建筑雨水排水系統(tǒng)

建筑雨水排水系統(tǒng)和生活排水區(qū)別：1.大氣降水不可控制；2.設(shè)計中的雨水重現(xiàn)期P是一個定值;3.雨水管道中的水氣流動現(xiàn)象復(fù)雜;4.水質(zhì)較好，具有利用潛力;(雨規(guī))6.1建筑雨水外排水系統(tǒng)

建筑雨水排水系統(tǒng)的分類1.按建筑內(nèi)部是否有雨水管道分類：2.按雨水流態(tài)分類

3.按屋面排水條件分類：4.按出戶埋地橫干管是否有自由水面分類：5.按一根立管連接的雨水斗數(shù)量分類：6.1.2建筑物雨水系統(tǒng)分類

一、按管道設(shè)置位置

1．外排水

1）檐溝排水組成：檐溝、水落管

DN75mm、100mm。一般d為8～16m，工業(yè)建筑d可以達(dá)到24m。適用：普通住宅、一般公共建筑、小型單跨廠房。檐溝外排水

2）天溝外排水：雨水→屋面→天溝→雨水斗→立管→地面或管道適用：長度不超過100m的多跨工業(yè)廠房2．內(nèi)排水組成：雨水斗、連接管、懸吊管、立管、排出管、埋地橫管、檢查井。

雨水斗：設(shè)整流格柵裝置，避免形成過大的漩渦，穩(wěn)定斗前水位，減少摻氣，并攔隔樹葉等雜物。格柵進(jìn)水孔的有效面積是連接管道面積的2-2.5倍。虹吸式雨水斗序號規(guī)格虹吸式雨水斗設(shè)計流量（L/S）普通重力式雨水斗設(shè)計流量（L/S）1DN5062.42DN70114.63DN1102811.54DN1606626.55DN20010642.7

2．連接管：與雨水斗同徑≮100mm。

3．懸吊管：i≮0.005，鑄鐵，固定在墻梁衍架上。

4．立管：與懸吊管同徑，且不宜大于300mm,

距地面1.0m設(shè)檢查口。

5．排出管：DN≮立管管徑。

6．埋地橫管：200≤DN≤6007．附屬構(gòu)筑物：檢查井——敞開式；檢查口井——封閉式；（室內(nèi)）a.溢流口：設(shè)在天溝頂端，比天溝上檐低50-100mm。b.檢查井：適用于敞開式內(nèi)排水系統(tǒng)。c.檢查口井：適用于密閉式內(nèi)排水系統(tǒng)。d.排氣井：設(shè)在埋地管起端檢查井與排出管間，水流與溢流墻碰撞消能降速，氣水分離。雨水排出系統(tǒng)的選用選擇原則：1.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（溢流、冒水）。3.安全、經(jīng)濟

選擇順序：1.雨水系統(tǒng)的安全性順序密閉式系統(tǒng)＞敞開式系統(tǒng)；外排水系統(tǒng)＞內(nèi)排水系統(tǒng)；87型重力流系統(tǒng)＞虹吸式壓力流系統(tǒng)＞堰流式重力流系統(tǒng)2.雨水系統(tǒng)的經(jīng)濟性順序：虹吸式壓力流系統(tǒng)＞87型重力流系統(tǒng)＞堰流式重力流系統(tǒng)

屋面雨水系統(tǒng)的特點比較堰流斗系統(tǒng)87斗系統(tǒng)虹吸式系統(tǒng)設(shè)計流態(tài)附壁膜流重力流（不考慮壓力）氣水混合流重力流(考慮壓力)

水單相流有壓流雨水斗形式自由堰流式87或65淹沒進(jìn)水超設(shè)計重現(xiàn)期雨量排出必須通過溢流。超量雨水會產(chǎn)生壓力，損壞系統(tǒng)系統(tǒng)本身設(shè)計方法考慮了排超量雨水主要通過溢流設(shè)計充分利用水頭，超量雨水難入適用特點：1.優(yōu)先考慮？排水。（建筑師）2.屋面集水優(yōu)先考慮天溝形式，雨水斗應(yīng)設(shè)置于天溝內(nèi)。3.？系統(tǒng)適用于大型屋面的庫房、工業(yè)廠房、公共建筑等。4.不允許室內(nèi)冒水的建筑，應(yīng)采用？系統(tǒng)或？系統(tǒng)，不得采用敞開式內(nèi)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(yīng)采用密閉系統(tǒng)。6.寒冷地區(qū)應(yīng)盡量采用？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)。（虹吸式系統(tǒng)除外）確定雨水排水系統(tǒng)時應(yīng)注意：a.屋面雨水嚴(yán)禁接入室內(nèi)生活污廢水系統(tǒng)。b.室內(nèi)生活污廢水管道嚴(yán)禁直接與屋面雨水管道連接。6.2雨水內(nèi)排系統(tǒng)流動的物理現(xiàn)象

