第5章 建排-雨水课件

第5章建筑雨水系统1§5-1建筑物雨水系统分类与排除方式一、系统分类

1.按雨水在管道内的流态分为：⑴重力无压流（附壁膜流）（堰流斗系统）⑵重力半有压流（气水混合流）（过渡流态）（87雨水斗系统）⑶压力流（水一相流）（虹吸式系统）2.按屋面的排水条件分为：⑴檐沟排水（屋面面积较小，檐下设沟槽）⑵天沟排水（面积大且曲折，屋面设天沟）⑶无沟排水3.按出户横管是否有自由水面分为：⑴密闭系统（压力流，密闭的管道连接）⑵敞开系统（非满流的重力流，可与生产废水合用，暴雨时会冒水）2

4.按管道的设置位置分为：⑴外排水系统：屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道⑵内排水系统：屋面设雨水斗，建筑物内部有雨水管道5.按一根立管连接的雨水斗数量分为：⑴单斗系统⑵多斗系统二、系统组成

1.雨水斗⑴作用一种雨水由此进入排水管道的专用装置，使天沟水位稳定、水面旋涡较小，水位波动幅度约l～2mm，掺气量较小⑵设置天沟或屋面的最低处3⑶类型Ⅰ重力式雨水斗

由顶盖、进水格栅（导流罩）、短管等构成，有65式、79式和87式3种，其中87式雨水斗的进出口面积比（雨水斗格栅的进水孔有效面积与雨水斗下连接管面积之比）最大，斗前水位最深，掺气量少，水力性能稳定，能迅速排除屋面雨水。

4567Ⅱ虹吸式雨水斗由顶盖、进水格栅、扩容进水室、整流罩（二次进水罩）、短管等组成。为下沉式，进入扩容进水室的雨水经整流罩进入排出管，空气被整流罩阻挡，不能进入排水管。所以，排水管道中是全充满的虹吸式排水。892.管道系统⑴普通外排水①组成：檐沟（墙外或屋面）和水落管②落管间距民用8～12米工业18～24米③特点Ⅰ简单、价低Ⅱ安全、不冒水、不漏水④适用场所Ⅰ普通住宅Ⅱ一般公共建筑Ⅲ小型工业厂房雨水斗承雨斗檐沟立管10⑵天沟外排水

①组成；天沟、雨水斗、水落管②特点：

Ⅰ较安全（管道不穿过屋面）Ⅱ价低Ⅲ增加结构负荷（天沟坡度、垫层）Ⅳ天沟积灰、水落管冻裂③适用场所屋面曲折的长度小于100米的多跨厂房11天沟布置图天沟消能池检查井雨水斗沉降缝1213⑶内排水①组成：雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管、附属构筑物。（不一定都有）②适用场所

Ⅰ跨度大、特别长、屋面曲折的多跨工业厂房Ⅱ屋面设天沟困难的锯齿形、薄壳形、有天窗的建筑物Ⅲ建筑立面要求高的大屋面建筑物Ⅳ寒冷地区墙外设立管有困难的建筑物1415三、建筑物雨水系统的选用

1.雨水系统优劣排序⑴按安全可靠性：（包括：室内地面不冒水、屋面溢水频率低、管道不漏水不冒水）①密闭式系统→敞开式系统②外排水系统→内排水系统③87斗重力流系统→虹吸式系统→堰流斗重力流系统⑵按经济性：（经济是指：在满足安全的前提下，系统的造价低，寿命长。）虹吸式系统→87斗半压力流系统→堰流斗重力流系统162.雨水系统的选用⑴檐沟外排水宜按重力流设计⑵长天沟外排水宜按满管压力流设计⑶高层建筑屋面宜按重力流设计⑷工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面宜按压力流设计

⑸居住小区按重力流17§5～2雨水排水系统中的水气流动物理现象1.没有能量输入雨水从屋面流到室外的雨水井或地面，其间没有能量输入2.管内水流状态随着雨水斗斗前水深h的不断增加，会出现三种流态⑴重力无压流；⑵重力半有压流；⑶压力流（虹吸流）3.造成管内水流状态和压力波动的原因掺气量，即进入雨水管道的空气量的多少4.影响管内流态的因素：⑴天沟距埋地管的位置高度H⑵斗前水深h与降雨历时、汇水面积和天沟水深有关⑶悬吊管⑷管径、长度、坡度⑸立管管径等18一、单斗系统

