BS 8490:2007 Hướng dẫn hệ thống thoát nước mái siphonic

Lời nói đầu

Thông tin xuất bản

Tiêu chuẩn Anh này do BSI công bố và có hiệu lực vào ngày 30 tháng 3 năm 2007. Ủy ban kỹ thuật B/505, Kỹ thuật nước thải thành lập tiêu chuẩn này. Danh sách các tổ chức đại diện trong ủy ban này có thể được cung cấp bằng cách gửi yêu cầu cho thư ký của ủy ban.

Mối quan hệ với các ấn phẩm khác

Tiêu chuẩn Anh này nên được đọc cùng với BS EN 12056-3.

BS EN 12056-3 đề cập đến việc bố trí và tính toán hệ thống thoát nước trên mái. Các quy định đối với hệ thống không siphon được mô tả chi tiết, nhưng các quy định đối với hệ thống siphon bị giới hạn ở các yêu cầu về hiệu suất. Tiêu chuẩn áp dụng cho tất cả các vật liệu được sử dụng cho hệ thống thoát nước mái. 

Tiêu chuẩn Anh này cung cấp thông tin hỗ trợ việc sử dụng BS EN 12056-3 ở Vương quốc Anh liên quan đến hệ thống thoát nước mái siphon; nó không làm thay đổi bất kỳ quy định nào của tiêu chuẩn đó. Nó dựa trên tác phẩm được thực hiện theo một nghiên cứu riêng do Bộ Thương mại và Công nghiệp tài trợ một phần như một phần của chương trình Đối tác trong Đổi mới [1].

Nghiên cứu có sự tham vấn rộng rãi với các nhà sản xuất và lắp đặt hệ thống thoát nước mái siphon được sử dụng ở Vương quốc Anh và cả với các chuyên gia kỹ thuật.

Sử dụng tài liệu này

Như một hướng dẫn, Tiêu chuẩn Anh này có dạng hướng dẫn và khuyến nghị. Tiêu chuẩn này không nên được trích dẫn như thể đó là một đặc điểm kỹ thuật và cần đặc biệt cẩn thận để đảm bảo rằng các tuyên bố về sự tuân thủ không gây hiểu lầm.

Tiêu chuẩn Anh này đã được chuẩn bị để cung cấp thông tin về phần lớn việc lắp đặt hệ thống siphon nhưng nó không bao gồm mọi trường hợp thực tế Trong một số trường hợp cụ thể, có thể không phản ánh được tất cả các quy định của tiêu chuẩn này. Trong những trường hợp như vậy, bạn nên thảo luận về bất kỳ điểm xuất phát nào với khách hàng hoặc đại diện có trình độ thích hợp của khách hàng.

Bất kỳ người dùng nào tuyên bố tuân thủ Tiêu chuẩn Anh này đều có thể biện minh cho bất kỳ hành động nào đi ngược lại với các khuyến nghị của tiêu chuẩn này.

Quy ước trình bày

Các quy định trong tiêu chuẩn này được trình bày theo kiểu la mã (tức là thẳng đứng). Các khuyến nghị của nó được thể hiện trong các câu trong đó trợ động từ chính là “nên”.

Bình luận, giải thích và tài liệu thông tin chung được trình bày ở dạng in nghiêng, và không tạo thành yếu tố quy chuẩn.

Cân nhắc hợp đồng và pháp lý

Ấn phẩm này không có mục đích bao gồm tất cả các điều khoản cần thiết của một hợp đồng. Người sử dụng có trách nhiệm đối với các ứng dụng chính xác của mình.

Việc tuân thủ Tiêu chuẩn Anh không thể tạo ra quyền miễn trừ đối với các nghĩa vụ pháp lý.

Giới thiệu

BS EN 12056-3:2000, 6.2 quy định các yêu cầu về hiệu suất đối với hệ thống siphon như sau:

1. Hệ thống sẽ thoát nước chảy ra khỏi khu vực không thấm nước được xử lý, được tính toán theo Điều 4, mà không tính đến việc lưu trữ máng xối. Khuyến cáo rằng nên sử dụng phương pháp khoảng thời gian lặp lại (xem 4.2.1) bất cứ khi nào có thể.
2. Đối với hệ thống thoát nước trên mái bằng, hệ thống phải tuân theo điều 5.4. Đối với hệ thống thoát nước bằng máng xối, hệ thống phải tuân theo các điều 5.1 và 5.2.
3. Hiệu ứng siphon phải bắt đầu đủ nhanh để ngăn chặn độ sâu nước thiết kế trên mái hoặc trong máng xối bị vượt quá.
4. Công suất dòng chảy của các cửa xả riêng lẻ phải được cân bằng để đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động như quy định.
5. Tác động siphon phải được thiết kế để tính đến bất kỳ phụ phí nào của hệ thống thoát nước chôn lấp.
6. Các đường ống và phụ tùng phải chịu được áp suất âm và dương tối đa trong các điều kiện thiết kế.
7. Vận tốc tối thiểu trong hệ thống tại lượng mưa thiết kế phải được chọn để ngăn chặn sự lắng đọng trong đường ống và đảm bảo bắt đầu nhanh tác động siphon.
8. Các cửa xả phải được lắp bộ lọc để loại bỏ vật liệu rắn và ngăn chặn sự tắc nghẽn. Ảnh hưởng của lưới lọc đối với mực nước trong máng xối hoặc trên mái bằng phải được tính đến.
9. Đường kính ống bên trong tối thiểu, di phải là 32 mm.
10. Phương pháp thiết kế phải được xác nhận bằng thử nghiệm vật lý.
11. Áp suất thiết kế thấp nhất phải được chọn để ngăn ngừa hư hỏng do xâm thực và sập ống.
12. Cho phép giảm đường kính theo hướng dòng chảy trong hệ thống siphon.
13. Hệ thống phải được lắp đặt phù hợp với các giả định của thiết kế. Ảnh hưởng của bất kỳ sự khác biệt nào giữa thiết kế và hệ thống được lắp đặt phải được tính toán và thực hiện hành động thích hợp.
    

• Phạm vi

Tiêu chuẩn Anh này áp dụng cho hệ thống thoát nước mái sử dụng ống tiết diện tròn hoạt động dưới tác động siphon. Nó không áp dụng cho hệ thống thoát nước siphon sử dụng ống dẫn có tiết diện hình chữ nhật hoặc hình thang để dẫn nước.

Nó cung cấp thông tin và cung cấp hướng dẫn về các thông số thiết kế, nhu cầu lắp đặt, xác minh và bảo trì của hệ thống thoát nước mái siphon phù hợp với các yêu cầu hiệu suất được quy định trong BS EN 12056-3:2003, 6.2. Hướng dẫn cũng được đưa ra về việc thực hiện kiểm tra các thiết kế, việc sử dụng các chỉ định và cơ quan quản lý.

Các vấn đề cụ thể đối với hệ thống thoát nước công trường nhận dòng chảy từ hệ thống thoát nước mái siphon cũng được đề cập.

• Tài liệu tham khảo quy chuẩn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có ghi ngày tháng, chỉ áp dụng bản được trích dẫn. Đối với các tài liệu tham khảo không ghi ngày tháng, phiên bản mới nhất của tài liệu được viện dẫn (bao gồm mọi sửa đổi) sẽ được áp dụng. 

BS EN 12056-3:2000, Hệ thống thoát nước trọng lực bên trong các tòa nhà – Phần 3: Hệ thống thoát nước mái, bố trí và tính toán

BS EN 752, Hệ thống thoát nước và cống bên ngoài các tòa nhà

• Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

• Thuật ngữ và định nghĩa

Đối với mục đích của Tiêu chuẩn Anh này, các thuật ngữ và định nghĩa được đưa ra trong BS EN 12056-3 và những điều sau đây sẽ được áp dụng.

CHÚ THÍCH: Các thành phần chính của hệ thống thoát nước mái siphon được minh họa trong Hình 1.

Hình 1 Các thành phần chính của hệ thống thoát nước mái siphon

• Xâm thực

hiện tượng liên quan đến sự hình thành và sự sụp đổ đột ngột sau đó của các khoang hơi trong chất lỏng, với các khoang hình thành khi áp suất cục bộ trong dòng chảy giảm gần bằng áp suất hơi của chất lỏng

• ống góp

ống nằm ngang được lắp đặt bên dưới mái nhà, máng xối hoặc sàn nhà thu thập và chuyển tải dòng chảy từ các ống xả của mái nhà

• hệ thống thoát nước mái thông thường

hệ thống không siphon trong đó đường ống giữa tầng mái và mặt đất được thiết kế để chảy một phần đầy đủ với áp suất bên trong bằng hoặc cao hơn áp suất khí quyển

• tốc độ dòng chảy thiết kế

tốc độ dòng chảy trong hệ thống thoát nước mái siphon hoặc máng xối liên kết, được tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu lượng mưa thiết kế từ BS EN 12056-3 cộng với hệ số an toàn không nhỏ hơn 10%

• ống thoát nước

đoạn ống thẳng đứng trong hệ thống đường ống nối ống góp với bộ phận ngắt siphon hoặc đến điểm xả từ hệ thống siphon 

• dòng chảy hoàn toàn

điều kiện dòng chảy trong đó nước (và mọi không khí cuốn theo nước) chiếm toàn bộ tiết diện của đường ống

• chảy tràn

thiết bị được lắp đặt trong máng xối hoặc mái bằng để xả dòng chảy nếu mực nước tăng trên mức giới hạn (ví dụ: do lượng mưa đặc biệt hoặc tắc nghẽn tại các cửa xả)

CHÚ THÍCH: Các thiết bị có thể có bao gồm đập, máng, cửa xả thông thường bổ sung hoặc cửa xả siphon bổ sung.

• hệ thống sơ cấp

phụ kiện và đường ống được thiết kế để thoát nước trên mái nhà hoặc máng xối trong điều kiện mưa với tần suất xuất hiện đã chọn

• đường cong định mức của cửa xả

mối quan hệ giữa tốc độ dòng chảy vào cửa xả và độ sâu nước trong máng xối hoặc mái bằng gần cửa xả

• hệ thống thứ cấp

phụ kiện và đường ống được thiết kế để thoát nước trên mái nhà hoặc máng xối nếu điều kiện lượng mưa vượt quá khả năng của hệ thống chính hoặc nếu xảy ra sự cố của hệ thống sơ cấp

• bộ phận ngắt siphon

điểm kết thúc của hệ thống siphon tại đó áp suất được duy trì bằng áp suất khí quyển và được thiết kế để dừng hoạt động siphon ở hạ lưu

• cửa xả siphon

lắp ở lối vào hệ thống thoát nước mái siphon để cho phép nước mưa thoát ra từ mái nhà hoặc máng xối và được thiết kế để loại trừ không khí đi vào đường ống

• mặt dưới vòm của đường ống

phần cao nhất của lỗ bên trong của một đường ống

• ống xả

đoạn đường ống thẳng đứng và có thể nằm ngang kết nối cửa xả mái với ống góp ngang

• ống cảnh báo

ống cho biết mực nước giới hạn trong máng xối hoặc mái bằng đã được vượt quá nhưng bản thân nó không cung cấp khả năng xả đáng kể

• Ký hiệu

Đối với mục đích của Tiêu chuẩn Anh này, các ký hiệu sau được áp dụng.

A diện tích mái phù hợp thoát ra cửa xả, tính bằng mét vuông (m2)

d1 đường kính trong của ống, tính bằng mét (m)

g gia tốc do trọng lực, tính bằng mét trên giây bình phương (m/s2)

CHÚ THÍCH: Giá trị của g được lấy bằng 9,81 m / s2.

