第6章建筑雨水排水系統(tǒng)

1、第6章6.1屋面雨水排除方式6.1.1外排水雨水系統(tǒng)6.1.2內(nèi)排水雨水系統(tǒng)6.1.3混合式雨水排水系統(tǒng)6.1.4屋面雨水排水系統(tǒng)的選擇6.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象6.2.1單斗雨水排水系統(tǒng)6.2.2多斗雨水排水系統(tǒng)6.2.3壓力流雨水排水系統(tǒng)第6章6.3屋面雨水排水系統(tǒng)的計算6.3.1建筑屋面雨水管道設計流態(tài)選擇6.3.2設計雨水量計算6.3.3普通外排水設計計算6.3.4天溝外排水設計計算6.3.5內(nèi)排水系統(tǒng)設計計算6.3.6虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)設計計算6.1.1外排水雨水系統(tǒng)1.檐溝外排水2.天溝外排水圖6-1檐溝外排水圖6-2天溝外排水a(chǎn)) 平面圖b) 剖面圖6.1.2內(nèi)

2、排水雨水系統(tǒng)1.內(nèi)排水系統(tǒng)的組成2.內(nèi)排水系統(tǒng)的分類3.內(nèi)排水系統(tǒng)的布置與敷設2.內(nèi)排水系統(tǒng)的分類1)按每根立管連接的雨水斗數(shù)量，可分為單斗雨水排水系統(tǒng)和多斗雨水排水系統(tǒng)。2)按雨水排水系統(tǒng)是否與大氣相通，內(nèi)排水系統(tǒng)可分為密閉系統(tǒng)和敞開系統(tǒng)。3)按雨水管中水流的設計流態(tài)，可分為壓力流(虹吸式)雨水系統(tǒng)、重力伴有壓流雨水系統(tǒng)和重力無壓流雨水系統(tǒng)。圖6-3內(nèi)排水系統(tǒng)3.內(nèi)排水系統(tǒng)的布置與敷設(1)雨水斗雨水斗是一種專用裝置，設置在屋面雨水與天溝進入雨水管道的入口處，雨水斗有整流格柵裝置，主要作用是能迅速排除屋面雨水；對進水具有整流、導流作用，避免形成過大的漩渦，穩(wěn)定雨水斗前水位，減少摻氣；同時具有

3、攔截雜物和便于清通等作用。(2)連接管連接管是連接雨水斗和懸吊管的一段豎向短管。(3)懸吊管懸吊管連接雨水斗和排水立管，是雨水內(nèi)排水系統(tǒng)中架空布置的橫向管道，懸吊管一般沿梁或屋架下弦布置，其管徑不得小于雨水斗連接管，如沿屋架懸吊時，其管徑不得大于300mm。(4)立管雨水立管接納雨水斗或懸吊管的雨水，與排出管連接。(5)排出管排出管是立管與檢查井間的一段有較大坡度的橫向管道，考慮到降雨過程中常常有超過重現(xiàn)期的雨量，或水流摻氣占去一部分容積，所以雨水排出管設計時，要留有一定的余地。(6)埋地管埋地管敷設在室內(nèi)地下，承接立管的雨水并將其排至室外雨水管道。(7)附屬構筑物常見的附屬構筑物有檢查井、檢

4、查口和排氣井，用于雨水系統(tǒng)的檢修、清掃和排氣。圖6-4排氣井6.1.4屋面雨水排水系統(tǒng)的選擇1.選擇原則2.雨水排水系統(tǒng)的特點和選擇1.選擇原則1)屋面雨水系統(tǒng)最基本的原則：迅速、及時地將屋面雨水排至室外。2)盡量減少和避免非正常排水。3)應本著安全、經(jīng)濟的原則選擇排水系統(tǒng)。2.雨水排水系統(tǒng)的特點和選擇(1)雨水排水系統(tǒng)的安全性(2)雨水排水系統(tǒng)的經(jīng)濟性(3)各種雨水排水系統(tǒng)的適用特點除考慮安全、經(jīng)濟因素外，雨水排水系統(tǒng)的選擇主要應根據(jù)各雨水排水系統(tǒng)的特點以及該建筑的實際情況綜合分析確定。1)優(yōu)先考慮外排水，但應先征得建筑師的同意。2)屋面集水優(yōu)先考慮天溝形式，雨水斗應設置在天溝內(nèi)。3)虹吸式

