建筑屋面雨水排水系統(tǒng)總結ppt課件

1、 4.1屋面雨水系統(tǒng)的分類與組成4.2雨水內排水系統(tǒng)中水氣流動的物理景象4.3雨水排水系統(tǒng)的水力計算4.4 壓力流虹吸式雨水排水系統(tǒng) 第4章 建筑屋面雨水排水系統(tǒng).第4章 建筑屋面雨水排水系統(tǒng)概述降落在建筑物屋面的雨水和雪水，特別是暴雨，在短時間內會構成積水，故需求設置屋面雨水排水系統(tǒng)，以便有組織，有系統(tǒng)的將屋面雨水及時保送到室外地面或室外，否那么會呵斥四處溢流或屋面漏水，影響人們的生活和消費活動。本章將對建筑物各種方式的雨水排水系統(tǒng)進展系統(tǒng)引見。.屋面雨水系統(tǒng)根據(jù)建筑內部能否有雨水管道可分為外排水系統(tǒng)、內排水系統(tǒng)。屋面雨水系統(tǒng)外排水系統(tǒng)內排水系統(tǒng)4.1 屋面雨水排水系統(tǒng)的分類與組成.按照雨水

2、在管道內的流態(tài)不同可分為：屋面雨水系統(tǒng)壓力流重力無壓流重力半有壓流4.1.1 屋面雨水排水系統(tǒng)分類.按屋面的排水條件分檐溝、天溝和無溝排水。屋面雨水系統(tǒng)外排水系統(tǒng)無溝外排水檐溝外排水天溝外排水.按出戶埋地橫干管能否有自在水面分為敞開式和密閉式排水系統(tǒng)。屋面雨水系統(tǒng)密閉式排水系統(tǒng)敞開式排水系統(tǒng).按一根立管銜接的雨水斗數(shù)量分為單斗系統(tǒng)和多斗排水系統(tǒng)。屋面雨水系統(tǒng)多斗系統(tǒng)單斗系統(tǒng).1.普通外排水普通用于普通住宅、普通的公共建筑和小型單跨廠房。 普通外排水由檐溝和敷設在建筑物外墻的立管組成如右圖 雨水斗承雨斗檐溝立管4.1.2 建筑雨水排水系統(tǒng)的組成.天溝天溝外排水系統(tǒng)適用于長度不超越100m的多跨工

3、業(yè)廠房。 溢流口山墻泄壓管消能池檢查井2.天溝外排水由天溝，雨水斗和排水立管組成。 如圖.天溝的排水斷面方式應根據(jù)屋面情況而定，普通多為矩形和梯形。天溝的坡度不宜太大，以免天溝起端屋頂墊層過厚而添加構造的荷重；但也不宜過小，以免天溝抹面時部分出現(xiàn)倒坡，使雨水在天溝中積存，呵斥屋頂漏水。天溝的坡度普通為0.0030.006.天溝設置應以建筑物伸縮縫，沉降縫和變形縫為屋面分水線，并在兩分水線兩側分別設置。天溝長度普通不超越50米。為了排程度安，防止天溝末端積水太深，在天溝頂端應設置溢流口，溢流口比天溝上檐低50-100米。天溝消能池檢查井雨水斗分水線 2.天溝外排水.內排水內排水系統(tǒng)普通由雨水斗，

4、銜接納，懸吊管，立管，排出管，埋地干管和附屬構筑物幾部分組成如下圖。3內排水.內排水系統(tǒng)由天溝、雨水斗、銜接納、懸吊管、立管、排出管等部分組成。1.雨水斗雨水斗是一種雨水由此進入雨水排水管道的公用安裝，設在天溝或屋面的最低處。雨水斗有重力式和虹吸式兩類。重力式雨水斗為65型、79型、87型雨 3種. 內排水系統(tǒng)組成2.銜接納銜接納是雨水斗和懸吊管的一段豎向短管。銜接納普通與雨水斗同徑，銜接納應結實地固定在建筑物的承重構造上，下端用斜三通與懸吊管銜接。3.懸吊管懸吊管是懸吊在屋架，樓板和梁下或架空在柱上的雨水橫管。懸吊管銜接雨水斗和排水立管，其管徑不小于銜接納管徑，也不應大于300mm.4.立管