HA tổng áp suất nước có sẵn cho hoạt động của hệ thống siphon, tính bằng mét (m)

HB chiều cao thẳng đứng giữa sàn của bể thử nghiệm và đáy của ống dẫn, tính bằng mét (m)

HD hao hụt áp suất nước giữa đỉnh của đường ống thoát nước và điểm xả ra khỏi hệ thống, tính bằng mét (m)

hM áp suất nước tối thiểu xảy ra trong hệ thống (so với áp suất khí quyển), tính bằng mét (m)

Ho áp suất khí quyển cục bộ được đo trên chân không, được biểu thị bằng lượng nước tương đương, tính bằng mét (m)

HT tổng hao hụt áp suất nước trong hệ thống giữa cửa xả và điểm xả, tính bằng mét (m)

HTF tổng hao hụt do ma sát của áp suất nước trong hệ thống giữa cửa xả và điểm xả, tính bằng mét (m)

HV áp suất động của dòng chảy, tính bằng mét (m)

h áp suất tĩnh của nước tại điểm trong dòng chảy (so với giá trị cục bộ của áp suất khí quyển), tính bằng mét (m)

hi giá trị của h tại điểm số i trong hệ thống, tính bằng mét (m)

hmin giá trị tối thiểu cho phép của h trong hệ thống, tính bằng mét (m) 

hvp áp suất hơi của nước (thể hiện bằng áp suất nước tương đương), tính bằng mét (m)

iF gradient áp lực ma sát trong ống, tính bằng mét hao hụt áp suất nước trên mét chiều dài của ống (mm)

kP giá trị độ nhám của ống trong phương trình Colebrook-White, tính bằng milimét (mm)

LP chiều dài của đoạn ống trong hệ thống siphon, tính bằng mét (m) 

Qin tốc độ dòng chảy ban đầu của nước đi vào ống góp trong quá trình mồi của hệ thống siphon, tính bằng lít trên giây (l/s)

Qmax tốc độ dòng chảy tối đa của nước được sử dụng trong thử nghiệm cửa xả, tính bằng lít trên giây (l/s)

QO tốc độ dòng chảy thiết kế của nước đến cửa xả (bằng diện tích thoát nước nhân với cường độ mưa thiết kế nhân với hệ số an toàn), tính bằng lít trên giây (1/s)

QP tốc độ dòng chảy của nước trong ống, tính bằng lít trên giây (1/s)

QT công suất dòng chảy của ống xả khi tác động siphon và xả tới ống góp ở áp suất khí quyển, tính bằng lít trên giây (1/s)

r cường độ mưa thiết kế, tính bằng lít trên giây trên mét vuông (1/s trên m2)

S quy hoạch diện tích mặt nước trong bể để kiểm tra cửa xả, tính bằng mét vuông (m2)

SF hệ số an toàn cho thiết kế hệ thống siphon và các máng xối liên quan, được áp dụng làm hệ số nhân với tốc độ dòng chảy được xác định bằng cách sử dụng cường độ mưa thiết kế

TF thời gian để lấp đầy đường ống siphon, tính bằng giây (s) 

u vận tốc dòng chảy trung bình, tính bằng mét trên giây (m/s)

ui giá trị của u tại điểm i trong hệ, tính bằng mét trên giây (m/s)

uE vận tốc dòng chảy trung bình tại lối ra từ ống dẫn xuống giả sử dòng chảy hoàn toàn, tính bằng mét trên giây (m/s)

VP tổng thể tích của (các) ống góp và đường ống xuống đến điểm xả từ hệ thống siphon, tính bằng lít (l)

ZD chiều cao của cửa xả siphon trên đỉnh của đường ống thoát nước, tính bằng mét (m)

z độ cao của điểm trên mốc, tính bằng mét (m)

∆h tổn hao áp suất cột nước động lực theo chiều dài ống, tính bằng mét (m) (áp suất nước) 

∆hF tổn hao áp suất cột nước động lực trong chiều dài ống do ma sát thành, tính bằng mét (m) (áp suất nước)

∆hL hao hụt cục bộ của cột nước động lực tại ống nối, tính bằng mét (m) (áp suất nước)

∆hO hao hụt cột nước động lực cửa xả tại cửa xả siphon, tính bằng mét (m) (áp suất nước)

∆h12 hao hụt cột nước động lực giữa điểm 1 và điểm 2, tính bằng mét (m) (áp suất nước) 

∆ymax độ sâu mực nước tăng tối đa cho phép trong thử nghiệm không ổn định của cửa xả so với độ sâu nước ở trạng thái ổn định ở cùng tốc độ dòng chảy, tính bằng mét (m)

∆z12 chiều cao thẳng đứng của điểm 1 trên điểm 2, tính bằng mét (m) 

ζ hệ số áp lực không thứ nguyên cho phụ tùng ống

ζO hệ số áp lực không thứ nguyên cho cửa xả siphon

v độ nhớt kinematic của nước, tính bằng mét bình phương trên giây (m2/s)

CHÚ THÍCH: Giá trị của v đối với nước ở 15 ° C là 1.14 x 10-6 m2/s.

chỉ số xâm thực của dòng chảy

• Tổng quát

CHÚ THÍCH: Phụ lục A mô tả cách hoạt động của hệ thống siphon.

1. Để đảm bảo hệ thống siphon hoạt động lâu dài hiệu quả, cần lưu ý những điểm sau.

• Nên thực hiện một chế độ bảo dưỡng định kỳ hiệu quả để ngăn ngừa sự tích tụ của các mảnh vụn (ví dụ như lá cây, v.v.) làm tắc các cửa thoát nước mưa ở tầng mái hoặc máng xối.
• Các hệ thống siphon có kích thước chính xác có thể có dung lượng dự trữ ít hơn so với các hệ thống trọng lực tương đương và do đó cần phải xem xét các giới hạn an toàn thích hợp, nghĩa là phải bao gồm các hệ số an toàn thiết kế và / hoặc các dòng tràn phù hợp.
• Nếu hệ thống siphon có thể thay đổi (trong quá trình xây dựng và / hoặc trong suốt vòng đời của tòa nhà), thì phải tiến hành đánh giá lại hệ thống bằng thủy lực.

1. Khi hoạt động dưới điều kiện dòng chảy hoàn toàn, hệ thống thoát nước mái siphon tạo ra một đường dẫn dòng chảy trực tiếp giữa tầng mái và hệ thống thoát nước công trường mà nó thải ra. Do đó, các vấn đề bên dưới mặt đất có thể gây ra lũ lụt ở tầng mái. Vì lý do này, hệ thống siphon nên được thiết kế như một thành phần không thể thiếu của tòa nhà và cơ sở hạ tầng thoát nước của khu vực. Do đó, người thiết kế các tòa nhà phải đảm bảo rằng thông tin thích hợp về các yêu cầu để lắp đặt và vận hành thỏa đáng hệ thống siphon được trao đổi với những người chịu trách nhiệm thiết kế mái nhà, máng xối, kết cấu và hệ thống thoát nước công trường (xem thêm Điều 13). Ví dụ cụ thể bao gồm những điều sau đây.

• Cần có một giải pháp được thiết kế đặc biệt khi thoát nước máng xối dốc, để giảm vận tốc dòng chảy cục bộ tại các cửa xả.
• Không gian được cung cấp bên dưới máng xối cho các ống xả thải và ống góp ngang phải cho phép một độ sụt thẳng đứng đủ để cho phép nhanh chóng mồi các ống xả thải.
• Khi thiết kế giao diện giữa hệ thống thoát nước bề mặt siphon và dưới mặt đất, cần cẩn thận để đảm bảo rằng bất kỳ sự phụ thu nào của hệ thống thoát nước dưới mặt đất sẽ không làm giảm công suất thiết kế/xả yêu cầu của hệ thống thoát nước mái siphon.
• Các khu vực nhạy cảm về âm thanh trong tòa nhà cần được tính đến khi xác định vị trí các tuyến đường ống siphon bên trong

(xem thêm 10.5).

1. Để loại bỏ không khí, các cửa xả siphon có diện tích tự do nhỏ hơn các cửa xả có trọng lực tương đương để nước chảy qua và do đó dễ bị tắc nghẽn bởi lá cây, mảnh vụn, v.v. hệ thống thoát nước mái siphon sẽ yêu cầu các biện pháp vệ sinh định kỳ bổ sung và khả năng tiếp cận được kết hợp trong thiết kế tòa nhà để giảm thiểu lượng cặn bẩn lọt vào các khu vực của cửa xả.

• Hiệu suất

BS EN 12056-3 quy định các yêu cầu về hiệu suất tối thiểu đối với hệ thống siphon.

•   Thông số thiết kế

• Cường độ mưa thiết kế và tốc độ dòng chảy

1. Các hệ thống thoát nước mái Siphon nên được thiết kế để đáp ứng các điều kiện dòng chảy ở trạng thái ổn định tương ứng với cường độ mưa thiết kế, tức là không có sự cho phép nào được thực hiện cho bất kỳ tác động lưu trữ nào trong máng xối hoặc đường ống.
2. Khoảng thời gian lặp lại được sử dụng để xác định cường độ mưa thiết kế phải dựa trên các loại rủi ro tương tự như được mô tả trong BS EN 12056-3. Việc lựa chọn thời gian hoàn vốn phải tính đến tuổi thọ thiết kế của tòa nhà, kiểu xây dựng mái và giá trị của nội dung tòa nhà hoặc rủi ro đối với các quy trình được thực hiện trong tòa nhà. Cường độ thiết kế phải dựa trên thời gian cao điểm là 2 phút, ngoại trừ các trường hợp đặc biệt (chẳng hạn như mái nhà xanh hoặc mái nhà được thiết kế để ao) trong đó thời lượng đỉnh dài hơn có thể thích hợp.
3. Hệ số an toàn, SF, nên được đưa vào thiết kế của hệ thống siphon và các máng xối liên quan của chúng bằng cách xác định kích thước các thành phần để đáp ứng cho tốc độ dòng chảy thiết kế bằng SF, nhân với giá trị được chọn của cường độ mưa thiết kế (xem 6.1.2). Giá trị của SF, không được nhỏ hơn 1.1. 
4. Các nhà thiết kế và nhà cung cấp hệ thống siphon phải đảm bảo rằng hệ thống sẽ hoạt động tốt ở tất cả các tốc độ dòng chảy theo điều kiện thiết kế tối đa (xem 6.1.3), với độ sâu nước trong máng xối hoặc mái bằng không vượt quá tốc độ dòng chảy thiết kế.

• Áp suất khả dụng

Áp suất khả dụng để xác định công suất dòng chảy của hệ thống siphon phải được tính toán bằng khoảng cách thẳng đứng từ môi đầu vào của cửa xả siphon vào:

• mức độ che phủ của khoang mà hệ thống siphon xả ra (để cho phép hệ thống thoát nước của công trường có thể phụ thu lên mặt đất) (xem thêm 8.4.6 và 8.4.7); hoặc
• mức độ ngắt siphon (nếu một ống được lắp đặt và nằm trên mặt đất).

• Áp suất tối thiểu trong đường ống

Áp suất âm mà dưới đó có thể xảy ra hiện tượng xâm thực trong đường ống của hệ thống siphon phụ thuộc vào vận tốc của dòng chảy, mức độ hỗn loạn trong dòng chảy, giá trị của áp suất khí quyển và áp suất hơi ở nhiệt độ tương ứng của nước mưa.

Trường hợp vật liệu đường ống được biết là dễ bị hư hỏng do xâm thực, giá trị thiết kế tối thiểu của cột áp trong đường ống không được thấp hơn (2,5-Ho) m; nếu không thì áp suất tối thiểu không được thấp hơn (1,5- Ho) m, với điều kiện trong mọi trường hợp vận tốc dòng chảy tương ứng tại điểm có áp suất nhỏ nhất không được lớn hơn 6 m/s. Nếu vận tốc vượt quá 6 m/s, giá trị âm ít hơn của cột áp tối thiểu là cần thiết để ngăn ngừa các vấn đề xâm thực có thể xảy ra; xem Phụ lục A để biết thêm chi tiết. 

CHÚ THÍCH 1: Các lý do hạn chế áp suất âm là do sự xâm thực có thể gây ra hư hỏng trong một số vật liệu ống và có thể ảnh hưởng xấu đến dòng chảy.

Áp suất âm cho phép đối với một hệ thống cụ thể phải được xác định bằng cách sử dụng một giá trị thích hợp cho áp suất khí quyển cục bộ (phụ thuộc vào độ cao trên mực nước biển và điều kiện khí tượng).

CHÚ THÍCH 2: Áp suất khí quyển tiêu chuẩn ở mực nước biển và 15°C tương đương với giá trị Ho của áp suất nước khoảng 10,3m.

BS EN 12056-3: 2000, 6.2.6 yêu cầu các đường ống và phụ kiện phải chịu được áp suất âm và dương tối đa gặp phải trong các điều kiện thiết kế.

