消能井及应用该消能井的虹吸式屋面雨水排水系统的制作方法

本实用新型涉及屋面雨水排水系统领域，特别涉及一种消能井及应用该消能井的虹吸式屋面雨水排水系统。

背景技术：

虹吸式屋面雨水排水系统，是现在楼房广泛使用的一种屋面排水系统。如图1所示，屋面上设有虹吸式雨水斗1，虹吸式雨水斗1靠近地面的一端连通引水管道2，引水管道2末端连通检查井3。

检查井3是为城市地下基础设施的供电、给水、排水、排污、通讯、有线电视、煤气管、路灯线路等维修，安装方便而设置的。

如图1所示，引水管道2包括位于水平面内的水平悬吊管21，水平悬吊管21根据屋面上虹吸式雨水斗1的分布设置，虹吸式雨水斗1的末端连通雨水立管22，雨水立管22延伸到地面下，并通过虹吸系统排水管23与检查井3连通。

下雨时，雨水先在屋面顶部聚集汇成水流并依靠自身重力通过虹吸式雨水斗1流入引水管道2排走，此时引水管道2内雨水附着在引水管道2的内壁上流动，大量空气在引水管道内随雨水流动。当雨水量较大时，水流逐渐充满引水管道2。

当雨水充满引水管道2时，如图1所示，位于雨水立管22内的雨水依靠自身重力下流的速度大于水平悬吊管21内的雨水，从而在雨水立管22内形成负压产生吸力，从而作用与虹吸式雨水斗1位于屋面的开口处，产生虹吸并加速雨水的排除速度。

但是，虹吸发生时雨水流速大，在雨水立管22内不断加速。雨水立管22的管壁对雨水流动产生的摩擦阻力可以忽略不记，根据能量守恒定律，雨水的势能完全转化为动能，所以从虹吸式雨水斗1排入检查井3的雨水流速大。

检查井通常位于地面下，其截面半径不小于引水管道2的平均截面半径，检查井一端向地下延伸，并连通虹吸系统排水管23，另一端露出地面并通过井盖封闭。

高速流动的雨水在进入检查井时，常发生喷发导致雨水撞击到井盖上，对井盖施加一定的压力；并且由于暴雨是井内积存的雨水多，使得井内空气被压缩，压强变高并作用于井盖。在雨水和气流的双重作用下，检查井的井盖常发生“跳盖”的现象。

“跳盖”即井盖受到较大的力而脱离检查井跳起的现象。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的是提供一种消能井，可以对井内的高压进行释放，防止井盖受力较大而被顶开。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种消能井，包括围成一个通道的井壁、分别封闭井壁两端的井底和井盖，井壁上靠近井底处连通虹吸系统排水管，井盖上开有连通井内与井外的透气孔。

通过采用上述技术方案，暴雨发生时，引水管道和井内满流，由于检查井为密封的，所以井内的气体都聚集在检查井的上部，容易将井盖顶开。本方案中的透气孔起到排气的作用，减少井盖受到的压力，使井盖不易发生“跳盖”现象。

进一步设置，气体通过透气孔时走过的路径长度不小于井盖的厚度。

通过采用上述技术方案，当气体通过透气孔时走过的路径长度等于井盖的厚度时，说明透气孔为直孔，气流直接从直孔冲出。由于井盖位于地面上，行人经过时气体喷发而出，喷的高度越高对行人的影响越大。本方案中透气孔走过的路径长度不小于井盖的厚度，使得气体在透气孔内经过的路径长，受到更多阻力，能量消耗大，减小气体喷出井盖时的势能。

因为气体喷发时，常常会携带一些水汽，水汽在通过弯曲的透气孔时，与孔壁接触变附着在孔壁上，减少水汽的喷发。

进一步设置，气体通过透气孔时走过的路径位于透气孔两端开口处的切向方向与井盖呈锐角，且透气孔两端开口边缘设有导向圆角。

通过采用上述技术方案，使气体喷出井盖时倾斜喷出，减小气体喷出井盖的喷发高度。

进一步设置：所有透气孔横截面面积的合不小于井盖横截面面积的30%。

通过采用上述技术方案，进一步增强井盖的排气能力。

进一步设置：若干透气孔构成一个圆形，圆形位于井盖中间。

通过采用上述技术方案，井盖排气时会以喷气的形式进行，还会带出大量水汽，由于井盖设于地面上，所以集中分布在井盖中间位置，可以减少井盖排气对过往行人的影响。

进一步设置：井壁伸向地面的一端设有井圈，井圈上设有支座，支座围成一个供井盖嵌入的空间，井圈向井内凸出形成用于支撑井盖的台阶面。

通过采用上述技术方案，井盖嵌入支座并通过井圈的台阶面支撑固定。

进一步设置：井壁朝向井内的表面设有一层抹面层。

通过采用上述技术方案，由于井壁、井底均为钢筋混凝土构成，所以表面粗糙。暴雨时由虹吸系统排水管冲出的高速水流，直接作用于粗糙的混凝土表面产生的摩擦大，对井壁的破坏大。本方案中采用水泥和砂混合制成的涂料涂抹在井壁上，形成抹面层，使得井壁更加光滑，与水流发生摩擦产生的摩擦阻力小。