5、壓力流系統(tǒng)適用于大型屋面的庫房、工業(yè)廠房、公共建筑等。4)室內(nèi)不允許冒水的建筑，應選擇密閉系統(tǒng)或外排水系統(tǒng)。5)87型雨水斗系統(tǒng)和虹吸式壓力流系統(tǒng)應選擇密閉系統(tǒng)。6)寒冷地區(qū)應盡量采用內(nèi)排水系統(tǒng)7)單斗與多斗系統(tǒng)比較，一般情況下優(yōu)先采用單斗系統(tǒng)。6.2.1單斗雨水排水系統(tǒng)1.雨水斗水氣流動狀態(tài)2.懸吊管的水氣流動狀態(tài)3.立管的水氣流動狀態(tài)4.排出管的水氣流動狀態(tài)5.埋地管的水氣流動狀態(tài)圖6-5雨水泄流量與各參數(shù)的關系曲線圖6-6單斗雨水系統(tǒng)壓力變化曲線6.2.2多斗雨水排水系統(tǒng)1)一根立管連接兩個雨水斗時，宜設兩根懸吊管對稱布置。2)一根立管連接四個雨水斗時，宜設兩根懸吊管，對稱布置，每根懸吊

6、管設兩個雨水斗，近斗口徑減小一級，近立管雨水斗應盡量靠近立管，以增大系統(tǒng)泄水量，同時兩個雨水斗的間距不宜過大。3)一根懸吊管上的雨水斗不宜超過兩個。圖6-7多斗系統(tǒng)各斗流量值(L/s)及壓力曲線6.2.3壓力流雨水排水系統(tǒng)1.雨水斗水氣流動狀態(tài)2.懸吊管水氣流動狀態(tài)3.立管的水氣流動狀態(tài)圖6-8壓力流雨水斗6.3.1建筑屋面雨水管道設計流態(tài)選擇1)檐溝外排水宜按重力流設計。2)長天溝外排水宜按滿管壓力流設計。3)高層建筑屋面雨水排水宜按重力流設計。4)工業(yè)廠房、庫房、公共建筑的大型屋面雨水排水宜按滿管壓力流設計。6.3.2設計雨水量計算(1)設計暴雨強度q的確定設計暴雨強度應按當?shù)鼗蛳噜彽貐^(qū)暴

7、雨強度公式計算確定，具體見室外排水工程設計手冊。(2)匯水面積F屋面的匯水面積較小，一般以m2計算。(3) 雨水徑流系數(shù)各種屋面、地面的雨水徑流系數(shù)可按表6-3所示采用。表6-1各種匯水區(qū)域的設計重現(xiàn)期匯水區(qū)域名稱設計重現(xiàn)期P/a室外場地小區(qū)13車站、碼頭、機場的基地25下沉式廣場、地下車庫坡道出入口520屋面一般性建筑屋面25重要公共建筑屋面10表6-2工業(yè)建筑雨水設計重現(xiàn)期工業(yè)企業(yè)特點P/a1生產(chǎn)工藝因素生產(chǎn)和機械設備不會因水受損失05生產(chǎn)可能因水受影響，但機械設備不會因水受損害10生產(chǎn)不會因水受影響，機械設備可能因水受損害15生產(chǎn)和機械設備均可能因水受損害20表6-2工業(yè)建筑雨水設計重現(xiàn)

8、期工業(yè)企業(yè)特點P/a2土建因素房屋最低層地板標高低于室外地面標高05天窗玻璃位于天溝之上低于10cm05屋頂各個方面被房屋高出部分緊緊地包圍著，妨礙雨水流動05表6-3各種屋面、地面的雨水徑流系數(shù) 屋面、地面種類屋面混凝土和瀝青路面塊石路面級配碎石路面干磚及碎石路面非鋪砌地面公園綠地 09100906045040030 015表6-4雨水排水立管最大設計泄流量管徑/mm75100125150200最大設計泄流量/（L/s）9192942756.3.4天溝外排水設計計算1)土建專業(yè)根據(jù)屋面結構要求，已確定天溝的形式和斷面，需要校核天溝的泄水能力，其設計計算步驟如下：2)在天溝長度、暴雨重現(xiàn)期已確

