建筑雨水排水系统ppt课件

1、第第6章章 建筑雨水排水系统建筑雨水排水系统 和生活排水区别：和生活排水区别：1.1.大气降水不可控制；大气降水不可控制；2.2.设计中的雨水重现期设计中的雨水重现期P P是一个定值是一个定值; ;3.3.雨水管道中的水气流动景象复杂雨水管道中的水气流动景象复杂; ;4.4.水质较好，具有利用潜力水质较好，具有利用潜力;(;(雨规雨规) ) 6.16.1建筑雨水外排水系统建筑雨水外排水系统6.1.16.1.1建筑雨水排水系统的分类建筑雨水排水系统的分类1.1.按建筑内部能否有雨水管道分类：按建筑内部能否有雨水管道分类：2.2.按雨水流态分类按雨水流态分类 埋地管内排水系统架空管内排水系统内排水

2、系统设雨水斗。没有雨水管道，屋面不外排水系统：建筑内部虹吸式系统吸压力流：满流，负压抽雨水斗系统重作用合，重力和负压抽吸双重力半有压流：气水混堰流斗系统壁流动重力无压流：重力下附873.3.按屋面排水条件分类：按屋面排水条件分类：4.4.按出户埋地横干管能否有自在水面分类：按出户埋地横干管能否有自在水面分类：5.5.按一根立管衔接的雨水斗数量分类：按一根立管衔接的雨水斗数量分类：无沟排水天沟排水檐沟排水密闭式排水系统敞开式排水系统多斗系统单斗系统6.1.2 建筑物雨水系统分类建筑物雨水系统分类 一、按管道设置位置一、按管道设置位置 1 1外排水外排水 1 1檐沟排水檐沟排水组成：檐沟、水落管组

3、成：檐沟、水落管 DN75mm DN75mm、100mm100mm。 普通普通d d为为8 816m16m， 工业建筑工业建筑d d可以到达可以到达24m24m。适用：普通住宅、普通公共建筑、适用：普通住宅、普通公共建筑、小型单跨厂房。小型单跨厂房。 檐沟雨水斗承水斗雨落管雨水沟连接管检查井有女儿墙屋面（内檐沟）有女儿墙屋顶（外檐沟）檐沟外排水檐沟外排水 2 2天沟外排水：天沟外排水：雨水雨水屋面屋面天沟天沟雨水斗雨水斗立管立管地面或地面或管道管道适用：长度不超越适用：长度不超越100m100m的多跨工业厂房的多跨工业厂房2 2内排水内排水组成：雨水斗、衔接纳、悬吊管、立管、组成：雨水斗、衔接

4、纳、悬吊管、立管、 排排出管、埋地横管、检查井。出管、埋地横管、检查井。 雨水斗：设整流格栅安装，防止构成过大的漩涡，雨水斗：设整流格栅安装，防止构成过大的漩涡，稳定斗前水位，减少掺气，并拦隔树叶等杂物。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衔接纳道面积的格栅进水孔的有效面积是衔接纳道面积的2-2.52-2.5倍。倍。 虹吸式雨水斗虹吸式雨水斗 序序号号规格规格虹吸式虹吸式雨水斗雨水斗设计流量（设计流量（L/SL/S）普通普通重力式重力式雨水斗雨水斗设计流量（设计流量（L/SL/S）1 1DN50DN506 62.42.42 2DN70DN7011114.64.63

5、3DN110DN110282811.511.54 4DN160DN160666626.526.55 5DN200DN20010610642.742.7 2 2衔接纳：与雨水斗同径衔接纳：与雨水斗同径100mm100mm。 3 3悬吊管：悬吊管：i0.005i0.005，铸铁，固定在墙梁衍架上。，铸铁，固定在墙梁衍架上。 4 4立管：与悬吊管同径，且不宜大于立管：与悬吊管同径，且不宜大于300mm,300mm, 距地面距地面 1.0m 1.0m设检查口。设检查口。 5 5排出管：排出管：DNDN立管管径。立管管径。 6 6埋地横管：埋地横管：200 DN600200 DN600 7 7附属构筑物

