建筑给排水工程之第六章x 45页

建筑雨水排水系统设计程序：1.根据设计对象及对象所处的条件，经济技术比较选择排水系统2.边水力计算边布管。根据所采用的系统不同该步流程不同，主要分成三种公共参数计算排水系统、系统间的等价关系、系统的选用普通外排水、天沟外排水及虹吸式排水系统\n6.1建筑雨水排水系统分类与组成6.2雨水内排水系统中水气流动的物理现象6.3雨水排水系统的水力计算\n屋面雨水系统外排水系统内排水系统檐沟外排水天沟外排水\n檐沟外排水雨水斗承雨斗檐沟立管\n天沟外排水天沟溢流口山墙检查井剖面雨水斗\n天沟外排水天沟检查井雨水斗沉降缝平面图立管\n屋面雨水系统外排水系统内排水系统根据系统是否与大气相通分为密闭系统敞开系统根据立管连接雨水斗的个数分为单斗系统多斗系统按雨水管中水流的设计流态可分为重力无压流雨水系统重力半有压流雨水系统压力流雨水系统（虹吸式雨水系统）\n屋面雨水系统多斗系统单斗系统条件允许时，应尽量采用，以充分发挥管道的排水能力重力无压流和重力半有压流状态下，由于相互干扰，多斗系统中每个雨水斗的泄流量小于单斗系统\n屋面雨水系统密闭式系统敞开式系统非满流的重力排水，有自由水面，普通检查井连接埋地管，可接纳生产废水，暴雨时可能冒水满流的压力排水用密闭三通连接埋地管，不能接入生产废水，不会冒水\n雨水斗连接管悬吊管立管排出管检查井埋地管半有压流雨水系统组成\n雨水斗连接管悬吊管立管排出管检查井有压流（虹吸）雨水系统组成\n排水系统间的等价关系：1.敞开式=重力无压流=堰流斗，选用平箅雨水斗；2.密闭式=压力流=虹吸式，选用虹吸式雨水斗；3.重力半有压流=87雨水斗系统=选用65、79及87式雨水斗，一般选用87式；排水设备\n排水系统的选择：1.安全性—外排水＞内排水，密闭式＞敞开式；2.经济性—虹吸式＞87式＞堰流式；结合设计对象及环境、成本综合选择排水系统\n雨水斗　　雨水斗是整个雨水管道系统的进水口；对进水具有整流、导流作用；同时具有拦截粗大杂质的作用。　　常用重力流雨水斗有65型、79型、87型等.虹吸式雨水斗\n整流罩下沉式雨水斗进水格栅出水管虹吸式雨水斗\n敞开式检查井135º室内密闭检查井检查口\n屋面雨水排水管道的管材重力流、半有压流系统有压流系统多层建筑排水塑料管如UPVC等承压排水塑料管如HDPE、机制柔性排水铸铁管、钢塑复合管高层建筑承压排水塑料管如HDPE、机制柔性排水铸铁管、钢塑复合管\n1单斗雨水系统泄流状态的三个阶段：1)初始阶段（0≤t＜tA，α＜1/3）雨水斗前水深浅，掺气量逐渐增加至tA时达到最大值，系统泄流量小，管内气流通畅，压力稳定，雨水靠重力流动，是水气两相重力无压流。2)过渡阶段（tA≤t＜tB,,1/3≤α＜1）雨水斗前水深增加，掺气量逐渐减小至tB时为零，系统泄流量较大，管内气流不通畅，压力不稳定，变化大，雨水靠重力和负压抽吸流动，是水－气两相重力半有压流。3)饱和阶段（t≥tB,,α＝1）雨水斗完全淹没，不掺气，管内满流，雨水系统泄流量达到最大，雨水主要靠负压抽吸流动，是水单相压力流。\nhQQttBtAABQ—泄流量；h　—斗前水深t　—时间2单斗泄水过程曲线\nQQkP2单斗泄水过程曲线Q—泄流量；k　—掺气量比；P　—管内负压。\n1.初始阶段和过渡阶段水流状态与单斗系统相同，但一根悬吊管上不同位置的各雨水斗相互干扰。结论：1）距离立管越远的雨水斗，泄流量越小，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。2）重力半有压流多斗系统，一根悬吊管连接的雨水斗不宜过大，斗间距不宜过大，雨水斗应尽量靠近立管。\n2.饱和阶段每个雨水斗均被淹没，系统内不掺气，为水单相流，悬吊管和立管上部负压值达到最大，抽吸作用大。下游雨水斗的泄流对上游雨水斗排水的干扰很小，各斗的泄流量相差不多。系统水流速度大，泄流量远大于初始和过渡阶段的重力流和重力半有压流。\n1.雨水量计算公式——屋面雨水设计流量，L/s;——屋面设计汇水面积，m2；——当地降雨历时5min时的暴雨强度,L/（s•104m2）；——当地降雨历时5min时的小时降雨厚度,mm/h;——径流系数。屋面取0.9。QFq5h5ψ或6.3.1.1　系统公共参数计算\n设计5分钟暴雨强度q5参数A1、C、b、n可查当地水文手册或城市排水工程设计手册。