雨水排水系统的水力计算优质PPT.pptx

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建筑立面要求高的高层建筑、大屋面建筑和寒冷地区的建筑，不允许在外墙设置雨水立管时，也应考虑采用内排水形式。

内排水系统可分为:

单斗统和多斗排水系统敞开式和密闭式内排水系统,一、屋面雨水排水方式,

（1）单、多斗内排水系统单斗系统一般不设悬吊管，雨水经雨水斗流入设在室内的雨水排水立管排至室外雨水管渠。

多斗系统中设有悬吊管，雨水由多个雨水斗流入悬吊管再经雨水排水立管排至室外雨水管渠，如图所示。

（2）敞开式和密闭式内排水系统敞开式内排水系统，雨水经架空管道将雨水引入建筑物内的地下管道和检查井或明渠，并将其排出室外，属于重力流排水系统，因雨水排水中负压抽吸会挟带大量的空气，若设计和施工不当，突降暴雨时会出现检查井冒水现象，雨水漫流而造成危害，但敞开式内排水系统可接纳与雨水性质相近的生产废水。

一、屋面雨水排水方式,雨水内排水系统,一、屋面雨水排水方式,密闭式内排水系统，设有密闭的埋地管和检查口，属于压力排水系统。

当雨水排泄不畅时，室内不会发生冒水现象，但不能接纳生产废水。

对于室内不允许出现冒水的建筑，一般宜采用密闭式内排水系统。

3）混合排水系统大型工业厂房的屋面形式复杂，为了及时有效地排除屋面雨水，往往同一建筑物采用几种不同形式的雨水排水系统，分别设置在屋面的不同部位，由此组合成屋面雨水混合排水系统。

如图中所示，左侧为檐沟外排水系统；

右侧为多斗式内排水系统；

中间为单斗式内排水系统，其排出管与检查井内管道直接相连。

图7.4内排水系统,一、屋面雨水排水方式,2.按管内水流情况分类1）重力流雨水排水系统重力流排水系统是指雨水通过自由堰流入管道，在重力作用下附壁流动，管内压力正常。

重力流排水系统可承接管系排水能力范围不同标高的雨水斗排水，檐沟外排水系统、敞开式内排水系统和高层建筑屋面雨水管系都宜按重力流排水系统设计。

2）压力流雨水排水系统压力流排水系统是指管内充满雨水，主要是在负压抽吸作用下流动，这种系统也称为虹吸式系统。

在压力流排水系统中，同一系统的雨水斗应在同一水平面上，天沟外排水系统宜按单斗压力流设计；

密闭式内排水系统，宜按压力流排水系统设计。

一、屋面雨水排水方式,一、屋面雨水排水方式,二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、外排水系统的布置屋面雨水外排水系统中，都应设置雨水斗。

雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作用是最大限度的排泄雨、雪水；

对进水具有整流、导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；

同时具有拦截粗大杂质的作用。

目前国内常用的雨水斗为65型、79型、87型雨水斗、虹吸式雨水斗等。

晒台、屋顶花园等供人们活动的屋面上，宜采用平篦式雨水斗。

整流罩,下沉式雨水斗,进水格栅,排出管,虹吸式雨水斗,一、屋面雨水排水方式,二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、外排水系统的布置檐沟外排水系统（水落管/落水管/雨水立管排水系统）,檐沟,水落管水落管可采用镀锌铁皮制作，接口锡焊，断面为方形或圆形；

也可采用UPVC、铸铁管、石棉水泥管等。

水落管的布置间距应根据当地暴雨强度、屋面汇水面积和水落管的通水能力来确定。

一般1520m设一根DN100的水落管，汇水面积不超过250m2，阳台上水落管可采用DN=50mm。

檐沟常用镀锌铁皮或混凝土制成。

总目录,本章总目录,屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。

檐沟外排水,雨水斗,承雨斗,檐沟,立管,一、屋面雨水排水方式,二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、外排水系统的布置天沟外排水系统长天沟外排水系统，天沟布置应以建筑物伸缩缝、沉降缝或变形缝为屋面分水线，在分水线两侧设置，天沟连续长度不宜50m，坡度太小，易积水，太大会增加天沟起端屋顶垫层，一般采用0.0030.006。

