第6章建筑雨水排水系统.ppt

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1、第6章 建筑雨水排水系统,和生活排水区别： 1.大气降水不可控制； 2.设计中的雨水重现期P是一个定值; 3.雨水管道中的水气流动现象复杂; 4.水质较好，具有利用潜力;(雨规),6.1建筑雨水外排水系统 6.1.1建筑雨水排水系统的分类,1.按建筑内部是否有雨水管道分类： 2.按雨水流态分类,3.按屋面排水条件分类： 4.按出户埋地横干管是否有自由水面分类： 5.按一根立管连接的雨水斗数量分类：,6.1.2 建筑物雨水系统分类,一、按管道设置位置 1外排水 1）檐沟排水 组成：檐沟、水落管 DN75mm、100mm。 一般d为816m， 工业建筑d可以达到24m。 适用：普通住宅、一般公共建

2、筑、 小型单跨厂房。,檐沟外排水,2）天沟外排水： 雨水屋面天沟雨水斗立管地面或管道 适用：长度不超过100m的多跨工业厂房,2内排水 组成：雨水斗、连接管、悬吊管、立管、 排出管、埋地横管、检查井。,雨水斗：设整流格栅装置，避免形成过大的漩涡，稳定斗前水位，减少掺气，并拦隔树叶等杂物。 格栅进水孔的有效面积是连接管道面积的2-2.5倍。 虹吸式雨水斗,2连接管：与雨水斗同径100mm。 3悬吊管：i0.005，铸铁，固定在墙梁衍架上。 4立管：与悬吊管同径，且不宜大于300mm, 距地面 1.0m设检查口。 5排出管：DN立管管径。 6埋地横管：200 DN600 7附属构筑物： 检查井敞开

3、式； 检查口井封闭式；（室内）,a.溢流口：设在天沟顶端，比天沟上檐低50-100mm。 b.检查井：适用于敞开式内排水系统。 c.检查口井：适用于密闭式内排水系统。 d.排气井：设在埋地管起端检查井与排出管间， 水流与溢流墙碰撞消能降速，气水分离。,6.1.3雨水排出系统的选用,选择原则： 1.迅速、及时地将屋面雨水排至室外。 2.尽量减少和避免非正常排水（溢流、冒水）。 3.安全、经济,选择顺序： 1.雨水系统的安全性顺序 密闭式系统敞开式系统； 外排水系统内排水系统； 87型重力流系统虹吸式压力流系统堰流式重力流系统 2.雨水系统的经济性顺序： 虹吸式压力流系统87型重力流系统堰流式重力

4、流系统,屋面雨水系统的特点比较,适用特点： 1.优先考虑 ？ 排水。（建筑师） 2.屋面集水优先考虑天沟形式，雨水斗应设置于天沟内。 3. ？系统适用于大型屋面的库房、工业厂房、公共建筑等。 4.不允许室内冒水的建筑，应采用？系统或？系统，不得采用敞开式内排水系统。,5. 87型雨水斗系统和虹吸式压力流系统应采用密闭系统。 6. 寒冷地区应尽量采用？系统。 7. 单斗与多斗系统比较： 一般情况下，优先采用单斗系统。（虹吸式系统除外） 确定雨水排水系统时应注意： a.屋面雨水严禁接入室内生活污废水系统。 b.室内生活污废水管道严禁直接与屋面雨水管道连接。,6.2 雨水内排系统流动的物理现象,一、

5、单斗系统 1.雨水斗泄流状态 Q泄流量； h天沟水深； P雨水斗入口处压力；K掺气比。 按降雨历时，雨水斗泄流状态分三个阶段： 初始阶段 Q-h: Q、h缓慢。 Q-K: K 急剧，在tA处达到最大。 Q-P： P缓慢。 水气两相重力流,过渡阶段 Q-h：h 缓慢近似线性, Q 速率小。 Q-K：K，tB时 K=0。 Q-P： P较快。 水气两相压力流 饱和阶段 Q-h： Q 0。 Q-K: K=0，Q 0，h，泄水由抽力进行。 单相压力流。,3.悬吊管系统水气流状态 压力状态： （1）天沟水深较小时 自由堰流状态，空气贯通，非满流重力流； （2）天沟水位增加 泄流量增大，气水两相流（壅水)。