6、：附属构筑物： 检查井检查井敞开式；敞开式； 检查口井检查口井封锁式；室内封锁式；室内a.a.溢流口：设在天沟顶端，比天沟上檐低溢流口：设在天沟顶端，比天沟上檐低50-100mm50-100mm。b.b.检查井：适用于敞开式内排水系统。检查井：适用于敞开式内排水系统。c.c.检查口井：适用于密闭式内排水系统。检查口井：适用于密闭式内排水系统。d.d.排气井：设在埋地管起端检查井与排出管间，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，气水分别。水流与溢流墙碰撞消能降速，气水分别。6.1.3雨水排出系统的选用雨水排出系统的选用选择原那么：选择原那么：1.1.迅速、及时地将屋

7、面雨水排至室外。迅速、及时地将屋面雨水排至室外。2.2.尽量减少和防止非正常排水溢流、冒水。尽量减少和防止非正常排水溢流、冒水。3.3.平安、经济平安、经济 选择顺序：选择顺序：1.1.雨水系统的平安性顺序雨水系统的平安性顺序密闭式系统敞开式系统；密闭式系统敞开式系统；外排水系统内排水系统；外排水系统内排水系统；8787型重力流系统虹吸式压力流系统堰流式重力流型重力流系统虹吸式压力流系统堰流式重力流系统系统2.2.雨水系统的经济性顺序：雨水系统的经济性顺序：虹吸式压力流系统虹吸式压力流系统8787型重力流系统堰流式重力流型重力流系统堰流式重力流系统系统 屋面雨水系统的特点比较堰流斗系统堰流斗系

8、统 8787斗系统斗系统 虹吸式系统虹吸式系统 设计流态设计流态附壁膜流附壁膜流重力流重力流（不考虑压力）（不考虑压力） 气水混合流气水混合流重力流重力流( (考虑压力考虑压力) ) 水单相流水单相流 有压流有压流 雨水斗形式雨水斗形式 自由堰流式自由堰流式 8787或或65 65 淹没进水淹没进水 超设计重现超设计重现期雨量排出期雨量排出 必须通过必须通过溢流溢流。超量雨水会产生超量雨水会产生压力，损坏系统压力，损坏系统 系统本身设计系统本身设计方法考虑了排方法考虑了排超量雨水超量雨水 主要通过主要通过溢流溢流设计充分利用水头，设计充分利用水头，超量雨水难入超量雨水难入适用特点：适用特点：1

9、.1.优先思索优先思索 ？ 排水。建筑师排水。建筑师2.2.屋面集水优先思索天沟方式，雨水斗应设置屋面集水优先思索天沟方式，雨水斗应设置于天沟内。于天沟内。3. 3. ？系统适用于大型屋面的库房、工业厂房、？系统适用于大型屋面的库房、工业厂房、公共建筑等。公共建筑等。4.4.不允许室内冒水的建筑，应采用？系统或？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。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. 冰冷地域应尽量采用？系统。7. 单斗与多斗系统比较：普通情况下，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留意：

10、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衔接。6.2 雨水内排系统流动的物理景象雨水内排系统流动的物理景象 一、单斗系统一、单斗系统 1. 1.雨水斗泄流形状雨水斗泄流形状 Q Q泄流量；泄流量； h h天沟水深；天沟水深； P P雨水斗入口处压力；雨水斗入口处压力；KK掺气比。掺气比。 按降雨历时，雨水斗泄流形状按降雨历时，雨水斗泄流形状分三个阶段：分三个阶段： 初始阶段初始阶段 Q-h: Q Q-h: Q、hh缓慢。缓慢。 Q-K: K Q-K: K 急剧，在急剧，在tAtA处到处到达最大。达最大。 Q-P Q-P： P P缓慢。缓慢。 水气两相

11、重力流水气两相重力流 Att 0过渡阶段过渡阶段 Q-h Q-h：h h 缓慢近似线性缓慢近似线性, Q , Q 速率小。速率小。 Q-K Q-K：KK，tBtB时时 K=0 K=0。 Q-P Q-P： P P较快。较快。 水气两相压力流水气两相压力流 饱和阶段饱和阶段 Q-h Q-h： Q 0 Q 0。 Q-K: K=0 Q-K: K=0，Q 0Q 0，hh，泄水由抽力，泄水由抽力进展。进展。 单相压力流。单相压力流。BAtttBtt 3.3.悬吊管系统水气流形状悬吊管系统水气流形状 压力形状：压力形状：1 1天沟水深较小时天沟水深较小时 自在堰流形状，空气贯穿，非满流自在堰流形状，空气贯穿