• Vận tốc tối thiểu trong đường ống

Ở tốc độ dòng chảy thiết kế:

• vận tốc dòng chảy tối thiểu trong các ống xả, hoặc các đoạn ống nằm ngang dài hơn 1 m, phải là 1,0 m/s, để giúp loại bỏ không khí trong quá trình mồi và ngăn chặn sự tích tụ của cặn hoặc các mảnh vụn khác trong đường ống;
• tốc độ dòng chảy tối thiểu trong các ống dẫn xuống phải là 2,2 m/s, để thúc đẩy hiệu quả mồi.

• Cân bằng hệ thống

1. Hệ thống thoát nước mái siphon phải được thiết kế sao cho ở tốc độ dòng chảy thiết kế (xem 6.1.3), hao hụt cột áp được tính toán giữa mỗi cửa xả và điểm xả (hoặc chỗ vỡ siphon) không lớn hơn cột áp sẵn có (xem 6.2).
2. Chênh lệch tối đa về hao hụt cột áp được tính toán giữa các cửa xả riêng lẻ và điểm phóng điện đối với các cửa xả nối với một đường ống dẫn xuống chung không được lớn hơn 1,0 m hoặc 10% so với áp suất cho trước, chọn giá trị nào nhỏ hơn.

• Thoát nước mái

1. Độ sâu của nước sẽ xuất hiện trong máng xối hoặc mái bằng ngay phía thượng lưu của cửa xả với tốc độ dòng chảy thiết kế phải được xác định bằng thực nghiệm bởi nhà sản xuất sử dụng quy trình thử nghiệm trong Phụ lục B. Giá trị độ sâu này nên được sử dụng khi định cỡ máng xối hoặc thiết lập mức độ tràn và quá mức.
2. Máng xối phải có kích thước phù hợp với BS EN 12056-3. Đối với các máng xối có độ dốc lớn hơn 10 mm/m, nên kết hợp các biện pháp để giảm vận tốc dòng chảy cục bộ tại các cửa xả.

• Tốc độ mồi

1. Để ngăn chặn ngập lụt ở tầng mái, các hệ thống siphon cần có khả năng hoạt động nhanh chóng và đạt được tốc độ dòng chảy thiết kế của chúng trong thời gian xảy ra sự kiện bão thiết kế (xem 6.1).
2. Đối với hệ thống thoát nước mái dốc và mái bằng trên danh định bị thoái hóa, thời gian mồi không được vượt quá 60 s trừ khi áp dụng các biện pháp để lưu trữ an toàn nước mưa có thể được giữ lại tạm thời trong cơn bão thiết kế. Phương pháp gần đúng để ước tính thời gian mồi được đưa ra trong 8.8.2.

• Các thành phần của hệ thống siphon

• Tổng quát

1. 1. 1. 1. Trừ khi có thỏa thuận khác, tất cả các thành phần của hệ thống thoát nước mái siphon phải có tuổi thọ thiết kế ít nhất là 20 năm.
         2. Khi sử dụng các thành phần kim loại, ví dụ như cửa xả trên mái, cần có các biện pháp phòng ngừa để tránh các vấn đề ăn mòn liên quan đến các kim loại khác nhau, bao gồm vật liệu lợp mái và máng xối.

• Cửa xả Siphon

1. 1. 1. Cửa xả siphon nên giảm thiểu lượng không khí và cặn bẩn xâm nhập vào hệ thống thoát nước mái siphon.
      2. Các cảnh báo cần được hiển thị rằng các vách ngăn, tấm bảo vệ và tấm lỗ thoát khí, ở những nơi được lắp, trên các cửa xả siphon cần phải được thay thế sau khi tháo ra để vệ sinh, v.v.

CHÚ THÍCH: Việc không thay thế vách ngăn sẽ cho phép không khí vào hệ thống, điều này có thể ngăn cản hoạt động của siphon.

1. Các cửa xả phải được thiết kế để cố định kín nước và chắc chắn cho máng xối hoặc màng mái trong suốt thời gian thiết kế của chúng.

• Đường ống

1. 1. Đường ống phải phù hợp để chịu được áp suất dương được áp dụng trong quá trình thử nghiệm áp suất (xem 11.3). Hệ thống đường ống cũng phải phù hợp để chịu được cường độ và thời gian của áp suất âm có thể tạo ra trong quá trình vận hành siphon, nếu cần, có tính đến khả năng tồn tại của đường ống (lên đến giới hạn cho phép nêu trong 10.6). Các khuyến nghị này áp dụng như nhau đối với đường ống, phụ kiện và khớp nối.
   2. BS EN 12056-3 quy định đường kính ống bên trong không nhỏ hơn 32 mm, nhưng phải tính đến nguy cơ tắc nghẽn của đường ống có đường kính bên trong nhỏ hơn 44 mm.
   3. Không nên vệ sinh các điểm tiếp cận. Nếu điểm tiếp cận tạm thời được yêu cầu, một phần của đường ống phải được gỡ bỏ và sau đó kết nối lại, sử dụng các kết nối tương tự như các kết nối được sử dụng ở những nơi khác trên hệ thống. 

• Thiết kế thủy lực

• Nguyên lý chung

CHÚ THÍCH: Chi tiết về nguyên lý thủy lực của hệ thống thoát nước mái siphon được nêu trong Phụ lục A.

1. Để tận dụng hết tác dụng của phần cột nước có sẵn giữa mức mái và điểm xả, đường ống trong hệ thống siphon cần phải chảy hết lỗ khoan. Nếu nước chảy đủ nhanh, nó có thể mang theo một số không khí trong dòng chảy dưới dạng bong bóng trong khi vẫn duy trì tình trạng đầy đủ lỗ khoan trong các đường ống.
2. Ở tốc độ dòng chảy thấp, các hệ thống sẽ hoạt động thông thường với áp suất khí quyển trong suốt. Ở tốc độ cao hơn, một số đường ống sẽ bắt đầu chảy ở mức tối đa và phát triển áp suất dưới khí quyển (âm). Ở tốc độ dòng chảy thiết kế hoặc thấp hơn, tất cả các đường ống phải có thể chảy ở mức tối đa. Hệ thống Siphon cần phải hoạt động tốt ở tất cả các tốc độ dòng chảy cho đến giá trị thiết kế. Ở tốc độ dòng chảy thấp hơn, độ sâu của nước trong máng xối hoặc mái bằng được thoát bằng hệ thống siphon không được vượt quá độ sâu xảy ra ở tốc độ thiết kế.
3. Hệ thống Siphon phải có thể lấp đầy bằng cách hút không khí từ các đường ống rỗng ban đầu và bằng cách hạn chế không khí đi vào tại các cửa ra để tạo ra dòng chảy đầy đủ và cho phép đạt được tốc độ dòng chảy thiết kế mà không có độ sâu nước quá mức trong máng xối hoặc mái bằng (xem BS EN 12056-3:2000, 6.2.3). Đối với mái dốc và mái bằng được lát bằng các xupap liền, quá trình mồi phải diễn ra đủ nhanh để cho phép các hệ thống đối phó với tốc độ mưa cao điểm xảy ra trong khoảng thời gian 2 phút. Tốc độ cực đại có thể là một phần của cơn bão dài hơn, do đó không thích hợp để giảm cường độ mưa thiết kế trên cơ sở lưu trữ tạm thời trong các máng xối hoặc xung quanh các cửa xả trong các mái bằng trên danh nghĩa có thác bên trong.
4. Nếu hệ thống siphon được thiết kế để đạt được tốc độ dòng chảy thiết kế (xem 6.1.3) với tất cả các đường ống chảy đầy 100% nước, thì bố trí và kích thước của hệ thống ống có thể được xác định bằng cách sử dụng phương trình Bernoulli (xem A.2), các thông số thiết kế trong Điều 6, và các công thức thích hợp hoặc dữ liệu đã công bố cho các đặc tính hao hụt cột áp của ống [2] và phụ tùng [3, 4] (xem 8.4 và Phụ lục A).
5. Nếu một hệ thống siphon được thiết kế để đạt được tốc độ dòng chảy thiết kế với các đường ống chảy hết lỗ khoan nhưng có hỗn hợp không khí và nước, thì quy trình thiết kế được sử dụng phải dựa trên các nguyên tắc thủy lực thích hợp đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Cơ sở của quy trình thiết kế và dữ liệu thử nghiệm hỗ trợ nó phải có trong tài liệu kỹ thuật hoặc báo cáo đã được đánh giá đồng cấp độc lập.

• Cửa xả Siphon

1. 1. Các cửa xả Siphon phải được định vị sao cho thoát nước trên mái nhà một cách hiệu quả và nhận được tốc độ dòng chảy cho phép cân bằng hệ thống một cách thỏa đáng. Khi có thể, việc bố trí hệ thống thoát nước trên mái phải sao cho bất kỳ sự mất cân bằng nhỏ nào giữa tốc độ dòng chảy và khả năng dòng chảy tại một cửa xả riêng lẻ có thể được điều chỉnh bằng cách phân bổ lại dòng chảy giữa các cửa xả liền kề, ví dụ bằng cách bố trí các cửa xả trong máng xối hoặc kênh.
   2. Đường cong thông số của cửa xả phải được thiết lập bằng thử nghiệm theo quy trình nêu trong Phụ lục B.
   3. Các cửa xả trong máng xối thường phải được bố trí sao cho tốc độ dòng chảy tiếp cận các cửa xả từ hai bên là xấp xỉ bằng nhau, trừ khi cung cấp giải pháp được thiết kế cụ thể dựa trên dữ liệu thử nghiệm của nhà sản xuất.

CHÚ THÍCH: Nếu tốc độ dòng chảy không cân bằng, vòng xoáy tăng lên có thể phát triển xung quanh cửa ra và khiến không khí bị hút vào hệ thống siphon.

• Thoát nước mái

Máng xối thoát nước bằng cửa xả siphon nên được thiết kế theo quy trình tính toán được nêu trong BS EN 12056-3. Độ sâu của dòng chảy xuất hiện ở cuối hạ lưu của chiều dài rãnh nước ở cường độ mưa thiết kế nên được xác định từ đường cong thông số của cửa xả bằng cách sử dụng tốc độ dòng chảy thiết kế (xem 6.1.3).

• Thiết kế đường ống

1. 1. 1. Thiết kế thích hợp cho hệ thống siphon phải được xác định bằng cách tính toán tổng hao hụt áp suất trong ống và phụ tùng ở tốc độ dòng thiết kế (xem 6.1.3), và đảm bảo rằng chúng không vượt quá áp suất có sẵn (xem 6.2), đồng thời đảm bảo rằng các khuyến nghị đưa ra trong Điều 6 về áp suất tối thiểu, vận tốc tối thiểu, mức độ cân bằng giữa các cửa ra và tốc độ mồi được đáp ứng.
      2. Các giá trị của áp suất và vận tốc trong đường ống phải được tính toán ở tất cả các thay đổi về hướng hoặc đường kính trong hệ thống để đảm bảo rằng các giá trị thấp nhất của các thông số này được xác định và nằm trong giới hạn cho phép. Cần đặc biệt chú ý đến hệ thống đường ống tại hoặc gần đỉnh của đường ống dẫn xuống vì áp suất thấp nhất thường xảy ra gần điểm này.
      3. Hao hụt áp suất theo chiều dài thẳng của ống phải được tính toán bằng cách sử dụng phương trình thủy lực đã thiết lập hoặc một bộ bảng hoặc biểu đồ lưu lượng tương ứng. Trong trường hợp có tranh chấp, nên sử dụng phương trình Colebrook-White [2] (xem Phụ lục A và xem BS EN 12056-3: 2000, 6.3.1).
      4. Khi tính toán công suất dòng chảy của hệ thống, giá trị độ nhám của đường ống được sử dụng phải tính đến ảnh hưởng của các mối nối ống, sự lão hóa và khả năng lắng đọng của cặn mịn được rửa qua các cửa xả. Đối với phương trình Colebrook-White [2], giá trị nhỏ nhất của độ nhám ống được sử dụng để thiết kế phải là kp = 0,15 mm.
      5. Hệ số hao hụt áp suất đối với các loại phụ tùng đường ống được sử dụng trong hệ thống (ví dụ như ống uốn cong, bộ giảm tốc, bộ tăng áp, mối nối, v.v.) phải được xác định từ các thử nghiệm hoặc lấy từ các dữ liệu công bố thích hợp [3, 4]. Hệ số hao hụt cho một dạng hình học nhất định của mối nối ống có thể thay đổi tùy theo tốc độ dòng chảy tương đối trong các nhánh. Hệ số hao hụt đối với các cửa xả siphon phải được xác định bằng thử nghiệm theo quy trình nêu trong Phụ lục B.
      6. Áp lực trong hệ thống siphon nên được tính toán bắt đầu từ đầu hạ lưu của nó và thượng nguồn hoạt động (xem Phụ lục A). Trừ khi lắp đặt bộ phận ngắt siphon được thiết kế phù hợp (xem 8.10.4 đến 8.10.6), cần tính đến khả năng phụ thu trong hệ thống thoát nước khu vực hạ lưu khi xác định khả năng chảy của hệ thống thoát nước siphon. Nếu hố ga hoặc khoang hạ lưu đầu tiên có nắp thông hơi phù hợp (xem 8.10.1), thì có thể giả định rằng cột áp dương tác động tại điểm xả ra khỏi hệ thống siphon sẽ không lớn hơn chiều cao của nắp thông hơi ở trên. đoạn cuối của đường ống cuối cùng. Nếu bộ phận ngắt siphon được sử dụng trên mặt đất.
      7. Nên thực hiện tính toán riêng biệt đối với hệ thống siphon để có áp suất tối thiểu, giả sử không có phụ tải trong hố ga hoặc khoang hạ lưu đầu tiên và sử dụng giá trị độ nhám của đường ống cho hệ thống siphon phù hợp với đường ống khi còn mới [2].
      8. Các chương trình máy tính được sử dụng để thiết kế hệ thống siphon phải được xác nhận dựa trên dữ liệu thực nghiệm từ thử nghiệm vật lý của các hệ thống đại diện (xem BS EN 12056-3: 2000, 6.2.10).
      9. Chỉ nên sử dụng các lưu lượng kế orifice tại các cửa xả và đường kính không được nhỏ hơn 32 mm.