①降雨开始降落屋面、屋面径流、天沟、雨水斗②降雨历时延长斗前水深不断增加进气口不断减小泄流量、压力、和掺气比随之发生变化③按降雨历时t，系统的泄流状态可分为三个阶段：Ⅰ降雨开始到掺气比最大的初始阶段（0≤t＜ta）Ⅱ掺气比最大到掺气比为零的过渡阶段(ta≤t＜tb）Ⅲ不掺气的饱和阶段(t≥tb)。19①天沟水深Ⅰ降雨初期较浅Ⅱ随着汇水面积的增加，天沟水深增加较快Ⅲ暴雨强度的减小，增长速度变缓1.初始阶段（0≤t＜ta，α＜1/3)⑴雨水斗和连接管tQaQbhhahb20②雨水斗泄流量Ⅰ增加较快，Ⅱ增长速度变缓ttatbQaQb21③掺气比Ⅰ水深较浅，斗前水面稳定，进气面积大，进气量大Ⅱ因泄水量较小，所以掺气比急剧上升，到ta时达到最大。KaK=Q气/Q水KbQaQb22④压力因泄水量较小，充水率α＜1/3，雨水在连接管内呈附壁流或膜流，管中心空气畅通，管内压力很小且变化缓慢，约等于大气压力PpapbQaQb23⑵悬吊管与立管①悬吊管Ⅰ泄水量较小，充满度很小，呈现有自由水面的波浪流、脉动流、拉拨流,Ⅱ水面上的空气与大气自由流通，管内压力变化很小

24②立管Ⅰ管径与连接管相同，立管内是附壁水膜流Ⅱ管径与连接管相同，流速大，挟带一部分空气向下流动Ⅲ其空间由空气来补充，立管内压力变化也很小⑶埋地干管因管径、泄水量与悬吊管相同，管内的流态和压力与悬吊管相似是充满度很小有自由水面的波浪流、脉动流，系统内压力变化很小25结论：由以上分析可以看出，单斗雨水系统的初始阶段Ⅰ雨水排水系统的泄流量小Ⅱ管内气流畅通，压力稳定，雨水靠重力流动Ⅲ是水气两相重力无压流

26①天沟水深水深增加近似呈线性关系（随着汇水面积增加，泄流量随斗前水深的逐渐增加而加大）2.过渡阶段（ta≤t＜tb，1/3≤α＜1）⑴雨水斗和连接管tQaQbhhahb27②雨水斗泄流量泄流量的增长速率越来越小（因泄流量逐渐增加，而管道断面积固定不变）ttatbQaQb28③掺气比急剧下降Ⅰ雨水斗上方生成漏斗状的立轴旋涡（因大气压力、地球引力和地球自转切力的共同作用）Ⅱ斗前水面波动大Ⅲ旋涡逐渐收缩（随着雨水斗前水位的上升，漏斗逐渐变浅）Ⅳ掺气比急剧下降(进气面积和掺气量逐渐减小，泄流量增加，到tB时掺气比为零。)KaK=Q气/Q水KbQaQb29④压力压力增加较快（泄水量增加和掺气量减少，管内频繁形成水塞，出现负压抽力）PpapbQaQb30⑵悬吊管与立管①悬吊管Ⅰ.流态进入悬吊管后流速减小，空气充分混合，形成没有自由水面的满管气泡流、满管气水乳化流，管内压力波动大Ⅱ.负压不断增大（悬吊管的水头损失迅速增加，因可利用的水头几乎不变）Ⅲ.管内压力分布起端呈正压，末端和立管的上部呈负压，悬吊管与立管连接处负压最大31②立管Ⅰ.气水混合物流入立管后流速增加，但不足部分不能由空气来补充Ⅱ.为达到平衡，抽吸悬吊管内的水流，水气紊流混合。形成水塞流、气泡流、气水乳化流Ⅲ.管内压力分布上负下正近似呈线性关系可利用的水头迅速增加速度远大于管道水头损失的增加速度）Ⅳ.立管底部正压力最大横干管内的流速比立管小，水气在立管下部进行剧烈的能量交换，水气完全混合32⑶埋地干管