12、，非满流重力流；重力流；2 2天沟水位添加天沟水位添加 泄流量增大，气水两相流壅水泄流量增大，气水两相流壅水) )。3 3压力流形状：满流时为压力流。压力流形状：满流时为压力流。4.4.立管的水气流动形状立管的水气流动形状 是附壁水膜重力流是附壁水膜重力流 气水两相流，立管上部为负压区，下部气水两相流，立管上部为负压区，下部为正压区为正压区 抽吸作用抽吸作用 完全的两相流完全的两相流 立管的下部呈立管的下部呈现正压形状。现正压形状。普通情况：气水两相流形状；雨量较大，又没有溢水口时普通情况：气水两相流形状；雨量较大，又没有溢水口时 单相压力流形状。单相压力流形状。4.排出管的水气流动形状 转弯

13、处发生壅水 水跃，水流动摇猛烈，泄流量降低 立管下半部产生正压5.埋地管水气流动形状 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别出来 气室 气室逐渐增 水流为气水两相的有压非满流 提高排水才干。6.2.2多斗雨水排水系统多斗雨水排水系统特点：屋面降雨均匀，雨水斗直径特点：屋面降雨均匀，雨水斗直径D和汇水面积和汇水面积F一样一样情况下，一根悬吊管上，处于不同位置的雨水斗，泄情况下，一根悬吊管上，处于不同位置的雨水斗，泄流才干不同。流才干不同。 实测：近斗泄流才干为远斗泄流才干的数十倍，实测：近斗泄流才干为远斗泄流才干的数十倍， 远斗受立管负压抽吸影响小。多

14、设雨水斗无实践意远斗受立管负压抽吸影响小。多设雨水斗无实践意义。义。 结论：结论：1.雨水斗间距不宜过大，近立管雨水斗尽量接近立管；雨水斗间距不宜过大，近立管雨水斗尽量接近立管；2.雨水斗不宜超越雨水斗不宜超越2个，最多不超越个，最多不超越4个；个；6.3雨水排水系统的水力计算雨水排水系统的水力计算6.3.16.3.1雨水量计算雨水量计算 1.1.设计暴雨强度设计重现期：设计暴雨强度设计重现期： 根据消费工艺及建筑物性质决议，根据消费工艺及建筑物性质决议， 普通性建筑取普通性建筑取2 25 5年；年； 重要建筑采用重要建筑采用1010年年降雨历时：降雨历时：a.a.屋面雨水排水管道按照屋面雨水

15、排水管道按照5min5min计算计算b.b.居住小区雨水管道设计降雨历时等于地面集流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时间加上折减系数与管道内雨水流行时间的乘积。乘积。21Mttt2.2.汇水面积坡顶屋面：按程度投影面积计算；侧墙及汇水面积坡顶屋面：按程度投影面积计算；侧墙及窗井：垂直面积的窗井：垂直面积的1/2 1/2 。例题：以下图为一栋建筑的屋面平面图，标高为例题：以下图为一栋建筑的屋面平面图，标高为19.50m19.50m处的屋面的汇水面积是处的屋面的汇水面积是 A 1000 A 1000 ； B 1500 B 1500 ； C 1750 C

16、 1750 ； D 2000 D 2000 3.雨水量计算公式雨水量计算公式 雨水设计流量雨水设计流量 L/s； 设计降雨强度设计降雨强度L/sha； 径流系数，建筑屋面可采用径流系数，建筑屋面可采用= 0.9； 汇水面积。汇水面积。 按小时降雨厚度计算：按小时降雨厚度计算： 雨水斗排泄雨水面积雨水斗排泄雨水面积。时的小时降雨厚度，hmmhFhQ/min536005510000wjyFqqyqjqFQhF53600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