6、 （3）压力流状态：满流时为压力流。 4.立管的水气流动状态 是附壁水膜重力流 气水两相流，立管上部为负压区，下部为正压区 抽吸作用 完全的两相流 立管的下部呈现正压状态。 一般情况：气水两相流状态；雨量较大，又没有溢水口时 单相压力流状态。,4.排出管的水气流动状态 转弯处发生壅水 水跃，水流波动剧烈，泄流量降低 立管下半部产生正压 5.埋地管水气流动状态 高速水流挟带气体进入埋地横管后 壅水 水流速度迅速 减小 水中的气体逐渐从水中分离出来 气室 气室逐渐增 水流为气水两相的有压非满流 提高排水能力。,6.2.2多斗雨水排水系统 特点：屋面降雨均匀，雨水斗直径D和汇水面积F相同情况下，一根

7、悬吊管上，处于不同位置的雨水斗，泄流能力不同。 实测：近斗泄流能力为远斗泄流能力的数十倍， 远斗受立管负压抽吸影响小。多设雨水斗无实际意义。 结论： 1.雨水斗间距不宜过大，近立管雨水斗尽量靠近立管； 2.雨水斗不宜超过2个，最多不超过4个；,6.3雨水排水系统的水力计算,6.3.1雨水量计算 1.设计暴雨强度设计重现期： 根据生产工艺及建筑物性质决定， 一般性建筑取25年； 重要建筑采用10年 降雨历时： a.屋面雨水排水管道按照5min计算 b.居住小区雨水管道设计降雨历时等于地面集流时间加上折减系数与管道内雨水流行时间的乘积。,2.汇水面积坡顶屋面：按水平投影面积计算；侧墙及窗井：垂直面

8、积的1/2 。 例题：下图为一栋建筑的屋面平面图，标高为19.50m处的屋面的汇水面积是（ ） A 1000 ； B 1500 ； C 1750 ； D 2000,3.雨水量计算公式 雨水设计流量 （L/s）； 设计降雨强度（L/sha）； 径流系数，建筑屋面可采用= 0.9； 汇水面积（）。 按小时降雨厚度计算： 雨水斗排泄雨水面积,例题： 建筑屋面汇水面积为2400，设计重现期为5年，设计降雨强度为4.38 L/(sh)，屋面径流系数为0.9，设计雨水流量应为_L/s。( ) A 0.89； B 0.95； C 3.15； D 4.73。,1.雨水斗泄流量 2.天沟流量 3.横管 4.立管

9、 5.压力流 6.溢流口计算,6.3.2系统计算原理与参数,1雨水斗泄流量计算 (重力状态下) (半有压流和压力流状态下),雨水斗最大泄流量（L/S）,雨水斗排泄雨水面积,附表6-6,2.天沟流量（明渠均匀流公式）,各种抹面天沟粗糙度系数,3.横管（圆管均匀流） 包括悬吊管、横干管和出户管 V：管内流速，0.75m/s 出户至检查井 1.8m/s n：粗糙系数：塑料管0.010 铸铁管0.014 混凝土管0.013 R：水力半径 悬吊管 h/D=0.8 横干管 满流计算h/D=1.0,I：水力坡度 重力流：按照管道敷设坡度计算 重力半有压流：与横管两端压力差有关,重力半有压流立管的最大允许泄流

10、量,4.立管 a.重力流状态下 立管按照水膜流计算 b.重力半有压流下 按照水塞流计算,式中 管段的设计计算流量，L/min； 管道计算内径，m。 海澄威廉系数。 塑料管、内衬(涂)塑管=130； 钢管=120；铸铁管=100。 内壁喷塑铸铁管水力计算表见附录6.5,5.压力流（虹吸式） 连接管、悬吊管、立管、埋地横干管都按照满流设计 （1）沿程阻力损失,（2）局部阻力损失 （3）阻力损失估算 附加系数：L0=kL 钢管、铸铁管k=1.2-1.4 塑料管k=1.4-1.6 计算管路单位有效长度的阻力损失,（4）管内压力 系统内某断面处管内的压力计算 压力流雨水排水系统的最大负压值在悬吊管与总立