9、定的情況下，計算確定天溝形式和斷面尺寸，提交給土建專業(yè)，設計計算步驟為：(2) 天溝水流速度(3) 天溝允許泄流量(4) 每條天溝匯水面積(5) 匯水面積F上的雨水設計流量(6) 查表6-4，選用立管管徑為DN=150mm，Qmax=42L/s30.45L/s，滿足要求。表6-5各種材料的n值天溝壁面材料的種類n值鋼管、水力砂漿光滑水槽0012鑄鐵管、陶土管、水力砂漿抹面混凝土槽00120013混凝土和鋼筋混凝土槽00130014無抹面的混凝土槽00140017噴漿護面的混凝土槽00160021表面不整齊的混凝土槽0020豆砂瀝青瑪蹄脂護面的混凝土槽0025表6-65min暴雨強度設計重現(xiàn)期/

10、a123/L/（s10）124179211圖6-9天溝平面布置(2) 天溝水流速度6.3.5內(nèi)排水系統(tǒng)設計計算1.雨水斗2.連接管3.懸吊管4.立管5.排出管6.埋地管表6-7雨水斗的最大允許泄流量(單位：L/s)DN/mm75100125150200單斗系統(tǒng)95155225315515多斗系統(tǒng)712182639(2) 選擇雨水斗查附錄6A中表6A-1的多斗系統(tǒng)，h5=60mm/h，選用DN=75mm的雨水斗。(3) 連接管管徑 連接管管徑與雨水斗直徑相同，DN=75mm。(4) 懸吊管管徑 為排水通暢，懸吊管坡度取0.010，管段12折算匯水面積為286.80m2，查附錄6A中表6A-2，D

11、N=150mm(182m2286.80m2536m2)；管段23折算匯水面積為286.802=573.6m2，查附錄6A中表6A-2，DN=200mm(536m2573.6m21156m2)。(5) 立管管徑立管匯水面積為4784=1912m2，查附錄6A中表6A-3，h5=60mm/h時，DN=150mm，流量滿足要求(1140m21912m22520m2)，但不滿足立管管徑不小于懸吊管管徑的要求。(6) 排出管管徑排出管管徑與立管管徑相同DN=200mm。(7) 埋地管管徑埋地管坡度取0.006，查附錄6A中表6A-5(密閉系統(tǒng))，計算結果見表6-8。表6-8埋地管計算表管段編號/坡度管徑

12、/mm最大允許匯水面積/561147200062501539672294400063002503783441600063503777894588800064005392圖6-10內(nèi)排水系統(tǒng)圖6.3.6虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)設計計算1.壓力流雨水斗的計算特性2.水力計算公式3.水力計算方法步驟4.虹吸式雨水排水系統(tǒng)水力計算應符合的一些規(guī)定1.壓力流雨水斗的計算特性(1)雨水斗的額定流量表6-9列出了幾種壓力流(虹吸式)雨水斗的額定流量和斗前水深，表中列出的斗前水深，對于不同形式的雨水斗的含義是不同的。(2) 額定流量下雨水斗的水頭損失與局部阻力系數(shù)雨水斗的局部阻力系數(shù)因雨水斗的結構、尺寸、材質不

13、同而有所差別。表6-9雨水斗的額定流量與斗前水深雨水斗型號、規(guī)格壓力流（虹吸式）雨水斗DN50DN75DN100額定流量/（L/s）60120250斗前水深/mm4570排水狀態(tài)淹沒泄流2.水力計算公式(1) 沿程壓力損失虹吸式雨水排水系統(tǒng)一般使用內(nèi)壁噴塑柔性排水承壓鑄鐵管或鋼塑復合管及承壓塑料管等，其沿程壓力損失的計算方法一般采用達西公式和漢森威廉姆斯公式(6-5)，建議采用第二種(2) 局部阻力損失局部阻力損失用當量長度或局部阻力系數(shù)計算。表6-10國產(chǎn)虹吸式雨水斗的局部阻力系數(shù)雨水斗型號YT150YG50YT75YG75YG100局部阻力系數(shù)131324245表6-11局部阻力損失系數(shù)管