5、承接雨水斗或懸吊管流來的雨水，與排出管銜接。5.排出管 排出管是立管和檢查井間的一段有較大坡度的橫向管道，其管徑不小于立管管徑。6.埋地橫管密閉系統(tǒng)普通采用懸吊管架空排至室外的，不設埋地橫管；敞開系統(tǒng)，室內設有檢查井，檢查井之間的管為埋地敷設。.7.附屬構筑物：檢查井、檢查口、排氣井雨水經常把屋頂?shù)囊恍╇s物沖進管道，為便于清通，室內雨水埋地管之間要設置檢查井。設計時應留意，為防止檢查井冒水，檢查井深度不得小于0.7m。檢查井內接納應采用管頂平接，而且平面上水流轉角不得小于。詳細方式見下頁表示圖所示.檢查井內接納方式.選擇建筑屋面雨水排水系統(tǒng)時應根據(jù)建筑屋的類型、建筑構造方式、屋面面積大小、當?shù)?/p>

6、氣候條件以及生活消費的要求，經過技術經濟比較，本著平安又經濟的原那么來選擇雨水排水系統(tǒng)。通常情況下密閉系統(tǒng)優(yōu)于敞開式系統(tǒng)，外排水系統(tǒng)優(yōu)于內排水系統(tǒng)。.1.3 雨水排出系統(tǒng)的選用.單斗雨水排水系統(tǒng)：懸吊管上銜接單個雨水斗的雨水排水系統(tǒng)。降雨開場后，降落到屋面的雨水沿屋面徑流到天溝，再沿天溝流到雨水斗，隨降雨歷時的延伸，雨水斗斗前水深不斷添加，進氣口不斷減小，系統(tǒng)的泄流量Q、壓力P和摻氣比K隨之變化見以下圖。 4.2內排水系統(tǒng)中的水氣流動物理景象雨水從屋面暴露于大氣中的雨水斗用管道保送到大氣接觸的雨水井或地面，其間沒有能量輸入，水體的這種流動通常稱為重力流動。4.2.1 單斗雨水系統(tǒng).QQkP泄流

7、量Q與各個參數(shù)之間的關系k 滲氣量比。P 雨水入口處壓力值。.hQQttBtAABQA 泄流量Q與各個參數(shù)之間的關系h 天溝水深t 流量遞增時間QB.摻氣比是指進入雨水斗的空氣量與雨水量的比值。 1)降雨開場到摻氣比最大的初始階段圖a3.按歷時t可將泄流形狀分為 2) 摻氣比最大到摻氣比為零的過度階段(圖b) 3)不摻氣的飽和階段(圖c).雨水斗和銜接納：斗前水淺，摻氣比急劇上升, 銜接納壓力小且化緩慢 。 懸吊管與立管：兩者管內壓力變化均很小，呈波浪流，脈動流。 埋地干管：同懸吊管類似。呈波浪流、脈動流. 壓力變化小 由以分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)的初始階段，雨水排水系統(tǒng)的泄流量小，管內氣流

8、暢通，壓力穩(wěn)定，雨水重力流動，是水氣兩相重力無壓流1.初始階段 .2.過渡階段 雨水斗和銜接納：雨水斗泄流量添加，充水率增大，摻氣比減小。銜接納內構成水塞，出現(xiàn)負壓抽力、壓力添加較快。 懸吊管與立管：懸吊管水頭損失迅速添加，管內壓力不斷增大，懸吊管起端呈正壓，末端和立管上部負壓，在懸吊管末端與立管銜接處負壓最大。立管內負壓減小，至某一高度時壓力為0.再向下壓力為正在立管底部正壓力最大。埋地干管：水中氣泡的能量減小，逐漸從水中分別出來，聚集在管道斷面上部 構成氣室，并具有壓力作用在管道內雨水液面上。 由以分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)的過度階段的泄流較大，管內氣不暢通，管內壓力不穩(wěn)定，變化大，雨水靠

9、重力和負壓抽吸流動，是水氣兩相重力半有壓流。.3.飽和階段 雨水斗和銜接納：雨水斗完全淹沒不進氣，此時水不摻氣，管內滿流，泄流量最大。懸吊管與立管：隨懸吊管的延伸，管內壓力逐漸減小，負壓增大，至懸吊管與立管的銜接處負壓最大，構成虹吸。立管內的壓力變化規(guī)律與過度階段末端類似，由負壓逐漸添加到正壓。在立管與埋地管銜接處到達最大正壓。 埋地干管：水頭損失不斷添加，管內正壓值不斷減少。 . 由以分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)飽和階段的雨水斗完全淹沒，管內滿流不摻氣，雨水排水系統(tǒng)的泄流量到達最大，雨水主要靠負壓抽吸流動，是水單相壓力流。 經過以上各個階段的分析可知壓力流形狀下系統(tǒng)泄流量最大，重力流時泄流量最

