹吸式屋面排水系统的水力计算要点：
(1)管道的设计流速不小于1 m/s。
(2)排水管的总水头损失应小于或等于雨水斗顶面与临界点的几何高差，宜使压力余量△Pr≤100mbar。
(3) 虹吸式屋面排水系统的是大负压值在悬吊管与总立管的交叉点。该点的负压值，应根据不同的管材而有不同的限定值。对于使用铸铁和钢管的排水系统应小于900mbar;对于塑料管道，管径De50-De160应小于800mbar，管径De200-De300应于于450 mbar。
(4)虹吸式屋面排水系统管系各节点由不同支路计算得到的压力差不大于150 mbar。
(5)虹吸式屋面排水系统使用内壁涂塑柔性排水铸铁管或钢管及高密度聚乙烯管，应使用相应的计算图表计算管道的沿程水头损失。
虹吸排水管设计的实操步骤
1. 首先根据设计图纸要求,确定采用虹吸排水的屋面区域.
2. 在cad图纸上计量所选区域的面积，即屋面设计汇水面积,F。
3. 在暴雨强度及雨水流量计算软件中，查出工程所在地，按规定的设计重现期年限下的，降雨历时为5分钟的暴雨强度值q(l/s 10000m )
4. 由公式，屋面雨水设计流量：Q=k ΦqFk<1, Φ>1 通过跟当地设计院的工作人员沟通确定应用哪一个公式进行计算。一般，我们取用公式Q=qF进行计算。为了使单位变为l/s，我们把公式变为Q=qF/10000 这样得到的屋面雨水设计流量Q(单位：l/s)
5. a.根据屋面雨水设计流量和给定的雨水斗的额定流量参数值，确定雨水斗的数量。一般雨水斗的计算分担值不要超过20l/s，若超过太多应该多加斗。
b.根据确定的雨水斗的数量，在cad图中找到天沟的位置，计量出天沟的长度，然后计算出雨水斗之间的距离，一般2个雨水斗之间的间距不宜大于20m，然后确定雨水斗在图纸中的具体位置。
6.虹吸式屋面雨水排水系统技术规程：
(1) 对汇水面积大于5000 m 的大型屋面，宜设置不少于2组独立的虹吸式屋面雨水排水系统。
(2) 雨水斗顶面至过渡段的高差，在立管管径不大于DN75时，宜大于3m;在立管管径不小于DN90时，宜大于5m;
(3) 悬吊管设计流速不宜小于1.0m/s;立管设计流速不宜小于2.2m/s,且不宜大于10m/s;
(4) 虹吸式屋面雨水排水管系过渡下游的流速，不宜大于2.5m/s;当流速大于2.5m/s时，应采取消能措施;
(5) 立管管径应经计算确定，可小于上游悬吊管管径。
(6) 虹吸式雨水斗与屋面应设置在每个汇水区域屋面或天沟的最低点，每个汇水区域的雨水斗数量不宜少于2个。
2个雨水斗之间的间距不宜大于20m。设置在裙房屋面上的虹吸式雨水斗距离裙房与塔楼交界处的距离不应小于1m,且不应大于10m。
(7) 虹吸式雨水斗防叶罩隔栅间隙的形状可采用孔状或细槽状。孔状间隙口的直径不宜小于6mm,且不宜大于15mm。
(8) 虹吸式雨水斗宜对雨水立管做对称布置。
(9) 当连接多个虹吸式雨水斗时，虹吸式雨水斗的排水连接管应接在悬吊管上，不得直接接在雨水立管的顶部。
(10)天沟的起点深度应根据屋面的汇水面积、坡度和虹吸式雨水斗的斗前水深确定，天沟的坡度不宜小于0.003。
(11)天沟的过水断面应根据汇水面积的设计流量计算确定。天沟的宽度应保重雨水周边的均匀进水。
(12)管材和管件应采用不低于PE80等级的高密度聚乙烯(HDPE)原材料制造。
(13)管材的纵向回缩率不应大于3%;
(14)雨水立管应按设计要求设置检查口，检查口中心宜距地面1.0m。当采用高密度聚乙烯(HDPE)管时，检查口的最大设置间距不宜大于30m.
(15)雨水管道应按设计规定的位置安装;
(16)连接管与悬吊管的连接宜采用45度三通;
(17)悬吊管与立管、立管与排出管的连接应采用2个45度弯头或R不小于4D的90度弯头。
(18)高密度聚乙烯管道穿过墙壁、楼板或有防火要求的部位时，应按照设计要求设置阻火圈、防火胶带或防火套管;
(19)雨水管穿过墙壁和楼板时，应设置金属或塑料套管。楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm,底部与楼板底面齐平。墙壁内的套管，其两端应与饰面齐平。套管与管道之间的缝隙应采用阻燃密实材料填充;
(20)在安装过程中，管道和雨水斗的敞开口应采取临时封堵措施。
从虹吸排水管系统的设计原理再到其设计的实操步骤，我们从理念层面上了解到虹吸排水管系统是怎么一回事，再从实操步骤上尝试模拟虹吸排水管的设计。深入了解到虹吸排水管系统是如此巧妙又迅速的排清积水，这让人们都让人不得不佩服这个虹吸排水管系统的神奇和厉害之处。
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