一、單斗系統(tǒng)

1.雨水斗泄流狀態(tài)

Q——泄流量；h——天溝水深；

P——雨水斗入口處壓力；K——摻氣比。按降雨歷時，雨水斗泄流狀態(tài)分三個階段：

①初始階段

Q-h:Q、h↑緩慢。

Q-K:K↑急劇，在tA處達(dá)到最大。

Q-P：P↑緩慢。

——

水氣兩相重力流

②過渡階段

Q-h：h↑緩慢近似線性,Q↑速率小。

Q-K：K↓，tB時K=0。

Q-P：P↑較快。

——水氣兩相壓力流③飽和階段

Q-h：Q↑0。

Q-K:K=0，Q↑0，h↑，泄水由抽力進(jìn)行。

——單相壓力流。3.懸吊管系統(tǒng)水氣流狀態(tài)

壓力狀態(tài)：（1）天溝水深較小時→自由堰流狀態(tài)，空氣貫通，非滿流重力流；（2）天溝水位增加→泄流量增大，氣水兩相流（壅水)。（3）壓力流狀態(tài)：滿流時為壓力流。4.立管的水氣流動狀態(tài)是附壁水膜重力流→氣水兩相流，立管上部為負(fù)壓區(qū)，下部為正壓區(qū)→抽吸作用→完全的兩相流→立管的下部呈現(xiàn)正壓狀態(tài)。一般情況：氣水兩相流狀態(tài)；雨量較大，又沒有溢水口時→單相壓力流狀態(tài)。4.排出管的水氣流動狀態(tài)

轉(zhuǎn)彎處發(fā)生壅水→水躍，水流波動劇烈，泄流量降低→立管下半部產(chǎn)生正壓5.埋地管水氣流動狀態(tài)

高速水流挾帶氣體進(jìn)入埋地橫管后→壅水→水流速度迅速減小→水中的氣體逐漸從水中分離出來→氣室→氣室逐漸增→水流為氣水兩相的有壓非滿流→提高排水能力。多斗雨水排水系統(tǒng)特點：屋面降雨均勻，雨水斗直徑D和匯水面積F相同情況下，一根懸吊管上，處于不同位置的雨水斗，泄流能力不同。實測：近斗泄流能力為遠(yuǎn)斗泄流能力的數(shù)十倍，遠(yuǎn)斗受立管負(fù)壓抽吸影響小。多設(shè)雨水斗無實際意義。

結(jié)論：

1.雨水斗間距不宜過大，近立管雨水斗盡量靠近立管；2.雨水斗不宜超過2個，最多不超過4個；6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計算雨水量計算1.設(shè)計暴雨強度設(shè)計重現(xiàn)期：根據(jù)生產(chǎn)工藝及建筑物性質(zhì)決定，一般性建筑取2～5年；重要建筑采用10年降雨歷時：a.屋面雨水排水管道按照5min計算b.居住小區(qū)雨水管道設(shè)計降雨歷時等于地面集流時間加上折減系數(shù)與管道內(nèi)雨水流行時間的乘積。2.匯水面積坡頂屋面：按水平投影面積計算；側(cè)墻及窗井：垂直面積的1/2

。例題：下圖為一棟建筑的屋面平面圖，標(biāo)高為19.50m處的屋面的匯水面積是（）A1000；B1500；C1750；D20003.雨水量計算公式

——雨水設(shè)計流量（L/s）；

——設(shè)計降雨強度（L/s·ha）；

——徑流系數(shù)，建筑屋面可采用=0.9；

——匯水面積（㎡）。按小時降雨厚度計算：雨水斗排泄雨水面積例題：建筑屋面匯水面積為2400，設(shè)計重現(xiàn)期為5年，設(shè)計降雨強度為4.38L/(s·h)，屋面徑流系數(shù)為0.9，設(shè)計雨水流量應(yīng)為__L/s。(

)

A0.89；B0.95；C3.15；D4.73。1.雨水斗泄流量2.天溝流量3.橫管4.立管5.壓力流6.溢流口計算

系統(tǒng)計算原理與參數(shù)1．雨水斗泄流量計算(重力狀態(tài)下)(半有壓流和壓力流狀態(tài)下)