11、管的连接处。 选用金属管时，最大允许负压为-90kPa。塑料管为-70-80kPa。,（5）系统的余压 排水管系统的总水头损失与排水管出口速度水头之和应小于雨水斗天沟底面至排水管出口的几何高差，其压力余量宜稍大于10kPa。,6.溢流口计算 功能：雨水系统事故时排水和超量雨水排除。 最不利考虑，溢流口的排水能力不应小于50年重现期,6.3.3设计计算步骤,1.普通外排水系统 （1）根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管间距8-12m。 （2）计算每根立管的汇水面积。 （3）求每根立管的泄水量； （4）按照堰流式斗雨水系统查附录6.4确定立管管径。,2.天沟外排水 校核天沟的泄流能力，检验

12、暴雨重现期P或计算天沟长度等 （1）天沟布置：确定分水线、每条分水线的面积 （2）确定天沟断面 矩形、梯形、半圆形、三角形 （3）计算水流速度 曼宁公式 （4）计算需要排除的雨水量 （5）溢流口 堰流公式,例题： 某一般性公共建筑全长90m，宽75m，屋面设有6条天沟，每条天沟承担的汇水面积皆相同。已知每条天沟长43m，宽B=0.30m，积水深度H=0.15m，坡度I=0.006，粗糙系数n=0.025；若该建筑物屋面径流系数为0.9， 雨水设计重现期取4年时，5min暴雨强度为240L/（s104）， 重现期为10年时，5min暴雨强度为520 L/（s104），则该屋面天沟设计（ ） a.

13、天沟的允许泄流量为25L/s，可满足4年设计重现期雨水的排放要求，但不满足10年重现期雨水的排放要求 b.天沟的允许泄流量为45L/s，可满足10年重现期雨水的排放要求 c.天沟的允许泄流量为45L/s，可满足4年设计重现期雨水的排放要求，但不满足10年重现期雨水的排放要求 d.天沟的允许泄流量为25L/s，不满足4年设计重现期雨水的排放要求,3.重力流和半有压流内排水系统 （1）雨水斗 最大排水能力，泄流面积； （2）连接管： 一般不用计算，与雨水斗相同的直径即可，但不得小于100 mm。 （3）悬吊管： 非满流设计，设计充满度不宜大于0.8，管内设计流速不宜小于0.75m/s （4）立管管

14、径同悬吊管管径。 （5）排出管和其它横管,4.虹吸式屋面雨水排水系统设计计算 见教材例题 （1）计算屋面总的汇水面积； （2）计算总汇水面积上的降雨量； （3）确定雨水斗的口径和数量； （4）布置雨水斗，组成屋面雨水排水管网系统； （5）绘制水力计算草图，标注各管段的长度，雨水斗、悬吊管和埋地干管起端与末端的标高；,4.管道的泄流能力(单斗) 列1-1与2-2断面方程：,（7）估算悬吊管的单位管长的阻力损失； （8）初步确定管径。 根据最小允许流速和悬吊管的单位管长的阻力损失查附录6.5虹吸式雨水管道水力计算表，初步确定悬吊管管径。 立管与排出管管径可采用相应的控制流速初选管径，立管管径一般可

15、比悬吊管末端管径小一号。 （9）列表进行水力计算求出各管段的沿程水头损失、局部水头损失、位置水头、各节点的压力。,（10）校核 系统的最大负压值（悬吊管与立管连接处） 不同支路计算到某一节点的压力差； 系统出口压力余量。 若不满足，则应对系统中某些管段的管径进行调整，必要时有可能对系统重新布置，然后再次进行水力计算，直至满足为止。 （11）按最后结果绘制正式图纸。,压力流屋面雨水排水系统悬吊管与立管交点(转折点)处的最大负压值，对于金属管道不得大于( )kPa；对于塑料管道应视产品的力学性能而定，但不得大于( )kPa。 A70kPa 60kPa B80kPa 70kPa C70kPa 50kPa D80kPa 60kPa,为建筑物的安全考虑，建筑屋面雨水排水工程应设置（ ）。 A.溢流设施 B. 泄流设施 C. 防超高压设施 D. 提升设施,下列关于雨水排水系统的叙述中，不符合建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）规定的是（ ）。 A.高层建筑主体和裙房屋面的雨水可合并管道排放 B.阳台雨水排水系统可与庭院排水管渠直接连接 C.不同设计排水流态的屋面雨水排水系统应选用相同的雨水斗 D.屋面雨水管道如按压力流设计时，同一系统的雨水斗宜设置在同一水平面上,