天沟不宜过宽，以满足雨水斗安装尺寸为宜。

天沟断面多为矩形和梯形，天沟端部应设溢流口，用以排除超重现期的降雨，溢流口比天沟上檐低50100mm。

排水立管及排出管可采用铸铁管、UPVC管，低矮厂房也可采用石棉水泥管。

总目录,本章总目录,天沟外排水,所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。

消能池,检查井,雨雪水沿天沟流向建筑物的两端，经墙外的立管排到地面或排到雨水道。

雨水斗,天沟沉降缝,总目录,本章总目录,天沟外排水,天沟,溢流口,山墙,泄压管消能池检查井,一、屋面雨水排水方式,二、屋面雨水排水系统的布置2.1、内排水系统的布置连接管连接雨水斗与悬吊管的短管。

其管径不得小于雨水斗短管的管径，应牢固的固定在建筑物承重结构上，可采用铸铁管或钢管。

悬吊管悬吊管与连接管和雨水立管连接，一般沿桁架或梁敷设，并牢固地固定其上。

当采用多斗悬吊管时，一根悬吊管上设置的雨水斗不得多于4个。

其管径不得小于其雨水斗连接管管径，沿屋架吊设时不宜大于300mm，敷设坡度不得小于0.005.与雨水立管连接的悬吊管，不宜多于2根。

一、屋面雨水排水方式,二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、内排水系统的布置长度15m的悬吊管上设置检查口，其间距不宜20m，其位置宜靠近墙、柱，以利操作。

连接管与悬吊管、悬吊管与立管之间的连接管件采用45或90斜三通为宜。

立管立管宜沿墙、柱设置，牢靠固定。

立管一般采用铸铁管，石棉水泥接口，如管道有可能振动或工艺有要求时，可采用钢管焊接，外刷防腐漆。

立管管径不得小于与其连接的悬吊管管径，当立管连接2根或2根以上悬吊管时，其管径不得小于最大一根悬吊管管径。

一、屋面雨水排水方式,二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、内排水系统的布置排出管排出管管径不得小于立管管径。

管材宜采用铸铁管，石棉水泥接口。

当排出管穿越地下室墙壁时，应采取防水措施。

埋地管埋地管不得穿越设备基础及可能因水而发生危害的地下构筑物。

封闭系统的埋地管道，应保证严密、不漏水；

敞开系统的埋地管道起点检查井内，不宜接入生产废水排水管。

可采用非金属管，但立管至检查井的管段宜采用铸铁管。

雨水封闭系统埋地管在靠近立管处，应设水平检查口。

二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、内排水系统的布置检查井雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于清通，室内雨水埋地管之间要设置检查井。

设计时应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于0.7m。

检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上水流转角不得小于135。

具体方式见下页示意图所示,一、屋面雨水排水方式,检查井内接管方式,135,二、屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设2.1、内排水系统的布置为了有效分离出雨水排除时吸入的大量空气，避免敞开式内排水系统埋地管系统上检查井冒水，应在埋地管起端几个检查井与排出管之间设排气井，从排出管排出的雨水流入排气井后与溢流墙碰撞消能，流速大幅度下降，使得气水分离，水再经整流格栅后平稳排出，分离出的气体经放气管排放到一定空间，如图所示。

二、屋面雨水排水系统计算,一、雨水量计算二、溢流口排水量三、雨水排水系统的水力计算,一、雨水量计算屋面雨水量是设计计算雨水排水系统的重要数据。

二、屋面雨水排水系统计算,

（1）设计暴雨强度q设计暴雨强度公式中有设计重现期和屋面集水时间两个参数。

工业建筑可参考下页表各种数据确定。

（2）汇水面积屋面汇水面积一般较小，一般以m2计算。

屋面有一定的坡度，汇水面积应按照水平投影面积计算。

由于风力吹动，造成侧墙兜水，因此，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计算。

窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道和高层建筑裙房屋面的雨水汇水面积，应附加其高出部分侧墙面积的1/2。