• Ống thoát nước

1. 1. 1. Ống xả phải có độ rơi thẳng đứng vừa đủ giữa cửa xả và ống góp để tạo ra vận tốc dòng chảy cao và mồi nhanh của ống xả trong quá trình nạp đầy hệ thống siphon ban đầu (xem thêm 8.8.2).
      2. Sự giãn nở về kích thước đường ống trong phần thẳng đứng của ống xả có thể cản trở việc mồi và không được sử dụng trừ khi hiệu suất thỏa mãn với độ giãn nở quy định đã được chứng minh bằng thử nghiệm điển hình.
      3. Ống xả phải được hình thành từ các mặt cắt dọc và ngang, vì ống xả dốc có thể không đạt chuẩn.

• Ống góp

Các bộ giảm tốc và bộ tăng áp được sử dụng trong các ống góp ngang của hệ thống siphon phải có hình dạng để ngăn chặn các túi khí bị giữ lại trong quá trình mồi. Duy trì mặt dười vòm liên tục thông qua quá trình chuyển đổi tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ không khí và có thể đạt được bằng cách sử dụng các phụ kiện không đối xứng.

• Ống thoát nước

1. 1. Sự giãn nở về kích thước đường ống trong ông thoát nước có thể ngăn cản việc mồi đạt yêu cầu của toàn bộ hệ thống và không được phép trừ khi bộ phận ngắt siphon (xem 8.10.4 đến 8.10.6) hoặc ở chỗ bù đã được xác nhận bằng thử nghiệm điển hình.
   2. Việc sử dụng ống khuỷu 90° ở đầu ống thoát nước không được khuyến khích vì tăng nguy cơ xâm thực so với việc sử dụng khúc cua bán kính 90° (tức là bán kính đường tâm lớn hơn đường kính ống) hoặc hai khúc cua 45°.
   3. Các đường ống thoát nước dốc (không thẳng đứng) chỉ nên được sử dụng trong các tình huống đã được xác nhận bằng thử nghiệm điển hình.

CHÚ THÍCH: Các đường ống thoát nước dốc có xu hướng làm chậm lại hoặc thậm chí ngăn cản việc bắt đầu mồi.

• Mồi nước

1. 1. Thời gian cần thiết để một hệ thống siphon trở thành nguyên tố phụ thuộc vào nhiều yếu tố độc lập và không có sẵn một phương pháp dự đoán chung. Do đó, nên thực hiện thử nghiệm điển hình đối với các hệ thống tương đương hoặc ước tính thời gian nạp đầy của hệ thống trong các điều kiện thiết kế phù hợp với 8.8.2. Thời gian không được quá 60 s trừ khi áp dụng các biện pháp bảo quản an toàn nước mưa có thể tạm thời giữ lại trong cơn bão thiết kế (xem 6.7.2).
   2. Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mồi khi có bão lớn, các ống dẫn cần có khả năng xả dòng chảy vào ống góp và ống thoát nước với tốc độ đủ để tạo ra áp suất âm nhanh chóng trong hệ thống. Việc kiểm tra hiệu suất mồi sau đây cần được thực hiện [1]. Tính công suất dòng chảy, QT, của mỗi ống xả với giả định rằng nó hoạt động độc lập với phần còn lại của hệ thống với ống xả hoạt động theo phương pháp siphon nhưng xả ở áp suất khí quyển vào ống góp của nó. Cộng tất cả các giá trị của QT lại với nhau để có được tổng tốc độ dòng chảy ban đầu, Qin, đi vào ống góp (hoặc các ống góp, nếu nhiều hơn một ống được kết nối với cùng một đường ống). Ước tính thời gian làm đầy, TF, của hệ thống siphon bằng công thức (1).

CHÚ THÍCH: Hệ số 1.2 trong phương trình (1) cho phép thời gian cần thiết để tạo ra điều kiện dòng chảy đầy lỗ khoan trong đường ống.

• Hệ thống sơ cấp và thứ cấp

1. Nếu kích thước hoặc cách bố trí của khu vực mái gây khó khăn cho việc thiết kế một hệ thống siphon duy nhất sẽ hoạt động tốt và phù hợp với các điều khoản thích hợp (nghĩa là các yêu cầu được quy định trong BS EN 12056-3 và các khuyến nghị được đưa ra trong Điều 6 của tiêu chuẩn này), có thể cần phải chia khu vực thoát nước thành hai hoặc nhiều phần được phục vụ bởi các hệ thống siphon riêng biệt, mỗi phần có bố trí đường ống dẫn và xả riêng.
2. Một phương pháp thay thế là thoát nước cho khu vực mái bằng hệ thống siphon sơ cấp và thứ cấp riêng biệt. Hệ thống sơ cấp và thứ cấp nên hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau. Hệ thống sơ cấp có thể được thiết kế để đối phó với tất cả các cơn bão có chu kỳ trở lại thấp hơn với cường độ mưa nhất định, và hệ thống thứ cấp dung để đối phó với các cơn bão có cường độ lớn hơn với cường độ thiết kế tối đa cho sơ đồ. Điều này có thể đạt được bằng cách ngăn dòng chảy xâm nhập vào các cửa xả của hệ thống thứ cấp cho đến khi mực nước trong máng xối hoặc mái bằng vượt quá một giới hạn nhất định. Khi thiết kế máng xối thoát nước bằng hệ thống sơ cấp và thứ cấp, cần tính đến sự gia tăng độ sâu của nước do các cửa xả thứ cấp tạo ra khi áp dụng các phương pháp tính toán trong BS EN 12056-3. Thời gian tăng thêm cần thiết để mồi các hệ thống sơ cấp và thứ cấp riêng biệt cũng cần được xem xét liên quan đến các khuyến nghị trong mục 6.7 và 8.8.2. 
3. Khi được lắp đặt trong máng xối, các cửa xả của hệ thống thứ cấp nên được đặt cách nhau để ngăn chặn sự thay đổi lớn của tốc độ dòng chảy dọc theo chiều dài của máng xối. Ngoài ra, các cửa xả của hai hệ thống cần được đặt cách nhau đủ xa để các cửa xả thứ cấp không cản trở hoạt động tốt của các cửa xả chính (xem thêm 8.2.3).
4. Nếu hệ thống thứ cấp không được đấu nối với hệ thống thoát nước công trường nhưng được bố trí xả từ mặt đất trở lên, cần có biện pháp phòng ngừa để ngăn dòng chảy tốc độ cao từ hệ thống gây ra lũ lụt hoặc xói mòn không mong muốn ở mặt đất và nguy hiểm cho người trong Vùng lân cận. Các bộ phận bảo vệ côn trùng không nên được lắp vào các cửa xả trên mặt đất của hệ thống thứ cấp vì có nguy cơ gây tắc nghẽn bởi các mảnh vỡ.

• Bố trí xả thải

1. Nếu có thể, nên tiếp tục kéo dài đường ống của hệ thống siphon bên ngoài tòa nhà để dòng chảy có thể được xả vào khoang dưới mặt đất kết nối với hệ thống thoát nước của công trường. Khoang phải được lắp một nắp thông hơi (với diện tích lỗ thông hơi bằng ít nhất hai lần diện tích mặt cắt ngang của đường ống siphon đi vào khoang) để việc tăng áp trong hệ thống thoát nước của công trường không thể gây ra cột áp suất hạ lưu trên hệ thống siphon vượt mức bao phủ. Công suất dòng chảy của hệ thống siphon phải được xác định có tính đến chiều dài của đường ống dẫn đến buồng và cột áp khả dụng có được đo đến mức che phủ (xem 6.2).

CHÚ THÍCH: Thông thường, hệ thống đường ống ngầm nằm ngoài trách nhiệm của nhà cung cấp thoát nước mái siphon vì các lý do theo hợp đồng.

1. Trong trường hợp bộ phận ngắt siphon được cung cấp tại giao diện giữa các hợp đồng xây dựng riêng biệt, ví dụ như ngay trên mặt sàn, thì hố ga đầu tiên bên ngoài tòa nhà phải được thông hơi.
2. Vận tốc thoát từ hệ thống siphon vào buồng thoát nước không được vượt quá 3 m/s ở tốc độ dòng chảy thiết kế của hệ thống siphon (xem 6.1.3).
3. Nếu hệ thống siphon được kết nối trực tiếp với hệ thống thoát nước tại công trường mà không có khoang hoặc hố ga can thiệp, thì có thể lắp đặt bộ ngắt siphon tại điểm kết nối giữa hai hệ thống. Mục đích của việc ngắt siphon là để duy trì áp suất khí quyển ở cuối hạ lưu của hệ thống siphon và ngăn các đường ống thoát nước tự chảy trong hệ thống công trường chịu áp suất âm.
4. Bộ phận ngắt siphon thường bao gồm sự giãn nở thẳng đứng, không thuôn nhọn giữa phần cuối của đường ống siphon và ống thoát nước tự chảy có đường kính lớn hơn. Khuyến cáo rằng diện tích mặt cắt ngang của đường ống hạ lưu ít nhất phải gấp đôi diện tích mặt cắt ngang của đường ống thượng lưu.
5. Bộ phận ngắt siphon sẽ chỉ hoạt động như dự định nếu tia nước xả ra từ ống siphon được bao quanh bởi không khí ở áp suất khí quyển. Điều này có thể đạt được bằng cách cung cấp không khí cho ống thoát khí qua hệ thống thông gió được thiết kế phù hợp. Nếu bộ phận ngắt siphon yêu cầu thông gió từ hạ lưu để duy trì áp suất khí quyển, các đường ống trong hệ thống thoát nước hạ lưu nối với hố ga thông gió đầu tiên phải đủ lớn để không chảy đầy hơn 70% theo tốc độ thiết kế của lưu lượng từ hệ thống siphon (xem 6.1.3). Nếu bể siphon cao hơn 3 m so với mặt đất, nó có thể không ngắt siphon một cách đáng tin cậy.

• Chảy tràn

1. Tất cả các hệ thống thoát nước trên mái phải được thiết kế để giảm thiểu rủi ro nước xâm nhập vào tòa nhà trong trường hợp điều kiện mưa khắc nghiệt hoặc ảnh hưởng của tắc nghẽn.
2. Khi được sự đồng ý của nhóm thiết kế tòa nhà, việc giữ nước trong thời gian ngắn trên mái thoát nước bằng hệ thống siphon có thể được đưa vào thiết kế với điều kiện các máng xối và tấm lợp hoàn toàn kín nước ở mức độ thích hợp và mái có đủ độ bền. Tuy nhiên, trong những trường hợp này, cần lắp đặt hệ thống xả tràn thích hợp hoặc bộ ống cảnh báo để chỉ ra độ sâu mực nước có vượt quá giới hạn thiết kế cho hệ thống thoát nước hay không.
3. Dòng chảy tràn hoặc cửa thoát hiểm nên được cung cấp trên mái bằng có lan can và trong máng xối không có mái hiên để giảm nguy cơ nước mưa tràn vào tòa nhà hoặc kết cấu quá tải.
4. Hệ thống xả tràn có thể được cung cấp bằng cách xả nước thải ở tầng mái, bằng các cửa xả thông thường và đường ống, hoặc bằng hệ thống siphon riêng biệt (xem 8.9.2). Hệ thống tràn không siphon phải được thiết kế theo tiêu chuẩn BS EN 12056-3.