①起端形成水跃高速挟气水流进入密闭系统的埋地管后，流速急骤减小，其动能的绝大部用于克服水流沿程阻力、转变为水壅，形成水跃②水流掺气现象激烈水中挟带的气体随水流向前运动的同时，受浮力作用作垂直运动扰动水流，使水流掺气现象激烈，形成满管的气水乳化流，导致水流阻力和能量损失增加③中后段水流在在液面上形成有压气室向前流动过程中，水中气泡的能量减小，逐渐从水中分离出来，聚积在管道断面上部形成有压气室，产生的水力坡度，增加了埋地管的排水能力④敞开式内排水系统埋地管的起端，因管径小，检查井内的雨水极易从井口冒出，造成危害33结论:由以上分析可以看出，单斗雨水系统的过渡阶段Ⅰ泄流量较大，Ⅱ管内气流不畅通，管内压力不稳定，变化大Ⅲ雨水靠重力和负压抽吸流动，Ⅳ是水气两相重力半有压流34①天沟水深天沟水深淹没雨水斗，管内满流,天沟水深急剧上升3.饱和阶段（t≥tb，α＝1）⑴雨水斗和连接管tQaQbhhahb35②雨水斗泄流量

Ⅰ.泄流量达到最大，基本不再增加Ⅱ.雨水斗安装高度不变，天沟水深增加所产生的水头不足以克服因流量增加在管壁上产生的摩擦阻ttatbQaQb36③掺气比天沟水深淹没雨水斗，雨水斗上的漏斗和旋涡消失，不掺气，管内满流KaK=Q气/Q水KbQaQb37④压力泄水主要由负压抽力进行，所以雨水斗和连接管内为负压。PpapbQaQb38⑵悬吊管与立管①水一相流雨水斗完全淹没不进气②管内压力Ⅰ悬吊管起端管内压力可能是负压也可能是正压。随悬吊管的延伸,管内压力逐渐减小，负压值增大，至悬吊管与立管的连接处负压值最大，形成虹吸Ⅱ立管与过渡阶段后期相似，由负压逐渐增加到正压。在立管与埋地管连接处达到最大正压。39⑶埋地干管①正压值逐渐减少：埋地干管向前流动过程中，水头损失不断增加，而可利用水头H不变，所以，埋地干管正压值逐渐减少，至室外雨水检查井处压力减为零②从屋面雨水斗斗前的进水水面至埋地干管排出口的总高度差，即有效作用水头H，全部用尽40结论：由以上分析可以看出，单斗雨水系统饱和阶段Ⅰ的雨水斗完全淹没，不掺气Ⅱ管内满流不掺气Ⅲ雨水排水系统的泄流量达到最大Ⅳ雨水主要靠负压抽吸流动，是水一相压力流41

单斗系统总的结论：①压力流状态下系统的泄流量最大，重力流时泄流量最小②天沟位置高度、天沟水深、管道摩阻及雨水斗的局部阻力是影响重力半有压流和压力流状态雨水排水系统的泄水能力的因素③天沟位置高度是最主要的影响因素，垂直距离越大，产生的抽力越大，泄水能力也就越大④系统最大负压在悬吊管与立管的连接处，最大正压在立管与埋地横干管的连接处42二.多斗雨水排水系统1.初始和过渡阶段（重力流和重力半有压流）⑴水流状态①从连接管落入悬吊管的雨水，产生向下冲击力，在连接管与悬吊管的连接处，水流呈八字形，向上游产生回水壅高，对上游雨水的排放产生阻隔和干扰作用②回水线长度Ⅰ与泄流量、管内压力、管径、坡度有关Ⅱ初始阶段泄流量小，管内空气流通，气压稳定，回水线长Ⅲ随泄流量的增加，管内产生负压抽吸，回水线缩短③每个雨水斗的泄流量不同与悬吊管上雨水斗的个数、该雨水斗与排水立管的距离，以及与其他雨水斗的相互距离有关43⑵实验分析立管高度为4.2m，天沟水深为40mm时多斗雨水排水系统泄流量的实测资料，图中数据为泄流量，单位为L／s。