17、 3.15； D 4.73。1.雨水斗泄流量2.天沟流量3.横管4.立管5.压力流6.溢流口计算 6.3.2系统计算原理与参数系统计算原理与参数1 1雨水斗泄流量计算雨水斗泄流量计算( (重力形状下重力形状下) )( (半有压流和压力流形状下半有压流和压力流形状下) ) 252 hgDQ）（PH2d412gQ雨水斗最大泄流量L/S雨水斗形式 DN50DN70DN100DN150DN200虹吸式6122587式 单斗816325287式多斗6122640堰流斗见厂家QhF53600 雨水斗排泄雨水面积附表6-62.天沟流量明渠均匀流公式vwQ21321IRnv 天沟壁面材料粗糙度系数n天沟壁面材

18、料粗糙度系数n水泥砂浆光滑抹面 0.011喷浆护面0.016-0.021普通水泥砂浆抹面 0.012-0.013不整齐表面0.020无抹面0.014-0.017豆砂沥青表面0.025各种抹面天沟粗糙度系数3.3.横管圆管均匀流横管圆管均匀流包括悬吊管、横干管和出户管包括悬吊管、横干管和出户管 V V：管内流速，：管内流速，0.75m/s0.75m/s 出户至检查井出户至检查井 1.8m/s1.8m/sn n：粗糙系数：塑料管：粗糙系数：塑料管0.010 0.010 铸铁管铸铁管0.0140.014 混凝土管混凝土管0.0130.013R R：水力半径：水力半径 悬吊管悬吊管 h/D=0.8 h

19、/D=0.8 横干管横干管 满流满流计算计算h/D=1.0h/D=1.0 vwQ21321IRnv I I：水力坡度：水力坡度重力流：按看管道敷设坡度计算重力流：按看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：与横管两端压力差有关LhhI/ )(mmhOmHOmHh高差，埋地横干管两端的几何。几何高差，雨水斗和悬吊管末端的，取正压，埋地横干管起端的最大，取，悬吊管末端的最大负压0 . 15 . 022重力半有压流立管的最大允许泄流量重力半有压流立管的最大允许泄流量4.4.立管立管 a. a.重力流形状下重力流形状下 立管按照水膜流计立管按照水膜流计算算 b. b.重力半有压

20、流下重力半有压流下 按照水塞流按照水塞流计算计算管径mm75100150200250300流量Ls1012192542557590135155220240d3835617890kpQ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 10485. 1-4.8785. 1-893. 2QdCRjhgqjdhC5.5.压力流虹吸式压力流虹吸式 衔接纳、悬吊管、立管、埋地横干管都按照衔接纳、悬吊管、立管、埋地横干管都按照满流设计满流设计1 1沿程阻力损失沿程阻力损失g2v10

21、2hj2部分阻力损失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LLRHEoo081. 9kPaim/simi)2(8 . 9hvHiii2断面的总阻力损失，雨水斗顶面至断面处管内流速，断面的高度差，雨水斗顶面至断面处管内的压力iPhvHPiiiii4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管的衔接处。选用金属管时，最大允许负压为-90kPa。塑料管为-70-80kPa。 kPam/sm)2(8 . 9hvHnnn2n，口处系统的总阻力损失雨水斗顶面至排水管出，排出管出口的

22、管道流速口的高度差，雨水斗顶面至排水管出断面处管内的压力iPhvHP5系统的余压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压力余量宜稍大于10kPa。 6.6.溢流口计算溢流口计算 功能：雨水系统事故时排水和超量雨水排除。功能：雨水系统事故时排水和超量雨水排除。 最不利思索，溢流口的排水才干不应小于最不利思索，溢流口的排水才干不应小于5050年年重现期重现期81. 9g385-mmhmbL/s223重力加速度，流量系数，取值溢流

23、孔口高度，溢流口宽度，大降雨量，溢流口服务面积内的最QgmbQh6.3.3设计计算步骤设计计算步骤1.1.普通外排水系统普通外排水系统 1 1根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管间距立管，立管间距8-12m8-12m。2 2计算每根立管的汇水面积。计算每根立管的汇水面积。3 3求每根立管的泄水量；求每根立管的泄水量；4 4按照堰流式斗雨水系统查附录按照堰流式斗雨水系统查附录6.46.4确定立确定立管管径。管管径。2.2.天沟外排水天沟外排水校核天沟的泄流才干，检验暴雨重现期校核天沟的泄流才干，检验暴雨重现期P P或计或计算天沟长度等算天沟长度等1 1天

