虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)裝置，尤其涉及一種虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著建筑業(yè)的發(fā)展，不管是工業(yè)廠房還是公共建筑都朝著"大面積"、"大體量"的 方向發(fā)展，大型屋面也不斷出現(xiàn)，這就給屋面雨水的排放帶來了新的技術(shù)要求。與傳統(tǒng)的重 力雨水排水系統(tǒng)相比，虹吸式雨水排水系統(tǒng)適應(yīng)性和靈活性強(qiáng)，安裝方便、工程量小、美觀、 排水能力大，且具有較好的自清作用。因此，虹吸式雨水排水系統(tǒng)從2001年開始在我國應(yīng)用 以來，便以幾何級(jí)的速度飛快發(fā)展起來，幾乎所有的新建筑均采用虹吸式雨水排水系統(tǒng)，相 應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家也迅速崛起。與此同時(shí)，2003年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī) 范》(GB50015-2003)對(duì)虹吸式屋面雨水排水管道設(shè)計(jì)也特別作了規(guī)定，2005年建設(shè)部頒布 的建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)《虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(CECS 183-2005)進(jìn)一步突出了虹吸式 屋面雨水排水系統(tǒng)在建筑排水工程中的重要意義，這表明虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)在我國 已經(jīng)成熟。
[0003] 同時(shí)，虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)也開始成為給水排水工程專業(yè)課程《建筑給排水 工程》的重要內(nèi)容，但是在我國高校該課程的教學(xué)絕大部分側(cè)重于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)幾乎 沒有涉及到虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)室裝置更是少之又少。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種可強(qiáng)化建筑給 水排水課程理論學(xué)習(xí)以及可提高學(xué)生實(shí)踐能力的虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，其特征在于:所述虹吸式屋面雨水排水 實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置包括支架、模擬屋頂、上水管、排水管、壓力計(jì)以及測(cè)壓管;所述模擬屋頂設(shè)置 在支架頂部;所述上水管以及排水管分別與模擬屋頂相貫通;所述排水管上設(shè)置有一個(gè)或 多個(gè)測(cè)壓管;所述測(cè)壓管與壓力計(jì)相連;所述壓力計(jì)的數(shù)量與測(cè)壓管的數(shù)量是相對(duì)應(yīng)的。
[0007] 上述虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置還包括雨水斗;所述模擬屋頂通過雨水斗 與排水管相貫通。
[0008] 上述雨水斗包括呈U型的斗體以及整流罩;所述斗體包括入口以及出口；所述整流 罩罩接在斗體出口上；所述模擬屋頂與斗體的入口相貫通;所述斗體出口與排水管相貫 通。
[0009] 上述雨水斗還包括設(shè)置在斗體的入口上的進(jìn)水格柵。
[0010]上述排水管包括短管、橫管以及立管;所述模擬屋頂依次通過短管、橫管以及立管 相貫通;所述橫管和/或立管上分別設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)測(cè)壓管。
[0011]上述測(cè)壓管是多個(gè)時(shí)，多個(gè)測(cè)壓管均布設(shè)置在橫管和/或立管上。
[0012] 上述虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置還包括設(shè)置在模擬屋頂?shù)囊何怀摺?br>[0013] 上述虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置還包括設(shè)置在支架底部的儲(chǔ)水箱以及水 栗;所述上水管以及排水管分別與儲(chǔ)水箱相貫通。
[0014]上述上水管上設(shè)置有上水閥;所述排水管上設(shè)置有排水閥。
[0015] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0016] 本實(shí)用新型提供了一種虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，包括支架、模擬屋頂、 上水管、排水管、壓力計(jì)以及測(cè)壓管;模擬屋頂設(shè)置在支架頂部;上水管以及排水管分別與 模擬屋頂相貫通;排水管上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)測(cè)壓管;測(cè)壓管與壓力計(jì)相連;壓力計(jì)的數(shù)量 與測(cè)壓管的數(shù)量是相對(duì)應(yīng)的。本實(shí)用新型在深入分析現(xiàn)有虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)實(shí)際工 程及其工作原理的基礎(chǔ)上，提出了一種虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，該裝置能準(zhǔn)確、 直觀的反映虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的排水過程。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚W(xué)生對(duì)虹吸式屋面雨水 排水系統(tǒng)的工作原理的理解，激化學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，也為該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的推廣應(yīng)用提供技 術(shù)支撐。