一、HDPE 管核心特性及在虹吸系统中的适配性

　　材料本质优势

　　HDPE(高密度聚乙烯)管具备优异的化学稳定性，耐酸碱腐蚀(pH 值 1-14 范围内稳定)，可抵御雨水携带的灰尘、污染物侵蚀，无需额外防腐处理;冲击强度达 20kJ/m² 以上(23℃环境)，低温下(-40℃)仍保持柔韧性，避免冬季冻裂;密度仅 0.94-0.96g/cm³，约为钢管的 1/8，大幅降低屋面及吊顶荷载(每米 DN160 HDPE 管重量仅 6.8kg，较同规格不锈钢管轻 60%)。

　　虹吸系统适配特性

　　内壁光滑(粗糙系数 λ=0.009-0.011)，远低于钢管(λ=0.012-0.015)，减少水流阻力，适配虹吸系统 2-5m/s 的高速满管流;

　　可实现热熔焊接(焊接温度 190-210℃)，接口强度达管材本体强度的 90% 以上，杜绝虹吸负压工况下的渗漏风险;

　　柔韧性强(弯曲半径≥20 倍管径)，可适应屋面结构微小变形，避免刚性管道因结构沉降导致的破裂。

　　二、HDPE 管虹吸雨水收集系统组成

　　HDPE 虹吸雨水收集系统的核心组件包括 HDPE 虹吸雨水斗、主管与支管、HDPE 管件、热熔焊机及伸缩节。其中，HDPE 虹吸雨水斗采用高密度聚乙烯搭配 304 不锈钢格栅制成，排水能力可达 10-45L/s，空气夹带率≤1%，主要作用是防涡流收集雨水，减少空气进入管道，保障系统满管流状态稳定;主管与支管均为 HDPE 管，环刚度需满足 SN8 或 SN12.5 等级，管径范围为 DN50-DN315，壁厚需符合 GB/T 13663.2 标准要求，功能是输送雨水，同时能承受 - 0.03 至 - 0.08MPa 的负压，适配虹吸系统工作压力需求;HDPE 管件采用与管材同材质的注塑成型工艺制造，弯头曲率半径≥3 倍管径，三通选用斜三通形式，可有效减少局部水头损失，保证水流在管道内稳定流动;热熔焊机分为全自动和半自动两种类型，焊接压力控制在 0.15-0.3MPa 之间，加热时间需根据管径大小确定，其核心功能是实现管道无缝连接，确保接口密封性，避免负压下渗漏;伸缩节同样为 HDPE 材质，伸缩量可达 ±50mm，适配温度范围为 - 20℃至 60℃，主要用于补偿管道因温度变化产生的热胀冷缩，避免结构应力对管道造成损坏。

　　三、系统设计关键要点

　　环刚度选型

　　屋面明敷管道：选用 SN8(环刚度≥8kN/m²)，适配屋面荷载要求;

　　地下埋设管道：选用 SN12.5(环刚度≥12.5kN/m²)，抵御土壤压力及车辆荷载(如车库顶板上方敷设)。

　　温度补偿设计

　　HDPE 管线膨胀系数为 18×10⁻⁵/℃，需按环境温差计算伸缩量：

　　伸缩量 ΔL=α×L×ΔT(α=18×10⁻⁵/℃，L 为管道长度，ΔT 为最大温差);

　　当 ΔL>30mm 时，需设置伸缩节，水平管伸缩节间距≤15m，立管伸缩节间距≤6m。

　　水力计算优化

　　利用 HDPE 管内壁光滑优势，采用海澄 - 威廉公式计算水头损失：

　　hf=10.69×Q¹・⁸⁵²×L×C⁻¹・⁸⁵²×D⁻⁴・⁸⁷⁰⁴(C 取 150-160，Q 为流量，L 为管长，D 为管径)，确保系统在满管流状态下负压值≤-0.08MPa。

　　特殊场景适配

　　露天屋面：管道外需包裹 30mm 厚聚氨酯保温层 + 铝箔保护层，防止紫外线老化(HDPE 管紫外线照射 5000h 后强度下降≤10%);

　　地下车库顶板：管道需设置抗压支架(间距≤2m)，避免顶板沉降挤压管道。

　　四、施工与维护规范

　　施工核心流程

　　管材预处理：切割端面需平整，偏差≤1°，去除端口毛刺;

　　热熔焊接：采用 “三步法”(加热 - 切换 - 对接)，加热时间按管径确定(如 DN110 管加热时间 20s)，对接压力保持 0.2MPa，冷却时间≥30min;

　　系统测试：先进行水压试验(0.1MPa 保压 1h 无渗漏)，再进行虹吸性能测试(模拟 30 年一遇暴雨，排水速度需达设计值的 95% 以上)。

　　维护要点

　　日常检查：每季度清理雨水斗格栅，每年检测伸缩节密封性能;

　　管道疏通：采用高压水射流(压力 10-15MPa)清洗管道内壁，避免生物黏泥附着(HDPE 管内壁不易结垢，清洗周期可延长至 2-3 年);

　　老化评估：露天管道每 5 年进行红外检测，评估壁厚变化(允许最大壁厚损失≤10%)。