• Thoát nước công trường

1. Mặc dù vận tốc dòng chảy trong hệ thống thoát nước mái vận hành bằng siphon thường cao hơn nhiều so với hệ thống tự chảy thông thường, nhưng tổng tốc độ dòng chảy từ một tòa nhà trong điều kiện thiết kế sẽ giống nhau. Do đó, hệ thống thoát nước công trường trong cả hai trường hợp phải được thiết kế phù hợp với BS EN 752.
2. Thiệt hại do cống ngầm bị tràn ít hơn đáng kể so với thiệt hại do nước tràn vào tòa nhà do hệ thống thoát nước trên mái bị hỏng. Do đó, tính đến thời gian cần thiết để dòng chảy đến và lấp đầy cống, các cống tiếp nhận dòng chảy từ hệ thống thoát nước mái siphon phải có kích thước tương tự như các cống nhận dòng chảy từ hệ thống thoát nước mái tự chảy. Trong khu vực lân cận của một tòa nhà, điều này thường liên quan đến việc thiết kế cho các dòng chảy đầy đường ống với tốc độ mưa không đổi tương ứng với cơn bão có thời gian 5 phút với thời gian quay trở lại là 1 năm (nhưng xem 8.10.6 đối với trường hợp lắp đặt bộ phận ngắt siphon trong một hệ thống siphon).
3. Khoang bên ngoài đầu tiên phải được thông hơi để vừa phá vỡ bất kỳ hoạt động siphon nào có thể đang hoạt động vừa hoạt động như một sự giảm bớt các dòng chảy dư thừa. Diện tích lỗ thông hơi không được nhỏ hơn hai lần diện tích mặt cắt ngang của ống siphon vào.
4. Các nhà thiết kế hệ thống thoát nước công trường và hệ thống thoát nước mái bằng siphon nên liên lạc với nhau để đảm bảo rằng các biện pháp phù hợp được kết hợp để phá vỡ hoạt động siphon.

CHÚ THÍCH: Nếu các đường ống nối với hệ thống thoát nước của công trường không có chủ đích vận hành bằng siphon, thì áp suất âm lớn hơn mức cho phép trong thiết kế có thể xảy ra trong hệ thống siphon, có khả năng dẫn đến hỏng hóc.

• Thẩm định thiết kế

• Kiểm tra bản phác thảo

1. Thiết kế thủy lực chi tiết của hệ thống thoát nước mái siphon đòi hỏi hao hụt cột áp và áp suất trong mỗi chiều dài và ống nối phải được tính toán chính xác. Do sự phức tạp của hầu hết các hệ thống, việc định cỡ đường ống thường được thực hiện bằng chương trình máy tính chuyên dụng và không thể dễ dàng kiểm tra bằng các phép tính thủ công.
2. Nếu cần tiến hành kiểm tra gần đúng tính phù hợp của hệ thống siphon, có thể sử dụng quy trình đơn giản được mô tả trong Phụ lục C. Tuy nhiên, loại kiểm tra này chỉ mang tính chất biểu thị và không thay thế cho các tính toán chi tiết cần thiết để thiết kế một hệ thống lắp đặt.

• Phần mềm thiết kế

Các chương trình máy tính được sử dụng để thiết kế hệ thống thoát nước mái siphon phải dựa trên các nguyên tắc thủy lực đã được thiết lập. Các dự đoán về công suất và áp suất dòng chảy phải được xác nhận độc lập dựa trên dữ liệu thực nghiệm từ thử nghiệm vật lý của các hệ thống đại diện.

• Lắp đặt

• Ngăn ngừa tắc nghẽn trong quá trình xây dựng

1. Cần đánh giá rủi ro các mảnh vụn và các vật liệu khác bị rửa, cọ hoặc rơi vào đường ống của hệ thống siphon trong quá trình xây dựng và áp dụng các biện pháp kiểm soát thích hợp trong tất cả các giai đoạn xây dựng từ lắp đặt hệ thống đến hoàn thiện cuối cùng của tòa nhà.
2. Cần cẩn thận trong quá trình lắp đặt để kiểm tra độ sạch bên trong của đường ống và loại bỏ bất kỳ vật liệu nào có thể lọt vào. Nên sử dụng các nắp hoặc nút đậy tạm thời ở các đầu hở để ngăn chặn sự xâm nhập của các mảnh vỡ, sâu bọ, v.v.
3. Các cửa xả nên được lắp đặt trên mái bằng hoặc máng xối theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
4. Các vách ngăn và tấm che cần được lắp đặt càng sớm càng tốt, để ngăn chặn sự xâm nhập của các mảnh vụn thô vào hệ thống.

• Nối ống

1. Tất cả các mối nối phải kín nước dưới áp suất dương bên trong (bao gồm cả áp suất dương do tắc nghẽn) và kín khí dưới áp suất âm bên trong có thể xảy ra khi vận hành.
2. Kết nối giữa cửa xả và ống xả phải phù hợp với rung động và các chuyển động tương đối có thể xảy ra.
3. Đối với đường ống polyetylen có kích thước lên đến DN63, nên sử dụng các khớp nối tay áo để tránh các hạt bên trong. Hàn nút có thể được sử dụng trên đường ống lớn hơn DN63. Khi tiến hành hàn đối đầu, cần cẩn thận để căn chỉnh các phần noãn của hai ống được nối (xem 10.6).
4. Đối với đường ống polyetylen từ DN100 trở lên, nên thực hiện hàn đối đầu bằng máy hàn đối đầu để kẹp chặt đường ống và sử dụng mâm thủy lực (được điều khiển hoàn toàn tự động hoặc tham khảo đồng hồ đo áp suất) để đảm bảo rằng độ ngâm quy định của nhà sản xuất đường ống, mối hàn và áp suất làm mát được áp dụng. Không nên sử dụng các mối nối nút của đường ống DN100 trở lên bằng các phương pháp dựa vào áp lực thủ công thông qua đòn bẩy, bánh cóc hoặc dây đai.

• Sửa chữa và hỗ trợ

1. Hệ thống đường ống và hệ thống gia cố của nó phải thích ứng với tất cả các chuyển động nhiệt có thể xảy ra trong suốt thời gian tồn tại của tòa nhà. Cần đặc biệt cẩn thận khi đường ống đi qua các khe co giãn của tòa nhà. Các lực đẩy trong đường ống do áp lực nước tác động lên các chỗ uốn cong và các phụ kiện khác nên được ngăn chặn trong đường ống và các điểm cố định; thiết kế phải cho phép áp suất cao tạm thời có thể được sử dụng trong quá trình thử nghiệm áp suất. Các cố định và giá đỡ phải được thiết kế dựa trên giả định rằng đường ống chứa đầy nước và phải tính đến tải trọng xảy ra trong quá trình lắp đặt và bảo trì.
2. Cần đặc biệt chú ý đến việc hỗ trợ các ống xả sao cho lực đẩy, chuyển động nhiệt và rung động không được truyền tới các cửa xả.

CHÚ THÍCH: Nếu không làm được điều này, có thể dẫn đến rò rỉ giữa cửa xả và máng xối / màng chắn mái.

1. Cần lắp đặt thanh chắn và neo bên cạnh để ngăn chặn bất kỳ sự xoay chuyển nào của đường ống.
2. Các tác động của sự giãn nở nhiệt cần được tính đến bởi:

• hạn chế đường ống bị di chuyển;
• kết hợp các vòng co giãn trên đường ống nằm ngang (đặc biệt khi đường ống cắt ngang các khe co giãn của tòa nhà); hoặc
• bố trí các giá đỡ để cho phép các đường ống dẫn xuống bị lệch.

• Cách nhiệt / băng nhiệt

Các biện pháp chống ngưng tụ cần được áp dụng khi thích hợp.

Băng nhiệt để ngăn đường ống bị đóng băng trong thời tiết lạnh giá thường không được yêu cầu ở Anh. Tuy nhiên, ở những nơi đặc biệt lạnh, điều này có thể được xem xét để đảm bảo rằng hệ thống vẫn hoạt động tự do.

• Cách âm

Cách nhiệt để hạn chế tiếng ồn nên được xem xét đối với các vị trí nhạy cảm, chẳng hạn như âm thanh của rạp hát, hoặc trong nhà ở hoặc các tòa nhà thương mại.

CHÚ THÍCH: Việc phân tích và thiết kế âm thanh nằm ngoài phạm vi của Tiêu chuẩn Anh này và cần phải thuê chuyên gia âm thanh

• Dung sai

Độ dài tối đa của các ống được lắp đặt (tức là sự chênh lệch giữa đường kính tối thiểu và lớn nhất đo được tại một mặt cắt ngang) không được vượt quá một nửa chiều dày thành ống.

• Thay đổi thiết kế

Hệ thống đã lắp đặt không được khác với bản vẽ thiết kế hoặc có thể được sửa đổi trong suốt thời gian tồn tại của tòa nhà mà các thay đổi không được chuyển đến nhà thiết kế để tính toán lại.

• Sưc khỏe và sự an toàn

Do hệ thống bị hút nên không được tháo các tấm chắn và vách ngăn khi hệ thống đang chạy. Ngoài ra, không có vấn đề sức khỏe và an toàn cụ thể nào liên quan đến hệ thống thoát nước mái siphon ngoài những vấn đề đối với hệ thống thoát nước mái tự chảy.

• Kiểm tra và vận hành

• Kiểm tra

1. 1. 1. 1. Hệ thống phải được kiểm tra mọi lỗi sai có thể nhìn thấy và kiểm tra trước khi lắp đặt bất kỳ lớp cách điện, hộp nối, v.v. nào. Nếu đánh giá rủi ro xác định sự cần thiết của việc kiểm tra vận hành, các đường ống dẫn phải được kiểm tra nội bộ xem có thể bị tắc nghẽn bằng cách sử dụng nội soi hoặc phương pháp thích hợp khác.
         2. Việc kiểm tra cũng cần xác định xem hệ thống được lắp đặt có phù hợp với thiết kế hay không. Bất kỳ sai lệch nào cần được chuyển lại cho nhà thiết kế để đánh giá xem có cần phải sửa chữa hay không.

• Kiểm tra dòng chảy

Không thực tế khi kiểm tra lưu lượng hệ thống thoát nước mái siphon đã lắp đặt trong các điều kiện thiết kế của nó. Do đó, không có thử nghiệm dòng chảy nào khác ngoài việc chứng minh rằng hệ thống là dòng chảy tự do.

• Kiểm tra áp suất dương

1. 1. Hệ thống phải được thử nghiệm (xem 11.3.2 và 11.3.3), từng bộ phận hoặc toàn bộ, để kiểm tra tính toàn vẹn của nó trước các áp suất dương.

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm áp suất âm được coi là không thực tế.

1. Các đường ống dẫn nước mưa bên trong phải được thử bằng nước ở bất kỳ áp suất nào có khả năng được tác động trong đường ống trong trường hợp xảy ra tắc nghẽn.
2. Các ống dẫn nước mưa bên trong phải có khả năng chịu được áp suất không khí không đổi của thước nước 38 mm trong thời gian 3 phút, sau khi cân bằng đã được thiết lập. Bất kỳ sự sụt giảm áp suất nào cũng phải được kiểm tra, tiến hành các công việc khắc phục và kiểm tra lại hệ thống cho đến khi không thấy sụt áp.

CHÚ THÍCH: Nếu muốn, thử nghiệm bổ sung có thể được quy định trong hợp đồng.

• Bàn giao

Ngay trước khi hệ thống được đưa vào hoạt động, nó phải được vệ sinh để loại bỏ bất kỳ mảnh vụn nào có thể xâm nhập vào hệ thống sau khi hoàn thành. Ngoài ra, nếu hệ thống đã được niêm phong để ngăn chặn sự xâm nhập của các mảnh vỡ, tất cả các niêm phong phải được gỡ bỏ ngay lập tức trước khi bàn giao.