排入雨水管的生产废水量如超过雨水量的50%，应计入雨水设计量中，一般将废水量按公式换算成“当量汇水面积”，即Fe=KQw（K为换算系数见P137页表5-22）。

二、溢流口排水量建筑屋面雨水排水工程应设溢流口、溢流堰、溢流管等溢流设施。

溢流排水不得危害建筑设施及行人安全。

溢流口排水是指在天沟末端山墙上开一孔口，溢流口排水量可按下式计算：

Q溢流口排水量，L/sH溢流口前堰上水头，mb溢流口宽度，mm流量系数，一般可采取320,三、雨水排水系统的水力计算

（1）檐沟外排水系统/普通外排水设计计算1.根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管。

2.计算每根立管的汇水面积；

3.求每根立管的泄流量；

4.按表确定立管的管径。

雨水立管最大设计泄流量,v天沟水流速度；

R水力半径；

I天沟坡度；

n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）,三、雨水排水系统的水力计算

（2）天沟外排水系统水力计算已知屋面需要排泄的雨水量及天沟坡度的情况下，确定天沟的断面尺寸、雨水斗及立管管径。

（1）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：

（2）天沟过水断面多是矩形或梯形，其尺寸应由计算确定。

为了排水安全可靠，天沟应有不小于100mm的保护高度，天沟起点水深不应小于80mm。

天沟的坡度：

视屋顶情况而定，一般采用0.0030.006,当天沟较长时，天沟坡度不能太大，但最小坡度不得小于0.003。

天沟的排水立管：

雨水立管最大设计泄流量,（5）溢流口：

天沟末端山墙、女儿墙上设置溢流口，用以排泄超过排水立管泄水能力的那部分雨水量，其排水能力按公式计算。

三、雨水排水系统的水力计算（3）内排水系统水力计算雨水内排水系统水力计算包括选择布置雨水斗，布置计算确定连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管的管径。

1.雨水斗渲泄流量与雨水斗前水深有关，随水深增大而增大，斗前水深一般不超过100mm。

下表是雨水斗前水深83.7mm时，一个雨水斗最大允许泄流量。

根据屋面雨水斗泄流量计算公式和表5-26计算,2.连接管：

管径一般和雨水斗相同，直接选用。

对于单斗系统，悬吊管、立管、排出横管的管径均与连接管管径相同。

3.悬吊管悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、雨水斗至立管的距,离有关。

连接雨水斗的数量越多，则雨水斗掺气量愈大，水流阻力大；

雨水斗至立管越远，则水流阻力愈大，悬吊管的排水量愈小。

一般单斗系统的泄水能力，可比同样情况下的多斗系统增大20%左右。

悬吊管的最大汇水面积见表5-27。

4.立管：

如果一根立管连接两根悬吊管时，应先计算立管的汇水面积F，再根据小时降雨厚度查表5-28确定立管管径,5.排出管管径一般与立管相同，为改善排水系统的泄水能力，也,可以比立管大一级。

6.埋地管埋地管按照重力流计算，采用建筑排水横管水力计算方,法，控制最大计算充满度和最小坡度。

埋地管最小管径200mm。

为排水通畅，坡度应不小于0.003。

敞开式排水系统按非满流设计，最大允许充满度在管径小于或等于300mm时为0.50；

管径350450mm时为0.65；

管径大于500mm时为0.80。

密闭式内排水系统按满流计算。

例题1已知A厂某厂房全长124m，跨度为18m，利用拱形屋架及大型屋面所形成的凹槽作为天沟。

天沟宽度为0.65m，天沟深度为0.30m，天沟内积水深度按0.15m计算，天沟坡度为0.006，天沟表面铺绿豆砂，粗燥系数n为0.025，天沟布置如同所示。

试计算天沟的排水量能否满足要求，选用雨水斗并确定立管管径及溢流口泄流量。

例题2,某厂房屋面天沟每段汇水面积为2023=460m2，采用单斗内排水系统，管道系统采用如图所示，当地雨量公式为,，试进行该雨水系统的水力计算（K1=1）。