44由图中的数据可以看出①雨水斗离立管近，则泄水能力大Ⅰ.负压抽吸作用大Ⅱ.水头损失小Ⅲ.受其他雨水斗的阻挡和干扰少45②两个雨水斗距离越远，离立管远的雨水斗泄流量越小（b、c、d、e），但总泄流量基本相同46③两个雨水斗间距相同(a和c)，距离立管不同时，两个雨水斗泄流量的比值基本相同，总泄流量不同47④多个雨水斗时（f），第3个及其以后的雨水斗形同虚设。48重力半有压流状态结论

①一根悬吊管连接的雨水斗不宜过多②雨水斗之间的距离不宜过大③近立管雨水斗应尽量靠近立管492.饱和阶段（压力流、虹吸流）压力流状态结论

⑴每个雨水斗都被淹没，空气不会进入系统，系统内为水一相流⑵悬吊管和立管上部负压值达到最大，抽吸作用大，系统内水流速度大⑶悬吊管下游雨水斗的泄流不会向上游回水，对上游雨水斗排水产生的阻隔和干扰很小⑷各雨水斗得泄流量相差不多

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⑸系统内水流速度大，泄流量远大于初始和过渡阶段的重力流和重力半有压流。⑹保持悬吊管上节点压力平衡下游某雨水斗到悬吊管的距离小于上游雨水斗到这一点的距离，为，应增加下游雨水斗到悬吊管的水头损失⑺铸铁管或承压塑料管因悬吊管和立管上部负压值很大，为保证安全，防止管道损坏51

§5—3雨水排水系统布置与敷设一、原则

应将雨水以最短距离就近排至室外二、一般规定

1.阳台、高层建筑的裙房应单独排放；2.建筑屋面各汇水范围内，雨水排水立管不宜少于2根；3.屋面雨水排水系统应设雨水斗；4.系统以伸缩缝、沉降缝、天沟为分水线；雨水斗悬吊管宜对称布置。单斗天沟长度小于50m；

5.小区雨水口布置在道路交叉处（不过道路）、低洼处（不积水），排水量大处；6.立管在地面以上1m处及长度大于15m的悬吊管和埋地管，应设清扫或检查口，悬吊管和埋地管上的清扫口间距不得大于20m7.高跨雨水流至低跨屋面，当高差在一层及以上时，宜采用管道引流。防止对屋面产生冲刷；8.承压雨水横管和立管(金属或塑料)当其直线长度较长时，应设伸缩器52三、堰流斗（65式）系统

1.采用自由堰流式雨水斗，材质宜为金属。可承接不同高度的雨水斗2.管道最小坡度应满足自净(最小)流速的要求3.下游管段管径不得小于上游管段管径4.必须设溢流口等溢流设施，确保超设计重现期雨水不会进入雨水斗。溢流设施的排水能力应满足事故(比如雨水口或管道堵塞)排水和50年重现期的降雨量。溢流口底面不得高于(应低于)斗前设计水位5.屋面天沟排水时溢流口宜设于天沟末端，屋面坡底排水时溢流口设于坡底一侧。设在女儿墙用以控制斗前水位的溢流口距雨水斗不超过2m53四、87雨水斗系统

1.采用87型和65型雨水斗，材质宜为金属2.一根悬吊管上设置的雨水斗不得多于4个3.立管承接的雨水斗宜在同一楼层位上。当系统的设计流量小于立管的负荷能力时，可将不同高度的雨水斗接入同一立管，但最低雨水斗距立管底端的高度，应大于最高雨水斗距立管底端高度的2／34.悬吊管及其他横管的坡度不小于0.005