P:一般性建筑物取2～5a，重要公建不小于10a，工业根据下表确定。\n工业企业特征P(年)1　　生产工业因素生产和机械设备不会因水受损害生产可能因水受损害，但机械设备不会因水受损害生产不会因水受影响，但机械设备可能因水受损害生产和机械均可能因水受损害0.51.01.52.02　　土建因素房屋最低层地板标高低于室外地面标高天窗玻璃位于天沟之上低于10cm屋顶各方面被房屋高出部分包围，妨碍雨水流动0.50.50.5\n屋面汇水面积F(m2)屋面汇水面积应按照水平投影面积计算。高出屋面的侧墙，应附加其最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积进行计算。图中屋面2汇水面积应为…？\n2.　雨水斗泄流量重力流状态下，雨水斗的排水状况是自由堰流，通过雨水斗的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关，可按环形溢流堰公式计算：半有压流和压力流状态下，排水管道内产生负压抽吸，通过雨水斗的泄流量为：\n雨水斗形式管径（mm）5075100150200虹吸式61225单斗系统（87式）8163252多斗系统（87式）6122640堰流式斗按生产厂家的资料确定各类雨水斗的最大泄流量可按下表选取。\n3.　重力流及半有压流雨水横管计算v——管内流速，0.75～1.8m/s；R——水力半径，悬吊管充满度0.8，埋地管为满流；n——管道粗糙系数，塑料管0.01，铸铁管0.014；I——水力坡度,金属管不小于0.01，塑料管不小于0.005；\n3.　重力流及半有压流雨水横管计算横管水力坡度计算公式：\n4.　重力流及半有压流雨水立管计算1）.　重力流雨水立管最大允许流量见附录6.42）.　重力半有压流雨水立管最大允许泄流量管径（mm）75100150200250300排水流量（L/S）多层建筑10194275135220高层建筑12255590155240\n1）管道沿程阻力计算公式管道沿程水头损失一般按Hazen-Williams公式计算。5.虹吸雨水系统水力计算公式（6.3.11）\n2）管道局部阻力计算公式5.虹吸雨水系统水力计算公式（6.3.12）3）系统某断面处管内压力（6.3.16）\n1）最小流速：悬吊管取1m/s，立管取2.2m/s，立管管径允许小于悬吊管末端管径；最大流速：6～10m/s，排出管小于1.8m/s。5.虹吸雨水系统水力计算的规定\n5.虹吸雨水系统水力计算的规定2）系统总水头损失与流出水头之和，不得大于雨水斗顶面与系统排出口的几何高差。\n3）各节点上游不同支路的计算水头损失差，在管径≤DN75时不大于10kPa，在管径≥DN100时，不大于5KPa。5.虹吸雨水系统水力计算的规定4）系统中最大负压绝对值应小于80kpa（金属管）或70kpa（塑料管）。\n6.溢流口计算（6.3.18）bh溢流孔\n管径（mm）75100125150200最大设计泄流量（L/s）919294275雨水立管最大设计泄流量根据屋面坡度和建筑立面要求，按经验布管，立管间距8～12m或DN100雨水立管服务面积100～150m2计算每根立管的汇水面积求每根立管的泄水量按堰流斗式雨水系统查附录6.4确定立管管径计算步骤6.3.1.2　普通外排水设计计算\n屋面天沟为明渠排水时，天沟水流流速可按明渠均流公式计算：——天沟水流速度；——水力半径；——天沟坡度；——天沟粗糙系数与天沟材料及施工情况有关；（见下页表格数据）vRIn6.3.1.3　天沟外排水设计计算或\n天沟壁面材料n水泥砂浆光滑抹面0.011普通水泥砂浆抹面0.012-0.013无抹面0.014-0.017喷浆护面0.016-0.021不整齐表面0.020豆砂沥青玛地脂表面0.025各种抹面天沟n值总目录本章总目录\n天沟的设计一般有两种情况：（1）土建专业已确定天沟形式和断面尺寸，需校核天沟排水能力能否满足排水要求或暴雨重现期的要求设计步骤：①确定屋面分水线，计算汇水面积②计算天沟过水断面积ω、流速v及天沟允许通过流量Q允③根据规范要求，确定设计重现期，计算5min暴雨强度④计算标准重现期下相应汇水面积上的雨水量Qy⑤比较Q允与Q设，确定天沟尺寸：若Q允≥Q设，按Q设确定立管管径，若Q允