本實(shí)用新型提出的虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，緊跟國內(nèi)建筑給水排水實(shí) 際工程的發(fā)展?fàn)顩r及學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)基本理論的理解，而且對(duì)學(xué)生在 將來實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的水力計(jì)算提供了模擬訓(xùn)練。通過虹吸形成過程的數(shù)據(jù)處理及分析， 學(xué)生可以形象的看到虹吸形成的四個(gè)過程;通過系統(tǒng)壓力變化的數(shù)據(jù)處理及分析學(xué)生可以 直觀的看到雨水排放管道的壓力變化情況;同時(shí)，通過對(duì)系統(tǒng)的水力計(jì)算，學(xué)生可以掌握實(shí) 際設(shè)計(jì)工作中的水力計(jì)算過程及計(jì)算要點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型所提供的虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本實(shí)用新型所采用的雨水斗的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3是本實(shí)用新型在排水管上布設(shè)的測(cè)壓管的位置示意圖；
[0020] 其中：
[0021] 1-水栗;2-上水閥；3-上水管;4-模擬屋頂;5-液位尺;6-雨水斗;61-進(jìn)水格柵;62- 整流罩;7-排水管;9-測(cè)壓管；10-排水閥；11-壓力表;12-支架;13-儲(chǔ)水箱。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 根據(jù)《虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(CECS 183-2005)中的虹吸式雨水排水 系統(tǒng)，制作了如圖1所示的虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。參見圖1以及圖3,本實(shí)用新 型提供了一種虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，該裝置包括支架12、模擬屋頂4、上水管 3、排水管7、壓力表11以及測(cè)壓管9;模擬屋頂4設(shè)置在支架12頂部;上水管3以及排水管7分 別與模擬屋頂4相貫通;排水管7上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)測(cè)壓管9;測(cè)壓管9與壓力表11相連;壓 力表11的數(shù)量與測(cè)壓管9的數(shù)量是相對(duì)應(yīng)的。
[0023] 參見圖2,本實(shí)用新型在基礎(chǔ)上還包括雨水斗6;模擬屋頂4通過雨水斗6與排水管7 相貫通;雨水斗6包括呈U型的斗體以及整流罩62;斗體包括入口以及出口；整流罩62罩接在 斗體出口上;模擬屋頂4與斗體的入口相貫通;斗體出口與排水管7相貫通;雨水斗6還包括 設(shè)置在斗體的入口上的進(jìn)水格柵61。
[0024] 排水管7包括短管、橫管以及立管；模擬屋頂4依次通過短管、橫管以及立管相貫 通;橫管和/或立管上分別設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)測(cè)壓管9。
[0025]測(cè)壓管9是多個(gè)時(shí)，多個(gè)測(cè)壓管9均布設(shè)置在橫管和/或立管上。
[0026] 虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置還包括設(shè)置在模擬屋頂4的液位尺5。
[0027] 虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置還包括設(shè)置在支架12底部的儲(chǔ)水箱13以及水 栗1;上水管3以及排水管7分別與儲(chǔ)水箱13相貫通。
[0028] 上水管3上設(shè)置有上水閥2;排水管7上設(shè)置有排水閥10。
[0029] 本實(shí)用新型所提供的虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的虹吸的形成過程是：
[0030] 虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的虹吸形成分四個(gè)過程：
[0031 ] 1)重力排水階段:降雨初期，屋面雨水高度未超過雨水斗高度時(shí)，系統(tǒng)尚未形成虹 吸，是以低效率的重力方式排水，水位迅速增加。
[0032] 2)間歇性虹吸階段:隨著降雨量增加，水位持續(xù)增高，水位還未達(dá)到穩(wěn)定的斗前水 深前，系統(tǒng)產(chǎn)生間歇性虹吸作用，排水效率提高。
[0033] 3)穩(wěn)定虹吸階段：隨著水位的進(jìn)一步增高，水位保持在穩(wěn)定的斗前水深的初期階 段，由于采用防漩渦雨水斗，通過控制進(jìn)入雨水斗的雨水流量和調(diào)整流態(tài)，可減少漩渦，從 而極大地減少了雨水進(jìn)入排水系統(tǒng)時(shí)所夾帶的空氣量，使系統(tǒng)中排水管道呈滿流狀態(tài);利 用建筑物屋面的高度和雨水所具有的勢(shì)能，在雨水連續(xù)流經(jīng)雨水懸吊管并轉(zhuǎn)入雨水立管跌 落時(shí)形成穩(wěn)定的虹吸作用，并在該處管道內(nèi)呈最大負(fù)壓;屋面雨水在管道內(nèi)負(fù)壓的抽吸作 用下以較高的流速被排出。
[0034] 4)溢流排水階段：當(dāng)降雨量繼續(xù)增大，超過設(shè)計(jì)重現(xiàn)期時(shí)，水位也超過穩(wěn)定的斗前 水深，由于系統(tǒng)己經(jīng)達(dá)到了最大排水流量，無法再顯著提高，因此會(huì)造成斗前水位的迅速增 加，此時(shí)需要通過溢流系統(tǒng)進(jìn)行排水。
[0035] 本實(shí)用新型所提供的虹吸式屋面雨水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的壓力變化過程是：
[0036] 虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)是在一相流狀態(tài)下滿管流運(yùn)行的，其工作原理符合水流 運(yùn)動(dòng)的伯努利方程：
[0038]式（1)中，H為位置水頭(m)，p為動(dòng)水壓強(qiáng)(