10、?。幌到y(tǒng)最大的負壓在懸吊管與立管的銜接處，最大正壓在立管與埋地橫干管的銜接處。 .多斗系統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)：一根懸吊管上接幾個普通不超越4個雨水斗。特點：一根懸吊管上的不同位置的雨水斗的泄流才干不同，間隔立管越遠的雨水斗，泄流量越小，間隔立管越近的雨水斗泄流量越大。4.2.2 多斗雨水排水系統(tǒng).4.3.1 雨水量計算其值與該地暴雨強度q、匯水面積F以及徑流系數(shù)有關，屋面徑流系數(shù)普通取=0.91.設計暴雨強度q設計暴雨強度公式中有設計重現(xiàn)期P和屋面給水時間t兩個參數(shù)，P普通為2-5年，重要建筑不小于10年，在我國屋面給水時間按5min計算。4.3雨水排水系統(tǒng)的水力計算.2.匯水面積F(m2)對于一定

11、坡度的屋面，匯水面積按程度投影面積計算。高出屋面的側墻，應附加其最大受雨面正投影的一半作為 有效匯水面積計算。窗井、貼近高層建筑外墻的地下汽車庫出入口坡道和應附 加其高出部分側墻面積的1/2。同一匯水區(qū)內高出的側墻多于一面時，按有效受水側墻面 積的1/2折算匯水面積。4.3雨水排水系統(tǒng)的水力計算.3.雨水量計算公式 屋面雨水設計流量，L/s; 屋面設計匯水面積，m2； 當?shù)亟涤隁v時5min時的暴雨強度,L/s104 m2； 當?shù)亟涤隁v時5min時的小時降雨厚度,mm/h; 設計重現(xiàn)期為一年時的屋面渲泄才干系數(shù)。Q F q5 h5 k1.4.3.2系統(tǒng)計算原理和參數(shù)1.雨水斗泄水量排水形狀是自在

12、堰流，排水量大小與進水口直徑和斗前水深有關在半有壓流和壓力流形狀下2、天溝流量流速可按明渠均勻流計算公式計算 .3、橫管 包括懸吊管、管道層的混合管、埋地橫干管和出戶管，近似地按圓管均勻流計算 4、重力流形狀下雨水排水立管按水膜流計算 .5、溢流口溢流口排水才干應不小于50年重現(xiàn)期的雨水量.4.3.3 設計計算步驟1.普通外排水系統(tǒng)宜按重力無壓流系統(tǒng)設計 (1)根據(jù)屋面坡度和建筑物里面要求，布置立管，立管間距812m。 (2)計算每根立管的匯水面積。 (3)求每根立管的泄水量。 (4)按堰流式斗雨水系統(tǒng)查附錄14確定立管管徑。.2.天溝外排水宜按重力伴有壓流系統(tǒng)設計其設計計算步驟如下：1計算過

13、水斷面積。2求流速v。3求天溝允許經過的流量Q允。4計算匯水面積F。5由Q1Q= ，求5min的暴雨強度q5。 (6)求計算重現(xiàn)期P計，假設計算重現(xiàn)期大于等于設計重現(xiàn)期P設；確定立管管徑；假設計算重現(xiàn)期小于設計重現(xiàn)期P設，改動天溝幾何尺寸，增大過水斷面積，重新計算，校核重現(xiàn)期。. 另一種是曾經確定天溝的長度、坡度、資料、匯水面積和設計重現(xiàn)期，確定天溝的外形和幾何尺寸，其設計計算步驟如下： 1確定分水線求每條天溝的匯水面積F。 2求5min的暴雨強度q5。3求天溝設計流量Q設。4初步確定天溝外形和幾何尺寸。5求天溝過水斷水面積。6求流速v。7求天溝允許經過的流量Q允。 8假設天溝的設計流量Q設小