雨水斗最大泄流量（L/S）雨水斗形式DN50DN70DN100DN150DN200虹吸式6122587式單斗816325287式多斗6122640堰流斗見廠家

雨水斗排泄雨水面積附表6-62.天溝流量（明渠均勻流公式）天溝壁面材料粗糙度系數(shù)n天溝壁面材料粗糙度系數(shù)n水泥砂漿光滑抹面0.011噴漿護面0.016-0.021普通水泥砂漿抹面0.012-0.013不整齊表面0.020無抹面0.014-0.017豆砂瀝青表面0.025各種抹面天溝粗糙度系數(shù)3.橫管（圓管均勻流）包括懸吊管、橫干管和出戶管

V：管內(nèi)流速，≮0.75m/s

出戶至檢查井≯1.8m/sn：粗糙系數(shù)：塑料管0.010

鑄鐵管0.014

混凝土管0.013R：水力半徑懸吊管h/D=0.8

橫干管滿流計算h/D=1.0

I：水力坡度重力流：按照管道敷設(shè)坡度計算重力半有壓流：與橫管兩端壓力差有關(guān)重力半有壓流立管的最大允許泄流量4.立管

a.重力流狀態(tài)下立管按照水膜流計算

b.重力半有壓流下按照水塞流計算管徑mm75100150200250300流量L／s10～1219～2542～5575～90135～155220～240式中

——管段的設(shè)計計算流量，L/min；

——管道計算內(nèi)徑，m。

——海澄?威廉系數(shù)。

塑料管、內(nèi)襯(涂)塑管=130；

鋼管=120；鑄鐵管=100。

內(nèi)壁噴塑鑄鐵管水力計算表見附錄6.5

5.壓力流（虹吸式）連接管、懸吊管、立管、埋地橫干管都按照滿流設(shè)計（1）沿程阻力損失（2）局部阻力損失（3）阻力損失估算附加系數(shù)：L0=kL

鋼管、鑄鐵管

塑料管

計算管路單位有效長度的阻力損失（4）管內(nèi)壓力系統(tǒng)內(nèi)某斷面處管內(nèi)的壓力計算壓力流雨水排水系統(tǒng)的最大負(fù)壓值在懸吊管與總立管的連接處。選用金屬管時，最大允許負(fù)壓為-90kPa。塑料管為-70-80kPa。

（5）系統(tǒng)的余壓排水管系統(tǒng)的總水頭損失與排水管出口速度水頭之和應(yīng)小于雨水斗天溝底面至排水管出口的幾何高差，其壓力余量宜稍大于10kPa。

6.溢流口計算

功能：雨水系統(tǒng)事故時排水和超量雨水排除。最不利考慮，溢流口的排水能力不應(yīng)小于50年重現(xiàn)期設(shè)計計算步驟1.普通外排水系統(tǒng)

（1）根據(jù)屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管間距8-12m。（2）計算每根立管的匯水面積。（3）求每根立管的泄水量；（4）按照堰流式斗雨水系統(tǒng)查附錄6.4確定立管管徑。2.天溝外排水校核天溝的泄流能力，檢驗暴雨重現(xiàn)期P或計算天溝長度等（1）天溝布置：確定分水線、每條分水線的面積（2）確定天溝斷面矩形、梯形、半圓形、三角形（3）計算水流速度→曼寧公式（4）計算需要排除的雨水量（5）溢流口→堰流公式例題：某一般性公共建筑全長90m，寬75m，屋面設(shè)有6條天溝，每條天溝承擔(dān)的匯水面積皆相同。已知每條天溝長43m，寬B=0.30m，積水深度H=0.15m，坡度I=0.006，粗糙系數(shù)n=0.025；若該建筑物屋面徑流系數(shù)為0.9，雨水設(shè)計重現(xiàn)期取4年時，5min暴雨強度為240L/（s·104㎡），重現(xiàn)期為10年時，5min暴雨強度為520L/（s·104㎡），則該屋面天溝設(shè)計（）a.天溝的允許泄流量為25L/s，可滿足4年設(shè)計重現(xiàn)期雨水的排放要求，但不滿足10年重現(xiàn)期雨水的排放要求b.天溝的允許泄流量為45L/s，可滿足10年重現(xiàn)期雨水的排放要求c.天溝的允許泄流量為45L/s，可滿足4年設(shè)計重現(xiàn)期雨水的排放要求，但不滿足10年重現(xiàn)期雨水的排放要求d.天溝的允許泄流量為25L/s，不滿足4年設(shè)計重現(xiàn)期雨水的排放要求3.重力流和半有壓流內(nèi)排水系統(tǒng)（1）雨水斗→最大排水能力，泄流面積；（2）連接管：一般不用計算，與雨水斗相同的直徑即可，但不得小于100