5.下游管段管径不得小于上游管段管径6.采用承压管道（金属管、塑料管、钢塑复合管）、管配件(包括伸缩器)和接口，额定压力不小于建筑高度静水压，并能承受0.5个大气压力的真空负压7.应在立管与埋地干管之间设排气井，用于消能、整流、汽水分离、排气。埋地横干管上设检查口井，防止冒水54五、虹吸式排水系统1.采用淹没式（虹吸式）雨水斗，材质宜为金属。雨水斗应设于天沟内或直接埋设于屋面2.雨水斗宜在同一水平面上。各雨水立管宜单独排出室外3.必须设溢流口，溢流设施的排水能力应满足事故(比如雨水口或管道堵塞)排水和50年重现期的降雨量4.采用承压管道（金属管、塑料管、钢塑复合管）、管配件(包括伸缩器)和接口，额定压力不小于建筑高度静水压，并能承受0.9个大气压力的真空负压55六、虹吸式排水系统的特点1.可充分利用屋面至地面排出管的位能，提高管内流速，减小管径，比重力排水系统的管径小2.悬吊管可水平敷设，占用空间小，设计和施工方便3.悬吊管没有坡度，为管道安装提供方便和灵活性，节约了宝贵的建筑空间4.减少与室外管道的连接管和室内埋地管，地下部分工作量少

5.由于高的流速，系统保持较好的自清作用6.采用同样的排水管材，比重力排水系统节约工程造价。7.一根悬吊管可以接入的雨水斗数量不受限制（悬吊管的长度可达150m），立管的数量少。适合于面积大、跨度大的建筑物。56§5—4雨水排水系统的水力计算一、雨水量计算

与三个因素有关：

Q=f（q、F、ψ）1.暴雨强度q

（或h）⑴降雨历时t=5分钟57⑵设计重现期T（a）①87斗系统的设计重现期宜取表中的低限值②虹吸式系统、堰流斗系统的设计重现期应不低于表中的上限值③敞开式内排水雨水系统的设计重现期视室内地面冒雨水产生的损害程度而定汇水区域名称设计重现（a）屋面一般性建筑2～5重要公共建筑≥10室外场地居住小区1～3车站、码头、机场的基地2～5下沉式广场、地下车库坡道出入口5～50582.汇水面积（F）

⑴以m2计；⑵一般坡度的屋面雨水的汇水面积按屋面水平投影面积计算

59⑶高出汇水面的侧墙，应将侧墙面积的1／2折算为汇水面积F1F2F=F1+0.5F260⑷同一汇水区内高出的侧墙多于一面时，按有效受水侧墙面积的1／2折算汇水面积61⑸半球形屋面或斜坡较大的屋面，其汇水面积等于屋面的水平投影面积与竖向投影面积的一半之和623.径流系数：屋面取0.9～1.04.雨水设计流量计算（l/s）（l/s）63二、系统计算原理与参数

1、雨水斗⑴自由堰流重力流状态雨水斗泄流量与

①雨水斗进水口直径有关②斗前水位有关可按环形溢流堰公式计算式中：Q——通过雨水斗的泄流量，m3／s；μ——雨水斗进水口的流量系数，取0.45；D——雨水斗进水口直径，m；h——雨水斗进水口前水位(简称斗前水位)，m.Dh64⑵压力流状态雨水斗泄流量

式中Q——雨水斗出水口泄流量，m3／s；μ——雨水斗出水口的流量系数，取0.95；d——雨水斗出水口内径，m；H——雨水斗前水面至雨水斗出水口处的高度，mP——雨水斗排水管中的负压，m。PdH652.天沟明渠均匀流，曼宁公式：

Q=vω式中：n——粗糙度I——天沟坡度，不小于0.003ω——天沟过水断面积，663.堰流式斗式（重力无压流）1）悬吊管和横向管Q=vω

式中：Q——排水流量(m3／s)；v——流速(m／s)；ω——水流断面积(m2)；n——粗糙系数；塑料管取0.01，铸铁管取0.014R——水力半径(m)，按充满度0.8计算；I——水力坡度，按管道敷设坡度计算：金属管不小于0.01；塑料管不小于0.005。672）立管按水膜流，通水能力：（l/s）其中：KP——粗糙高度，m：塑料管取15×10－6；铸铁管取25×10－5。α——充水率，塑料管取0.3，铸铁管取0.35。d——管道计算内径（m）684、87斗式（重力半有压流）⑴悬吊管Q=vω