CHÚ THÍCH: Hệ thống thoát nước mái thường được lắp đặt và đưa vào sử dụng trước khi hoàn thành việc xây dựng tòa nhà.

• Bảo dưỡng, kiểm tra và vệ sinh

1. 1. Máng xối, ống dẫn nước mưa, cửa xả và lưới điện phải được kiểm tra và vệ sinh kỹ lưỡng mỗi năm một lần, hoặc thường xuyên hơn nếu tòa nhà nằm trong hoặc gần khu công nghiệp hoặc gần cây cối hoặc có thể chịu nhiệt độ quá cao. Tần suất kiểm tra và bảo dưỡng sẽ cần dựa trên kinh nghiệm của địa phương. Các khiếm khuyết cần được khắc phục càng sớm càng tốt sau khi được ghi nhận.

CHÚ THÍCH: Trong năm đầu tiên vận hành, khuyến nghị rằng việc kiểm tra, v.v … nên được thực hiện bốn lần một năm để thiết lập một chế độ bảo dưỡng thích hợp. Chế độ này nên tính đến mùa thu lá rụng và thực tế là lượng mưa lớn có xu hướng xảy ra trong các cơn bão mùa hè.

1. Sau bất kỳ công việc nào trên mái nhà, tất cả các mảnh vụn phải được loại bỏ và làm sạch các cửa xả.
2. Nếu có thể, các giá đỡ và cố định phải được kiểm tra hàng năm, thắt chặt và điều chỉnh khi cần thiết.
3. Tất cả các hoạt động vệ sinh, kiểm tra, công việc, sửa chữa, kiểm tra và bất kỳ thông tin liên quan nào khác phải được lưu vào nhật ký bảo trì.
4. Các vách ngăn không nên được gỡ bỏ ngoại trừ tạm thời để vệ sinh.

• Thông tin được cung cấp

• Bởi người chỉ định

Theo yêu cầu, người chỉ định phải cung cấp cho nhà thiết kế hệ thống thoát nước mái siphon những thông tin sau:

1. vị trí của tòa nhà và chiều cao của tòa nhà phía trên khu dữ liệu, lưu ý đến bất kỳ đặc điểm khí hậu nào;
2. thời gian bão trở lại theo thiết kế yêu cầu, hoặc loại bão và tuổi thọ thiết kế của tòa nhà;
3. sơ đồ mái, chỉ ra các khu vực cần thoát nước;
4. mái che và chiều cao của các đường rò rỉ tiềm ẩn vào tòa nhà;
5. vị trí máng xối và kích thước ban đầu;
6. vị trí cửa xả ưu tiên;
7. các vị trí chảy tràn;
8. các tuyến đường ống thoát nước ưu tiên;
9. nhiệt độ và độ ẩm của các phòng và không gian dự định được sưởi ấm;
10. định mức đêxiben của các phòng và không gian dành cho các hoạt động yên tĩnh (ví dụ như ngủ, phòng nghe, phòng thu) – thường có sẵn trong bảng dữ liệu phòng;
11. mục đích sử dụng của tòa nhà, các phòng và không gian dự định để chứa các vật dụng có giá trị hoặc thiết bị nhạy cảm, vị trí và loại cây hiện có;
12. vị trí và các loại cảnh quan mềm được đề xuất;
13. cấp độ của mái và mặt bằng bên ngoài;
14. bố trí cấu trúc của mái, bao gồm bất kỳ dầm chống đỡ hoặc dầm dưới nào;
15. vị trí xây dựng các khớp chuyển động;
16. độ sâu tối đa cho phép của nước trên mái;
17. chi tiết về kết nối với hệ thống thoát nước công trường;
18. CDM [5] đánh giá rủi ro, nêu bật bất kỳ yếu tố bất thường nào và đề xuất các phương tiện bảo trì tiếp cận trên mái nhà;
19. Bên nào chịu trách nhiệm lắp đặt các cửa xả siphon;
20. Bất kỳ thông tin liên quan khác.

• Bởi người thiết kế / cài đặt hệ thống

Theo yêu cầu, nhà thiết kế hệ thống thoát nước mái bằng siphon cần cung cấp các thông tin sau:

1. xác nhận cường độ mưa thiết kế và hệ số an toàn được sử dụng (xem 6.1.3);
2. sơ đồ bố trí đường ống, bao gồm cả các vị trí cửa xả;
3. xác định hệ thống sơ cấp và thứ cấp;
4. chiều dài và cấp độ đường ống;
5. độ sâu tối đa tính toán của nước trên mái trong cơn bão thiết kế;
6. loại đường ống và phân loại cường độ;
7. vận tốc dòng chảy tối thiểu trong điều kiện thiết kế;
8. hệ số hao hụt cột áp thủy lực dùng trong thiết kế;
9. lượng không khí cuốn vào tối đa được giả định trong thiết kế; 
10. mất cân bằng hao hụt cột áp tối đa giữa các cửa xả;
11. áp suất âm và dương lớn nhất (ở cả kp = 0,15 mm và kp = độ nhám của ống khi mới);
12. thời gian ước tính cho việc mồi hệ thống;
13. thỏa thuận điểm đấu nối với hệ thống thoát nước tại công trường và các thông tin chi tiết;
14. yêu cầu công việc của người xây dựng đối với hạng mục m);
15. CDM [5] đánh giá rủi ro, tuyên bố phương pháp CDM;
16. phương pháp cố định cửa xả vào máng xối / màng chắn mái;
17. phương pháp hỗ trợ và cố định đường ống;
18. yêu cầu công việc của người xây dựng đối với hạng mục q);
19. tải trọng kết cấu do hệ thống siphon áp đặt;
20. phương pháp đối phó với lực lượng bành trướng;
21. chứng chỉ kiểm tra và thử nghiệm;
    

Phụ lục A (cung cấp thông tin)

Nguyên lý hoạt động của hệ thống siphon

• Tổng quát

Phụ lục này mô tả các nguyên tắc thủy lực áp dụng cho thiết kế hệ thống thoát nước mái siphon khi vận hành với dòng chảy toàn phần và 100% nước trong đường ống. Ở tốc độ dòng chảy thấp, các hệ thống siphon hoạt động giống như các hệ thống thông thường trong đó đường ống chảy một phần đầy nước và ở áp suất khí quyển; các phương pháp tính toán cho các điều kiện không siphon được nêu trong BS EN 12056-3. Phụ lục này cũng bao gồm thông tin về các yếu tố có thể gây ra hiện tượng xâm thực trong hệ thống siphon.

• Phương trình Bernoulli

Trong chất lỏng, mối quan hệ giữa những thay đổi về cột áp, vận tốc và độ cao có thể được xác định bằng cách xem xét những thay đổi về động năng và thế năng của chất lưu. Đối với điều kiện dòng chảy ở trạng thái ổn định giữa hai điểm trong chất lưu, phương trình Bernoulli đưa ra:

 

trong đó điểm 1 là ngược dòng của điểm 2.

Phương trình (A. 1) có thể được sử dụng để xác định cột áp suất tĩnh tại bất kỳ điểm nào trong hệ thống siphon với điều kiện là các đường ống chảy ở mức đầy đủ và chất lỏng là đồng nhất và có mật độ không đổi (ví dụ: 100% nước). Phương pháp xác định các giá trị của hao hụt cột áp năng lượng, ∆h, trong ống và phụ tùng được nêu trong A.3 và A.4.

Quy trình sau đây có thể được sử dụng để phân tích một hệ thống siphon trong đó vị trí và kích thước của tất cả các đường ống và phụ kiện đã biết hoặc đã được giả định.

1. Xác định giá trị của tốc độ dòng chảy thiết kế đi vào từng cửa xả của hệ thống từ khu vực thoát nước riêng lẻ, cường độ mưa thiết kế và hệ số an toàn đã chọn (xem 6.1.3).
2. Chia hệ thống đường ống thành một loạt các đoạn thuận tiện được xác định bởi sự thay đổi của đường kính ống, vị trí của phụ kiện đường ống, v.v. Tính tốc độ dòng chảy và vận tốc dòng chảy trong mỗi đoạn ống bằng cách sử dụng thông tin về tốc độ dòng chảy vào tại các cửa xả.
3. Bắt đầu ở cuối hạ lưu của hệ thống (điểm 2) nơi đã biết vận tốc thoát ra, u2 và áp suất tĩnh h2. Nếu hệ thống phóng điện vào một buồng thông hơi, giá trị của h2 phải được lấy bằng với cột áp thủy tĩnh xảy ra nếu buồng được tăng áp đến mức che phủ (xem 6.2). Nếu hệ thống phóng điện tại thời điểm ngắt siphon, h2 phải được lấy bằng 0 (nghĩa là bằng áp suất khí quyển cục bộ); xem 8.10.4 đến 8.10.6.
4. Xác định sự thay đổi về độ cao, ∆z12, trong đoạn thượng lưu đầu tiên của đường ống (đến điểm 2), và tìm hao hụt cột áp tương ứng, ∆h12, từ A.3 và / hoặc A.4.
5. Sử dụng vận tốc đã biết, u1, tại điểm 1 và phương trình (A.1) để tìm cột áp chưa biết, h1 tại điểm này.
6. Lần lượt lặp lại các phép tính đối với từng đoạn ống để tìm giá trị của cột áp tĩnh tại mỗi cửa ra trong hệ thống. Lưu ý rằng ở phía thượng lưu của cửa xả (tức là trong máng xối hoặc mái bằng), vận tốc thấp và có thể được giả định một cách hiệu quả là có giá trị u1 = 0.
7. Nếu giá trị tính toán của h1 ở phía thượng lưu của cửa xả lớn hơn 0, điều này có nghĩa là hệ thống siphon không đủ công suất dòng chảy và sẽ gây ra hiện tượng phụ lưu cục bộ tại điểm đó.
8. Nếu giá trị tính toán của h1 nhỏ hơn 0, điều này ngụ ý rằng hệ thống có một số dung lượng dự trữ. Các giới hạn được đưa ra trong 6.5.2 đối với các giá trị của công suất dự trữ tại các cửa hàng riêng lẻ.
9. Kiểm tra kết quả để đảm bảo rằng các khuyến nghị về cột áp tối thiểu và vận tốc tối thiểu được đưa ra trong 6.3 và 6.4 được đáp ứng tại tất cả các điểm trong hệ thống.

• Phương trình Colebrook-White

Sự hao hụt của cột áp năng lượng ∆hF do ma sát thành trong một đoạn ống dài giữa điểm 1 và điểm 2 trong một hệ thống được tính bởi:

Gradient hao hụt áp lực ma sát, iF, có thể được xác định từ phương trình Colebrook-White [2], đối với đường ống chảy đầy 100% nước có thể được viết dưới dạng:

 

CHÚ THÍCH: Cần phải có một phương pháp nghiệm cụ thể để tìm gradien hao hụt cột áp, iF, từ phương trình (A.3) vì đại lượng này cũng xuất hiện ở phía bên phải của phương trình.

• Hao hụt cột áp ở phụ kiện đường ống

Hao hụt cột áp cục bộ, ∆hL, tại một khớp nối ống có thể được xác định từ:

Các giá trị của hệ số hao hụt cột áp ζ được đưa ra trong các tham chiếu tiêu chuẩn [ví dụ 3, 4] cho các đoạn uốn cong, đoạn nối, bộ giảm và bộ tăng. Giá trị của hệ số tổn hao đối với cửa xả siphon phụ thuộc vào thiết kế cụ thể và cần được xác định bằng cách sử dụng quy trình thử nghiệm nêu trong Phụ lục B.

• Khoang

Khả năng xảy ra xâm thực trong nước chảy có thể được xác định từ giá trị của chỉ số xâm thực, , được định nghĩa là:

trong đó h và u là các giá trị cục bộ của cột áp tĩnh và vận tốc dòng chảy tại điểm đang xét. Áp suất hơi tăng theo nhiệt độ và trong trường hợp nước, giá trị của nó thay đổi từ hvp = 0,12 m ở 10°C đến hvp = 0,57 m ở 35 ° C.