进一步设置，井底铺设在基层上，基层与井底之间设有垫层。

通过采用上述技术方案，基层是消能井建造的基础，基层通常由素土构成，素土压实后形成建造消能井的基面，基面上通过垫层垫平。当消能井建造出有地下水流经时，将素土换成砂石或卵石。

进一步设置，井壁上连通有用于排出井内积水的出水管，出水管位于井壁上的开口高度不超过虹吸系统排水管在井壁上的开口高度。

通过采用上述技术方案，出水管的开口位置低于虹吸系统排水管，方便消能井内雨水排出。

本实用新型的另一目的是提供一种虹吸式屋面雨水排水系统，因其内部的消能井排气能力强，所以可以承受更大的排水速度。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种虹吸式屋面雨水排水系统，包括上述任意方案中的消能井。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、暴雨时井内满流，将空气向井盖压缩时，井盖可以起到排气泄压的作用，防止“跳盖”发生；

2、透气孔的纵切面为曲线，减少水汽的喷出；

3、集中在井盖中间的透气孔，减小了气体喷发的范围。

附图说明

图1是背景技术表示虹吸式屋面雨水排水系统原理示意图；

图2是实施例1表示消能井结构的纵切图；

图3是实施例1表示透气孔分布的示意图；

图4是实施例2表示基层结构的示意图；

图5是实施例3表示透气孔结构的井盖纵切图；

图6是实施例3表示透气孔分布方式的示意图。

图中，1、虹吸式雨水斗；2、引水管道；21、雨水悬吊管；22、雨水立管；23、虹吸系统排水管；3、检查井；31、井盖；311、透气孔；312、导向圆角；α、喷气角；314、中心线；32、井圈；321、支座；322、台阶面；33、井壁；331、抹面层；34、井底；35、垫层；36、基层；4、出水管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

一种消能井，如图2所示，包括围成井内空间的井壁33，井壁33底端通过井底34封闭，井壁33的顶端向井内凸出有井圈32。井圈32上设有支座321，支座321围成一个卡槽，井圈32相对于支座321的内壁凸出形成台阶面322。井盖31嵌入卡槽内并通过台阶面322支撑。

如图3所示，井盖31上开有若干贯穿井盖31的透气孔311，透气孔311分布在井盖31上靠近井盖31中心的位置，并构成了一个圆形的透气区域。井盖31上开透气孔311的面积不小于井盖31面积的30%，保证井盖31更好的发挥排气的作用。

结合图2，井壁33靠近井底34的一端连通虹吸系统排水管23和出水管4，虹吸系统排水管23与出水管4相对设置，且出水管4位于井壁33上的开口高度不超过虹吸系统排水管23。

暴雨来临时，虹吸系统排水管23充满雨水，并且出水管4的排水速度小于虹吸系统排水管23的排水速度，使得井内液面迅速升高，将井内的空气朝井盖31的方向推动。由于井盖31上开有透气孔311，透气孔311纵切面为竖向的长方形。所以井内空气会通过透气孔311排出。减小了井盖31受到的压力，时井盖31不易发生“跳盖”。

如图2所示，建造消能井时，首先在地面上开挖一个容纳消能井的基坑，并在基坑底部铺设基层36，基层36由素土压实而成。然后在基层36上铺设垫层35得到一个建造消能井的平面。

在垫层35上用钢筋搭建消能井的骨架结构，并用混凝土浇筑最终得到井底34和井壁33。井壁33的表面涂抹一层水泥砂浆，干结后形成抹面层331。

然后在井壁33顶部浇筑井圈32和支座321。

最后，将预制的井盖31嵌入支座321完成封口。

其中，井盖31上的透气孔311可以通过钻床进行批量加工。透气孔311也可以和井盖31一体浇铸构成。

实施例2：

如图5所示，一种消能井与实施例1的区别在于，透气孔311的纵切面为曲线，透气孔311朝向井内和井外的开口处均设有导向圆角312。

结合图5与图6，由于透气孔311的纵切面为曲线，所以气流在经过透气孔311离开消能井时向地面方向倾斜喷出。

如图6所示，气体喷出透气孔311的方向为图中箭头方向，透气孔311到圆心的连线与气体喷出透气孔311的方向之间的夹角为喷气角α，喷气角α不超过90°。减小气体的喷射范围。

当喷气角为0°时，如图5所示，箭头方向即气体流出透气孔311的方向。并且气体离开井盖31时朝向井盖31的中心线314 方向流动。

由于井盖31上的透气孔311呈圆周均匀分布，使得相对于井盖中心呈中心对称的两个透气孔311喷出的气体对流，使得气体的动能被削弱，进一步减少气体喷射的范围。

实施例3：

如图4所示，一种消能井，与实施例1或2的区别在于，基层36由碎石或卵石铺设而成。本方案的消能井适用于消能井所在位置有地下水流经，碎石和卵石铺设而成的基层36可供地下水流过。

实施例4，一种虹吸式屋面雨水排水系统，包括实施例1～实施例3的消能井。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。