24、沟布置：确定分水线、每条分水线的天沟布置：确定分水线、每条分水线的面积面积2 2确定天沟断面确定天沟断面 矩形、梯形、半圆形、三角形矩形、梯形、半圆形、三角形3 3计算水流速度计算水流速度 曼宁公式曼宁公式4 4计算需求排除的雨水量计算需求排除的雨水量5 5溢流口溢流口 堰流公式堰流公式1000051wyFqKq例题：例题：某普通性公共建筑全长某普通性公共建筑全长90m90m，宽，宽75m75m，屋面设有，屋面设有6 6条天沟，每条天条天沟，每条天沟承当的汇水面积皆一样。知每条天沟长沟承当的汇水面积皆一样。知每条天沟长43m43m，宽，宽B=0.30mB=0.30m，积水深度积水深度H=0.1

25、5mH=0.15m，坡度，坡度I=0.006I=0.006，粗糙系数，粗糙系数n=0.025n=0.025；假设；假设该建筑物屋面径流系数为该建筑物屋面径流系数为0.90.9，雨水设计重现期取雨水设计重现期取4 4年时，年时，5min5min暴雨强度为暴雨强度为240L/240L/s104s104， 重现期为重现期为1010年时，年时，5min5min暴雨强度为暴雨强度为520 L/520 L/s104s104，那么该屋面天沟设计，那么该屋面天沟设计 a.a.天沟的允许泄流量为天沟的允许泄流量为25L/s25L/s，可满足，可满足4 4年设计重现期雨水的排放年设计重现期雨水的排放要求，但不满足

26、要求，但不满足1010年重现期雨水的排放要求年重现期雨水的排放要求b.b.天沟的允许泄流量为天沟的允许泄流量为45L/s45L/s，可满足，可满足1010年重现期雨水的排放要年重现期雨水的排放要求求c.c.天沟的允许泄流量为天沟的允许泄流量为45L/s45L/s，可满足，可满足4 4年设计重现期雨水的排放年设计重现期雨水的排放要求，但不满足要求，但不满足1010年重现期雨水的排放要求年重现期雨水的排放要求d.d.天沟的允许泄流量为天沟的允许泄流量为25L/s25L/s，不满足，不满足4 4年设计重现期雨水的排放年设计重现期雨水的排放要求要求3.3.重力流和半有压流内排水系统重力流和半有压流内排

27、水系统1 1雨水斗雨水斗 最大排水才干，泄流面积；最大排水才干，泄流面积；2 2衔接纳：衔接纳： 普通不用计算，与雨水斗一样的直径即可，但不普通不用计算，与雨水斗一样的直径即可，但不得小于得小于100 mm100 mm。3 3悬吊管：悬吊管： 非满流设计，设计充溢度不宜大于非满流设计，设计充溢度不宜大于0.80.8，管内设，管内设计流速不宜小于计流速不宜小于0.75m/s0.75m/s4 4立管管径同悬吊管管径。立管管径同悬吊管管径。5 5排出管和其它横管排出管和其它横管LhhI/ )(4.4.虹吸式屋面雨水排水系统设计计算虹吸式屋面雨水排水系统设计计算见教材例题见教材例题1 1计算屋面总的汇

28、水面积；计算屋面总的汇水面积；2 2计算总汇水面积上的降雨量；计算总汇水面积上的降雨量； 3 3确定雨水斗的口径和数量；确定雨水斗的口径和数量；4 4布置雨水斗，组成屋面雨水排水管网系统；布置雨水斗，组成屋面雨水排水管网系统；5 5绘制水力计算草图，标注各管段的长度，雨水斗、悬吊绘制水力计算草图，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；管和埋地干管起端与末端的标高；4.管道的泄流才干(单斗) 列1-1与2-2断面方程： hgvrPZgvrPZ2222222111gvgvLdgvgrhHs22200200222222)1 (222dLgvhHs)1 (2LdhHgvs)1 ()(242LdhHgdvQs7 7估算悬吊管的单位管长的阻力损失；估算悬吊管的单位管长的阻力损失；8 8初步确定管径。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6.56.5虹吸式雨水管道水力计算表，初步确定悬吊管管径。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，立管管径普通可比悬吊管末端管径小一号。管径普通可比悬吊管末端管径小一号。9 9列表进展水力计算求出各管段的