Độ xoáy và độ cong của dòng chảy cục bộ có thể làm giảm áp suất tức thời trong hệ thống siphon xuống dưới các giá trị trung bình được tính bằng công thức (A.1). Nếu áp suất tức thời giảm gần bằng áp suất hơi của chất lỏng, các khoang hơi sẽ được hình thành trong dòng chảy và được đưa xuống hạ lưu. Khi các khoang này đi vào vùng có áp suất cao hơn, chúng có xu hướng sụp đổ đột ngột, tạo ra áp suất tác động cục bộ có thể đủ cao để làm hỏng thành ống và phụ kiện. Lượng nhiễu loạn và độ cong dòng cục bộ do khớp nối hoặc ống nối gây ra càng lớn, thì giá trị của áp suất tĩnh trung bình mà tại đó bắt đầu xâm thực càng cao.

Các phép đo về các điều kiện xảy ra hiện tượng xâm thực với các dạng mối nối không đều hoặc lắp ống khác nhau được sử dụng để xác định các giá trị giới hạn của chỉ số xâm thực. Nếu giá trị của trong phương trình (A.5) tương ứng với các điều kiện dòng chảy nhỏ hơn giá trị giới hạn đối với kiểu lắp hoặc độ bất thường cụ thể đó, thì hiện tượng xâm thực sẽ xảy ra. 

Các đánh giá về dữ liệu thử nghiệm [ví dụ 6, 7] cho thấy rằng hiện tượng xâm thực có khả năng xảy ra tại một điểm trong hệ thống siphon giá trị cục bộ của chỉ số xâm thực nhỏ hơn khoảng = 1,5 – 2,0, tùy thuộc vào hình dạng cụ thể của đường ống phù hợp hoặc kích thước của khớp không đều. Mức độ thiệt hại do xâm thực có xu hướng tăng lên khi giá trị của giảm xuống và cũng phụ thuộc vào vật liệu làm ống và khoảng thời gian xảy ra xâm thực.

Đối với các vật liệu làm đường ống dễ bị hư hỏng do xâm thực (bao gồm hầu hết các kim loại và vật liệu cứng), 6.3 khuyến nghị cột áp suất thiết kế tối thiểu là hmin = (2,5 – Ho) m. Điều này dựa trên chỉ số xâm thực tối thiểu là σ = 1,2 và vận tốc dòng chảy tối đa là u = 6 m/s ở nhiệt độ nước khoảng 25°C. Giá trị của hmin đối với vận tốc cao hơn và áp suất hơi ở nhiệt độ nước khác có thể được tính toán từ:

Đối với các vật liệu làm đường ống có khả năng chống hư hỏng do xâm thực (bao gồm một số loại nhựa như polyetylen và một số loại thép không gỉ), 6.3 khuyến nghị cột áp suất thiết kế tối thiểu là hmin = (1,5 – Ho) m m. Điều này dựa trên chỉ số xâm thực tối thiểu là σ = 0,6 và vận tốc dòng chảy lớn nhất là u = 6 m/s ở nhiệt độ nước khoảng 25°C. Giá trị của hmin đối với vận tốc lớn hơn và áp suất hơi ở nhiệt độ nước khác có thể được tính từ:

 

Phụ lục B (quy chuẩn)

Kiểm tra các cửa xả siphon

CHÚ THÍCH: Phụ lục này thay thế hướng dẫn được đưa ra trong BS EN 12056-3: 2000, Phụ lục Quốc gia NF, dự kiến ​​sẽ được rút lại bằng cách sửa đổi khi xuất bản Tiêu chuẩn Anh này.

• Tổng quát

Phụ lục này đưa ra các phương pháp thử nghiệm để xác định các đường cong định mức lưu lượng và hệ số hao hụt cột áp đối với các cửa xả siphon.

Các thử nghiệm được mô tả là thích hợp cho các cửa xả được lắp đặt trong máng xối hoặc mái bằng và được sử dụng làm đầu vào cho hệ thống đường ống được thiết kế để hoạt động theo phương pháp siphon. Các bài kiểm tra có ba mục đích:

1. để xác định mối quan hệ giữa tốc độ dòng chảy vào cửa xả và độ sâu của nước trong máng xối hoặc trên mái bằng ở lối tiếp cận cửa xả;
2. để kiểm tra hiệu quả của cửa xả trong việc ngăn không khí xâm nhập và tốc độ phản ứng với những thay đổi của tốc độ dòng chảy;
3. để xác định hệ số hao hụt cột áp đối với cửa xả để sử dụng trong thiết kế thủy lực của hệ thống siphon trong đó các cửa xả đó được lắp đặt.

Đường cong định mức của cửa xả phụ thuộc vào thiết kế của cửa xả và điều kiện dòng chảy tiếp cận cửa xả. Đối với một tốc độ dòng chảy nhất định, độ sâu trong máng xối lớn hơn trên mái bằng và có xu hướng tăng lên khi chiều rộng của máng xối giảm. Do đó, bố trí được thử nghiệm trong B.2 phải bao gồm các điều kiện quan trọng nhất mà cửa xả sẽ được lắp đặt. Các quy trình thử nghiệm không bao gồm hiệu suất và khả năng lưu lượng của hệ thống ống siphon; điều này thay đổi giữa các hệ thống tùy thuộc vào hình học cụ thể và đặc điểm đường ống của mỗi thiết kế.

• Phương pháp thử để xác định đường cong định mức của cửa xả

1. Lắp đặt trung tâm cửa xả trong bể chứa một phần sàn nằm ngang ngang với miệng của cửa xả và không lệch khỏi phương ngang quá ± 5 mm. Tổng diện tích mặt nước trong bể thử nghiệm phải từ 3 m2 đến 10 m2.
2. Đối với các điều kiện mô phỏng trên mái bằng, sàn nằm ngang phải là hình vuông hoặc hình tròn, với kích thước tổng thể không nhỏ hơn 1,75 m. Đối với sàn hình tròn, dòng chảy phải được dẫn đều quanh chu vi; đối với sàn hình vuông, dòng chảy phải được đưa vào thông suốt ở hai phía đối diện hoặc xung quanh cả bốn phía.
3. Để mô phỏng các điều kiện trong máng xối, sàn nằm ngang phải là hình chữ nhật hoặc hình vuông, với chiều rộng của dòng chảy bị hạn chế để thể hiện hình dạng mặt cắt ngang cần thiết của máng xối. Chiều dài tổng thể của sàn song song với đường tâm của máng xối không được nhỏ hơn 1,75 m. Cần cung cấp các phương tiện để đưa dòng chảy thông suốt ở một hoặc cả hai đầu của máng xối. Khi thử nghiệm với dòng chảy từ một hướng, khoảng cách nằm ngang giữa tâm của cửa xả và đầu thẳng đứng của máng xối phải bằng đường kính của lưới lọc bên ngoài.
4. Cửa xả phải được kết nối với một ống xả có phần thẳng đứng và phần nằm ngang có chiều dài tối thiểu là 2 m. Ống xả phải trong suốt để quan sát điều kiện dòng chảy và không khí bị cuốn vào, và phần thẳng đứng bên dưới mối nối của nó với cửa xả phải có đường kính danh nghĩa không đổi. Phần ống thẳng đứng trong ống xả phải có đường kính lớn nhất (và độ sụt thẳng đứng nhỏ nhất tương ứng) sẽ được sử dụng với loại cửa xả này trong lắp đặt tại công trường. (Nếu giá trị nhỏ hơn của độ sụt tối thiểu được sử dụng khi cửa xả được nối với một đường ống thẳng đứng có đường kính nhỏ hơn thì phải kiểm tra riêng tổ hợp này trong điều kiện dòng chảy không ổn định theo B.2.8.)
5. Ống xả phải được nối với một ống thoát nước thẳng đứng để xả vào thùng mở. Đường kính của ống thoát nước không được nhỏ hơn 75% đường kính của ống lớn nhất trong ống xả. Kích thước và chiều dài của đường ống dẫn xuống phải được chọn để cho phép cửa xả xả tốc độ dòng chảy tối đa mà cửa xả sẽ được sử dụng. Tất cả các khớp nối trong hệ thống phải kín khí. Nếu thích hợp, một van có thể được lắp đặt gần đầu cuối hạ lưu của hệ thống để hệ thống đường ống có thể được bố trí để chảy đầy ở tất cả các tốc độ xả. 
6. Các thử nghiệm lưu lượng ổn định phải được thực hiện với tối thiểu năm tốc độ phóng điện trong phạm vi điều kiện vận hành yêu cầu. Tổng tốc độ dòng chảy phải được đo với độ chính xác ± 2%. Độ sâu của nước phải được đo với độ chính xác ± 1 mm tại ít nhất hai điểm nằm cách miệng cửa xả (150 ± 5) mm (150 ± 5) mm. Khi kiểm tra cấu hình mái bằng, các điểm đo phải nằm ở phía đối diện của cửa xả. Khi kiểm tra cấu hình máng xối, các điểm đo phải nằm trên đường tâm của máng xối và ở các phía đối diện của cửa xả. Tại mỗi giá trị của tốc độ dòng chảy yêu cầu đối với đường cong đánh giá, thử nghiệm phải được tiếp tục cho đến khi mực nước trong bể thử nghiệm trở nên không đổi; nếu mực nước dao động theo thời gian, độ sâu lớn nhất xảy ra nên được sử dụng cho đường cong đánh giá. Đối với cửa hàng trong máng xối. Đối với những cửa xả nằm ở máng xối, nên có các đường cong định mức riêng dành cho dòng chả từ hai hướng và từ một hướng (xem B.2.3).
7. Trong mỗi thử nghiệm lưu lượng, cần quan sát bất kỳ sự xoáy nào của dòng chảy ở cửa xả và bất kỳ xu hướng nào đối với không khí được hút vào đường ống.
8. Phải thực hiện thử nghiệm không ổn định trên mỗi cấu hình bằng cách tăng tốc độ dòng chảy từ 0 đến giá trị lớn nhất của đường cong thông số trong khoảng thời gian 15 s. Tốc độ dòng chảy sau đó phải được giữ không đổi ở giá trị lớn nhất trong 5 min. Độ sâu mực nước lớn nhất xuất hiện trong quá trình thử nghiệm phải được ghi lại với độ chính xác đến ± 1 mm. Lượng lớn nhất mà độ sâu nước vượt quá giá trị trạng thái ổn định tương ứng thu được từ B.2.6 không được lớn hơn:

• Phương pháp thử để xác định hệ số hao hụt của cửa xả

1. Các phép thử để xác định hệ số hao hụt cột áp của cửa xả siphon phải được thực hiện trong bể phù hợp với các khuyến nghị về kích thước nêu trong B.2.1 và B.2.2.
2. Cửa xả phải được kết nối với một đường ống thoát nước thẳng đứng có đường kính không đổi với chiều dài tối thiểu là 3 m và đường kính trong không chênh lệch với đường kính của cửa xả quá ± 2 mm. Để cho phép đánh giá đáng tin cậy tốc độ dòng chảy tại đó đạt được điều kiện dòng chảy đầy lỗ khoan, đường ống dẫn xuống phải bao gồm một phần trong suốt có chiều dài không nhỏ hơn 1 m. Hai hoặc nhiều áp kế phải được kết nối với đường ống dẫn xuống để xác định hao hụt cột áp liên quan đến cửa xả. Piezometer trên cùng phải có đường kính tối thiểu bằng mười đường kính ống bên trong bên dưới mối nối giữa cửa xả và đường ống xuống. Thiết bị đo đường dưới cùng phải có khoảng cách tối thiểu là mười đường kính ống bên trong bên dưới đường kính áp trên cùng và đoạn ống giữa chúng không được có mối nối. Áp kế phải được hiệu chuẩn và có khả năng đo áp suất bên trong đường ống dẫn xuống với độ chính xác ± 2,5 mm cột nước hoặc cao hơn. Khoảng cách thẳng đứng giữa áp kế đáy và điểm xả không được nhỏ hơn 0,5 m. Đường ống dẫn xuống phải xả tự do vào không khí và không bị hạn chế tại bất kỳ điểm nào bởi van, chỗ uốn cong hoặc thiết bị khác.
3. Ở tốc độ dòng chảy được sử dụng để xác định hệ số hao hụt cột áp của nó, cửa xả siphon phải có khả năng tạo ra điều kiện dòng chảy đầy đủ trên toàn bộ chiều dài của đường ống dẫn xuống, mà không có bất kỳ hạn chế nào tại điểm xả. Tốc độ dòng chảy được sử dụng không được vượt quá giá trị lớn nhất trong đường cong thông số của cửa xả được xác định theo B.2.
4. Áp suất trong đường ống thoát nước phải được đo bằng áp kế ở một hoặc nhiều tốc độ dòng chảy. Giá trị độ nhám, kp, của đường ống phải được tính theo phương trình Colebrook-White (xem Phụ lục A) bằng cách sử dụng chênh lệch áp suất giữa các áp kế và tính đến chiều cao thẳng đứng giữa chúng. Nếu giá trị tính toán của kp khác biệt đáng kể với dữ liệu đã công bố cho loại ống đang được sử dụng, thì phải kiểm tra áp kế và lặp lại thử nghiệm cho đến khi đạt được kết quả phù hợp. Giá trị của kp sau đó sẽ được sử dụng để tính toán hao hụt áp lực ma sát, ∆hF, trên tổng chiều dài của đường ống thoát nước. Hao hụt cột áp, ∆ho, do cửa xả được xác định từ:

Hệ số hao hụt không thứ nguyên, ζo, của cửa xả được tính bởi:

Phụ lục C (cung cấp thông tin)

Quy trình kiểm tra đơn giản cho hệ thống siphon

• Tổng quát

Phụ lục này mô tả một quy trình có thể được tuân theo để kiểm tra gần đúng khả năng lưu lượng của hệ thống siphon hiện có hoặc của một thiết kế được đề xuất.