式中；i——水力坡度h——立管顶部即悬吊管末端的最大负压(m水柱)，取0.5m△h——雨水斗和悬吊管末端的几何高差(m)L——悬吊管的长度(m)注：悬吊管的管径根据各雨水斗流量之和确定，并宜保持管径不变。

69⑵立管①单斗系统立管管径与雨水斗口径、悬吊管管径相同②多斗系统立管的最大排水流量按下表确定，其中多层建筑不应超过低限值，高层建筑不应超过上限值。立管的最大排水流量管径mm75100150200250300排水流量（L／s）多层10194275135220高层1225559015524070⑶埋地管与横干管①近似按悬吊管的方法计算，但△h取横管起点和末点的高差，h为横管起点压力，可取1m②管径根据系统的总流量确定，不宜变径③排出管在出建筑外墙时流速应小于1.8m／s715.虹吸式（压力流系统）⑴流速

①悬吊管的设计流速不宜小于1m／s

②立管的设计流速不宜小于2.2m／s，使管道有良好的自净能力，宜小于6m／s，以减小水流动时的噪音，最大不大于10m／s③系统底部的排出管的流速小于1.8m／s，减少水流对雨水井的冲击

72∑hnViV1≥1m／sHiV3≤1.8m／sV2≤6m／siHi∑hn∑hiVi73⑵压力余量ΔP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与排水管出口的几何高差，其压力余量宜稍大于10KPa。系统压力余量：ΔP=9.8H－(vn2/2+∑hn)式中:ΔP——压力余量，KPa；稍大于10KPa。vn——排水管出口的管道流速，m／s；H——雨水斗顶面与排水管出口的高差，m；∑hn——雨水斗顶面到排水管出口处系统的总阻力损失，KPa。74⑶系统某断面处的压力Pi＝9.8Hi－(vi2/2+∑hi)式中:Pi——i断面处管内的压力，KPa；Hi——雨水斗顶面至i断面的高度差，m；Vi——i断面处管内流速，m／s；∑hi——雨水斗顶面至i断面的总阻力损失，KPa.75⑷最大负压值在悬吊管与总立管的连接处。为防止管道受压损坏，压力流(虹吸式)屋面雨水排水系统的最大负压值(Pmax)见下表。管材铸铁管和钢管塑料管管径（mm）50～160200～300最大允许负压Pmax（KPa)－90－80－7076⑸不同支路计算到某一节点的压力差ΔP①管径小于等于DN75时，ΔP不应大于10kPa②管径大于等于DN100时，ΔP不应大于5kPaP1P2X77⑹沿程阻力损失按海森－威廉公式计算：式中:R——单位长度的阻力损失，KPa／m；Q——流量，L／min；DJ——管道的计算内径，m,内壁喷塑铸铁管塑膜厚度为0.005m。C——系数，铸铁管C＝100，钢管C＝12078⑺管道的局部阻力损失计算管件的局部阻力损失可以折算成等效长度，按沿程水头损失估算式中：L0——等效长度，mL——设计长度，mk——考虑管件阻力引入的系数钢管、铸铁管k＝1.2～1.4塑料管k＝1.4～1.6注：详细计算时应按下式计算：(KPa)79管件局部系数见下表

管件名称内壁徐塑铸铁或钢管塑料管90°弯头45°弯头干管上斜三通支管上斜三通转变为重力流处出口0.65～0.800.30～0.450.25～0.500.80～1.001.801.000.400.351.201.8050mm雨水斗1.30,或由厂商提供75mm雨水斗2.40，或由厂商提供100mm雨水斗5.60，或由厂商提供806.溢流口计算溢流口的功能：主要是(雨水系统)事故排水和超量雨水排除溢流口的孔口尺寸可按下式近似计算：