14、于等于天溝允許經過的流量Q 允，確定立管管徑；假設天溝的設計流量Q設大于天溝允許 經過的 流量Q允，改動天溝的外形和幾何尺寸，增大天溝 的過水斷水面積w，重新計算。.3.重力流和重力半有壓流內排水系統(tǒng)重力流和重力半有壓流內排水系統(tǒng)詳細的設計步驟如下： 1根據(jù)建筑物內部墻、梁、柱的位置，屋面的構造和坡度劃分為幾個系統(tǒng)，確定立管的數(shù)量和位置。 2根據(jù)各個系統(tǒng)的匯水面積，查附錄15確定雨水斗的規(guī)格和數(shù)量。 3確定銜接納管徑，銜接納管徑與雨水斗出水管管徑一樣。對于單斗系統(tǒng)。懸吊管、立管、排除橫管的管徑均與銜接納管徑一樣。 4計算懸吊管銜接的雨水斗流量之和，確定重力流或重力有壓流水力坡度，查附錄11或附

15、錄12，確定懸吊管的管徑，選調管的管徑宜堅持不變。 5)計算立管銜接的雨水斗泄流量之和，查立管最大允許泄流量表確定立管管徑與懸吊管管徑一樣。 (6)排出管管徑普通與立管管徑一樣，假設為了改善整個雨水排水系統(tǒng)的泄水才干，排出管也可以比立管放大1級管徑。 (7)計算埋地干管的設計排水量，確定重力流或計算重力有壓流水力坡度，為保證排水通暢，埋地管坡度應不小于0.003，查附錄13確定埋地干管的管徑。.4.4壓力流虹吸式雨水排水系統(tǒng)1.雨水斗水氣流動形狀壓力流屋面雨水排水系統(tǒng)采用虹吸式雨水斗，管道中是全充溢的壓力流的壓力流形狀。2.懸吊管水氣流動形狀在懸吊管中，水流從懸吊管的最遠端向立管方向運動，沿流

16、動方向，水頭損失迅速添加 ,管內呈不斷增大的負壓，在與立管的交叉點處負壓最大。3.立管和排水管水氣流動形狀 從立管與懸吊管交點向下立管內的負壓值也隨之很快減少至零，繼之出現(xiàn)逐漸添加的正壓，立管底部到達最大值后再逐漸減少，正壓逐漸被耗費，至排水井處與大氣相通，管道中的壓力為零。.4.壓力流雨水排水系統(tǒng)的適用條件適用條件如下：1雨水排水系統(tǒng)應優(yōu)先思索外排水，但要先征得建筑師贊同。2屋面集水優(yōu)先思索天溝方式，雨水斗應設置與天溝內。3虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)適用與大型屋面的庫房、工業(yè)廠 房、公共建筑等。4不允許室內冒水的建筑，應采用密閉系統(tǒng)或外排水系統(tǒng)， 不得采用敞開式內排水系統(tǒng)。587型雨水斗系統(tǒng)和虹

17、吸式壓力流系統(tǒng)應采用密閉系統(tǒng)。6冰冷地域應盡量采用內排水系統(tǒng)。7單斗與多斗系統(tǒng)比較，普通情況下，優(yōu)先采用單斗系統(tǒng)。 但虹吸式雨水系統(tǒng)懸吊管上接入的雨水斗數(shù)量普通不受限制。.5.雨水排水系統(tǒng)的設置1雨水斗的設置布置：應以伸縮縫或沉降縫作為排水分水線，否那么應在該縫兩側各設置一個雨水斗。天溝坡度宜在0.0030.006之間 ，溝寬不小于550mm,溝深不小于300mm.2銜接納 銜接納應結實地固定在建筑物的承重構造上，其管徑普通與雨水斗短管的管徑一樣，但不宜小于100mm 。3懸吊管 宜設置不小于0.003的坡度，以便管道排空。懸吊管與雨水立管連接，應采用兩個45o彎頭或90o斜三通 .4立管 立

18、管的管徑不得小于與其銜接的懸吊管管徑。5排出管 思索到降雨過程中經常有超越設計重現(xiàn)期的雨量、或水流摻氣占去一部分容積，所以在雨水排出管設計時，要留有一定的余地 6埋地橫管 埋地管的最小管徑為200mm，最大不超越600mm，以保證 水流通暢，便于淸通。.6. 虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)的設計計算1虹吸式雨水系統(tǒng)水力計算的普通規(guī)定1雨水斗的設置 虹吸式雨水斗應設置在天溝或檐溝內，屋面匯水最低處應至少設置一個雨水斗，同一系統(tǒng)中的雨水斗宜在同一程度面上。2幾何高度 懸吊管低于雨水斗的出口1m以上。3水流速度 管道內設計的最小流速應大于1m/s,以使管道有良好的自凈才干4水頭損失 雨水排水系統(tǒng)的總水頭損失和流速水頭之和應小于雨水斗天溝底面與