• Quy trình tính toán

1. Xác định giá trị của cường độ mưa, r, được sử dụng để thiết kế hệ thống siphon, và nếu cần so sánh với các khuyến nghị trong BS EN 12056-3: 2000, Phụ lục Quốc gia NB.
2. Tính diện tích lưu vực hiệu quả, A, thoát nước đến mỗi cửa xả của hệ thống bằng cách sử dụng các khuyến nghị trong BS EN 12056-3: 2000.
3. Tính toán tốc độ dòng chảy thiết kế, Qo, (xem 6.1.3) đi vào mỗi cửa xả:

1. Xác định từ bản vẽ hoặc dữ liệu khảo sát, HA cho trước, tác động lên hệ thống siphon (xem 6.2).
2. Chuẩn bị một bản phác thảo của đường ống chạy từ cửa xả ngược dòng nhất của hệ thống đến điểm xả, và xác định các phần có đường kính ống bên trong khác nhau, và chiều dài tương ứng của chúng, Lp. Sử dụng các giá trị của Qo nhập từ mỗi cửa xả để tìm tốc độ dòng chảy, Qp, trong mỗi đoạn ống được xác định trong bản phác thảo.
3. Tính toán gradient hao hụt áp lực ma sát, iF, trong mỗi đoạn ống bằng phương trình Colebrook-White với giá trị độ nhám là kp = 0,15 mm. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng phương trình (A.3) hoặc các bảng hoặc biểu đồ thích hợp [2]. Tính hao hụt áp lực ma sát, ∆hF, trong mỗi chiều dài ống từ phương trình (A.2).
4. Cộng các giá trị ∆hF với nhau cho tất cả các đoạn ống đang chạy để tìm tổng tổn thất ma sát, HTF.
5. Để tạo ra một khoản dự phòng gần đúng cho hao hụt cột áp bổ sung do các phụ kiện đường ống trong quá trình chạy, giả sử rằng tổng hao hụt cột áp, HT, được tính bởi:

1. vận tốc dòng chảy, u, trong đoạn cuối cùng của ống siphon tại điểm xả ra khỏi hệ thống. Tính áp suất vận tốc tương ứng, Hv, từ:

 

1. Áp suất cho trước, HA, cho hệ thống có thể đủ cho tốc độ thiết kế yêu cầu của dòng chảy nếu:

 

1. Nếu phần áp suất cho trước dường như không đủ, thì việc kiểm tra chi tiết hơn về thiết kế là cần thiết.
2. Áp suất tối thiểu xảy ra trong hệ thống có thể được kiểm tra gần đúng bằng cách tính tổng hao hụt áp lực ma sát, HP, trong đoạn ống giữa điểm xả ra khỏi hệ thống và đỉnh của đường ống xuống thẳng đứng. Nếu môi của các cửa xả siphon ở độ cao, ZP, trên đỉnh của đường ống dẫn xuống thẳng đứng, cột áp tối thiểu, hM, trong hệ thống có thể được ước tính là:

1. Nếu giá trị của hM thấp hơn (tức là âm hơn) so với – 7,8 m áp suất nước (so với áp suất khí quyển), thì có thể có nguy cơ xâm thực và cần phải kiểm tra chi tiết hơn thiết kế.

 

Danh mục tham khảo

[1] MAY, R.W.P. Tiêu chí thiết kế cho hệ thống thoát nước mái siphon. Báo cáo SR 654. Wallingford, Anh: HR Wallingford, 2004.

1. BARR, D.I.H., và HR Wallingford. Các bảng thiết kế thủy lực của đường ống, cống rãnh và kênh – Tập 1. Phiên bản thứ bảy. Luân Đôn: Thomas Telford, 1998.
2. IDELCHIK, I.E. Sổ tay về lực cản thủy lực. Washington: Hemisphere Publishing Corporation, 1986. (Phân phối bên ngoài Bắc Mỹ: Springer-Verlag, Berlin.)
3. MILLER, D.S. Hệ thống dòng chảy bên trong. Phiên bản thứ hai. Cranfleld, Anh: BHR Group, 1990.
4. ANH QUỐC. Quy định Xây dựng (Thiết kế và Quản lý) 1994. London: HMSO. Văn bản luật 1994 Không? 3140.
5. MAY, R.W.P. Khoang trong kết cấu thủy lực – Sự xuất hiện và cách phòng tránh. Báo cáo SR 79. Wallingford, Anh:

         HR Wallingford, 1987.

1. KNAPP, R.T., DAILY J.W. và HAMMITT F.G. Khoang. New York: McGraw-Hill Book Co., 1970.

Đọc thêm

ARTHUR, S. và SWAFFIELD, J.A. Phân tích hệ thống thoát nước mái Siphon sử dụng lý thuyết dòng chảy không ổn định. Xây dựng và môi trường, 2001, Vol. 36, trang 939-948.

ARTHUR, S. và SWAFFIELD, J.A. Hệ thống thoát nước mái Siphon: hiện đại. Nước đô thị, 2001, Vol. 3, số 1, trang 43-52.

BRAMHALL, M.A. và SAUL, A.J. Hiệu suất thủy lực của các cửa xả nước mưa syphonic. Sydney, Australia: Hội nghị quốc tế lần thứ 8 về thoát nước bão đô thị, 1999, Vol. 2, trang 786-792.

HANSLIN, R. Hệ thống thoát nước mái Siphon. CIB W62, Hội thảo năm 1993.

MAY, R.W.P. và ESCARAMEIA, M. Hiệu suất của hệ thống thoát nước kép các máng xối trên mái nhà. Báo cáo SR 463. Wallingford, Anh: HR Wallingford, 1996.

SWAFFIELD, J.A., ARTHUR, S. và MAY, R.W.P. Mồi hệ thống thoát nước mái siphon. CIB W62, Rotterdam: Kỷ yếu cấp thoát nước cho các tòa nhà, 1998.

WEARING, M.J., BAKER, R., SHUTTLEWORTH, A.B. và BARDOT, J. Chảy vào cấu trúc hộp nhựa mô-đun từ hệ thống thoát nước siphon và dòng chảy cao khác. Đại học Coventry: Kỷ yếu Hội nghị quốc tế lần thứ ba về thoát nước bền vững, 2005.

WRIGHT, G.B., SWAFHELD, J.A. và ARTHUR, S. Các đặc tính hoạt động của hệ thống thoát nước mái siphon nhiều cửa xả. Nghiên cứu và công nghệ kỹ thuật dịch vụ xây dựng, 2002, Vol. 23, số 3, trang 127-141.

BSI – Tổ chức Tiêu chuẩn Anh

BSI là cơ quan quốc gia độc lập chịu trách nhiệm chuẩn bị các Tiêu chuẩn của Anh. Tiêu chuẩn trình bày quan điểm của Vương quốc Anh về các tiêu chuẩn ở Châu Âu và ở cấp độ quốc tế. Tiêu chuẩn được kết hợp bởi Hiến chương Hoàng gia.

Bản sửa đổi

Các tiêu chuẩn của Anh được cập nhật bằng cách sửa đổi hoặc bổ sung. Người sử dụng Tiêu chuẩn Anh phải đảm bảo rằng họ có các sửa đổi hoặc phiên bản mới nhất.

Mục tiêu không ngừng của BSI là nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ của chúng tôi. Chúng tôi sẽ rất biết ơn nếu bất kỳ ai phát hiện ra sự không chính xác hoặc không rõ ràng trong khi sử dụng Tiêu chuẩn Anh này sẽ thông báo cho Thư ký của ủy ban kỹ thuật chịu trách nhiệm, danh tính của họ có thể được tìm thấy ở trang bìa bên trong.

Điện thoại: +44 (0) 20 8996 9000. Fax: +44 (0) 20 8996 7400.

BSI cung cấp cho các thành viên một dịch vụ cập nhật cá nhân được gọi là PLUS đảm bảo rằng người đăng ký sẽ tự động nhận được các phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn.

Tiêu chuẩn mua

Đơn đặt hàng cho tất cả BSI, các ấn phẩm tiêu chuẩn quốc tế và nước ngoài phải được gửi đến Dịch vụ Khách hàng. ĐT: +44 (0) 20 8996 9001.

Fax: +44 (0) 20 8996 7001. Email:order@bsi-global.com. Các tiêu chuẩn cũng có sẵn từ trang web của BSI tạihttp://www.bsi-global.com.

Để đáp ứng các đơn đặt hàng về tiêu chuẩn quốc tế, BSI có chính sách cung cấp việc thực hiện BSI của những tiêu chuẩn đã được công bố là Tiêu chuẩn Anh, trừ khi có yêu cầu khác.

Thông tin về tiêu chuẩn

BSI cung cấp nhiều thông tin về các tiêu chuẩn quốc gia, châu Âu và quốc tế thông qua Thư viện và Dịch vụ Trợ giúp Kỹ thuật cho các Nhà xuất khẩu. Các dịch vụ thông tin điện tử khác nhau của BSI cũng có sẵn cung cấp thông tin chi tiết về tất cả các sản phẩm và dịch vụ của nó. Liên hệ với Trung tâm Thông tin. ĐT: +44 (0) 20 8996 7111. Fax: +44 (0) 20 8996 7048. Email:info@bsi-global.com.

Các thành viên đăng ký của BSI được cập nhật các phát triển tiêu chuẩn và nhận được chiết khấu đáng kể trên giá mua các tiêu chuẩn. Để biết chi tiết về những lợi ích này và các lợi ích khác, hãy liên hệ với Ban quản trị thành viên. ĐT: +44 (0) 20 8996 7002. Fax: +44 (0) 20 8996 7001. Email:member@bsi-global.com.

Thông tin liên quan đến việc truy cập trực tuyến vào các Tiêu chuẩn của Anh qua Trực tuyến Tiêu chuẩn Anh có thể được tìm thấy tạihttp://www.bsi-global.com/bsonline.

Thông tin thêm về BSI có sẵn trên trang web của BSI tạihttp://www.bsi-global.com.

Bản quyền

Bản quyền tồn tại trong tất cả các ấn phẩm của BSI. BSI cũng giữ bản quyền, tại Vương quốc Anh, các ấn phẩm của các cơ quan tiêu chuẩn hóa quốc tế. Trừ khi được cho phép theo Đạo luật Bản quyền, Kiểu dáng và Bằng sáng chế năm 1988, không được phép sao chép, lưu trữ trong hệ thống truy xuất hoặc truyền tải dưới bất kỳ hình thức nào hoặc bằng bất kỳ phương tiện nào – điện tử, sao chụp, ghi âm hoặc bằng cách khác – mà không có sự cho phép trước bằng văn bản của BSI. Điều này không loại trừ việc sử dụng miễn phí, trong quá trình thực hiện tiêu chuẩn, các chi tiết cần thiết như ký hiệu, và kích thước, loại hoặc cấp. Nếu những chi tiết này được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác ngoài việc thực hiện thì phải được sự cho phép trước bằng văn bản của BSI.

Bạn có thể lấy thông tin chi tiết và lời khuyên từ Người quản lý bản quyền & cấp phép. Điện thoại: +44 (0) 20 8996 7070. Fax: +44 (0) 20 8996 7553. 

E-mail:copyright@bsi-global.com.