14、件名稱內(nèi)壁涂塑鑄鐵或鋼管塑料管90彎頭08145彎頭0304干管上斜三通05035支管上斜三通112轉變?yōu)橹亓α魈幊隹?818壓力流（虹吸式）雨水斗廠商提供3.水力計算方法步驟1)確認當?shù)貧庀筚Y料，如降雨強度和重現(xiàn)期。2)計算排水屋面的水平投影面積和匯水面積。3)計算各匯水面積的降雨量。4)確定壓力流雨水斗的規(guī)格和額定流量，計算各匯水面積需要雨水斗的數(shù)量。5)確定雨水斗、懸吊管、立管和排出管(接至室外窨井)的平面和空間位置。6)繪制水力計算管系圖。7)確定節(jié)點和管段，為各節(jié)點和管段編號。8)確定總高度和管道總長度。9)求每米管長允許的壓力損失，iH/(1.21.6)L 。10)查諾模圖估算各管

15、段管徑。11)確定水位高度，h1斗前水位高度，h2屋面或大溝底至立管頂點(轉折點)的高度，H斗前水位至立管出口(非滿流處)的高度。12)進行系統(tǒng)的水力計算：計算各管段的沿程損失和局部阻力損失，管段流速、各節(jié)點的壓力。1)無天溝的平屋面宜采用DN50型壓力流雨水斗；同一懸吊管上接入的雨水斗應采用同一規(guī)格，其進水口應在同一水平面上。2)懸吊管與雨水斗出口的高差應大于1.0m；雨水排水管道中的總水頭損失與流出水頭之和不得大于雨水管進、出口的幾何高差。3)管道的最小設計流速不小于1m/s ，立管設計流速宜小于6m/s，最大不宜大于10m/s，立管底部接至室外窨井的排出管管內(nèi)流速不宜大于1.5m/s。4

16、)排水系統(tǒng)的總水頭損失應小于雨水斗斗前水位與系統(tǒng)出口的高差。表6A-1=1時雨水斗最大匯水面積(單位：)系統(tǒng)形式雨水斗直徑/mm小時降雨厚度h/（mm/h）5060708090100110120140160180200單斗系統(tǒng)756845704894283803423112852442141901711001116930797698620558507465399349310279150226818901620141812601134103194581070963056720037083090264723182060185416851545132411591030927多斗系統(tǒng)755694744

17、0635631628425923720317815814210092977466358151646442238733229025823215018651554133111661036932847777666583518466200282223522016176415681411128311761008882784706表6A-2=1，=100mm/h時多斗懸吊管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/(mm）h/D=08751001502002503000005601293798171480240800066514141589616212638000771152449967175128490008

18、751634801034187230460009801725091097198632310010841825361156209334060012921995871266229337310014100215634136824774030001610723067814622648430800181132447191551280045690020119257758163529604816表6A-2=1，=100mm/h時多斗懸吊管最大允許匯水面積(單位：)0022125270795171531055052002413128183117913243527600261362938651864337554

19、9200281413048971935350356990030146315929200236265899表6A-3=1時立管最大匯水面積(單位：)/（mm /h）管徑/mm/（mm/h）管徑/mm100150200100501368302456251106241373601140252045001205701260709762158385514048810798085518903375160427945907601680300018038084010068415122700200342756表6A-4=1，=100mm/h時敞開系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/mmh/D=050h

20、/D=065h/D=080150200250300350400450500550600000313930054488520202884394867578713109890004161346628102223323330455978031006112688表6A-4=1，=100mm/h時敞開系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/mmh/D=050h/D=065h/D=080150200250300350400450500550600000518038770211432607372350978724112481418600061974247701252285640785583955612

21、32215540000721345883113523085440560311032213309167860008227490888144532924709644711035142291794400092415209421533349849956838117051509119033表6A-4=1，=100mm/h時敞開系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)001025454899316163688526572091233715908200630012279600108817704040576878961351517426219780014301648117619124363623085291459

22、81882223738001632269312572044466566609118156062012225377001834173513332168494870659671165532134326917002036077514052285521674461019517448224972837300254028661571255558318326113981950825153003044194917212799638891201248621369表6A-5=1，=100mm/h時密閉系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/mm1502002503003504004505005506000003279600108