(L/s)式中：Q——溢流口服务面积内的最大降雨量(L/s)

b——溢流口宽度(m)

h——溢流孔口高度(m)

m——流量系数，取385

g——重力加速度(m/s2)，取9.8181三、重力流系统设计计算步骤1.普通外排水系统(宜按重力无压流系统设计)

⑴根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管（8～12米）

⑵计算每根立管的汇水面积

⑶求每根立管的泄水量

⑷按堰流式斗雨水系统查表确定立管管径2.天沟外排水(宜按重力半有压流系统设计)

⑴天沟选用水力半径大的宽浅矩形和梯形⑵天沟保护高度100毫米，起端水深80毫米⑶计算方法82①思路：已定天沟几何尺寸、坡度、材料、汇水面积，校核重现期PⅠ计算天沟的过水断面积ω和水力半径RⅡ根据天沟坡度i和水力半径R，求流速v

Ⅲ求天沟允许通过的流量Q允Ⅳ计算汇水面积F，并确定径流系数ψ

Ⅴ由

求5分钟的暴雨强度q5Ⅵ求重现期P:若P＞P规，确定立管管径若P≤P规，改变天沟几何尺寸，增大天沟的过水断面积83

②思路：已知天沟坡度、天沟材料、重现期、汇水面积，确定天沟几何尺寸Ⅰ确定分水线，求每条天沟的汇水面积FⅡ求5分钟的暴雨强度q5Ⅲ求汇水面积内的雨水设计流量Q设Ⅳ初步确定天沟的几何尺寸Ⅴ求天沟过水断水面积ωⅥ求流速vⅦ求天沟允许通过的流量Q允Ⅷ若Q设≤

Q允，确定立管管径若Q设＞Q允，增加天沟几何尺寸，重新计算⑷立管管径按下表确定管径（mm）75100150200排水能力（L/s）816325284【例5.1】某一般性公共建筑全长90m，宽72m。利用拱型屋架及大型屋面板构成的矩形凹槽作为天沟，向两端排水。每条天沟长45m，宽B＝0.35m，积水深度H＝0.15m，天沟坡度i＝0.006，天沟表面铺设豆石，粗糙度系数n＝0.025。屋面径流系数ψ＝0.9，天沟平面布置见下图。根据该地的气象特征和建筑物的重要程度，设计重现期取4年，重现期4年时，其5min的暴雨强度为243(L／s·104m2)，重现期10年时，5min的暴雨强度为316(L／s·104m2)，验证天沟设计是否合理，选用雨水斗，确定立管管径和溢流口的泄流量。[解]⑴天沟过水断面积

ω＝B·H=0.35×0.15＝0.0525（m2）850.35m45m18m0.15m86⑵天沟的水力半径(m)⑶天沟的水流速度（m/s）⑷天沟允许泄流量⑸每条天沟的汇水面积87⑹天沟的雨水设计流量（L/s）天沟允许泄流量大于雨水设计流量，满足要求。⑺雨水斗的选用按重力半有压流设计，选用150mm87式雨水斗，最大允许泄流量26（L/s），满足要求。⑻立管选用按每根立管的雨水设计流量17.71L/s，查附录6-4，立管可选用125mm塑料管。但单斗系统雨水落水管管径不得小于雨水斗口径，所以，雨水落水管选用150mm。88⑼重现期10年的雨水设计流量

⑽溢流口设计计算在天沟末端山墙上设溢流口，溢流口宽取0.30m，堰上水头取0.15m,溢流口排水量

溢流口排水量大于重现期10年的雨水设计流量，即使雨水斗和雨落水管被全部堵塞，也能满足溢流要求，不会造成屋面水淹现象

893.重力内排水系统⑴根据屋面构造，确定雨水斗个数和位置⑵布置悬吊管、立管、排出管、横干管⑶计算每个雨水斗的汇水面积⑷计算该地区5min的小时降雨深度h5⑸确定雨水斗的口径D0

根据每个雨水斗的汇水面积和该地区5min的小时降雨深度h5，查附录6-6确定雨水斗的口径D0⑹确定连接管管径D1，连接管管径与雨水斗出水管管径相同⑺计算悬吊管连接的各雨水斗流量之和⑻确定（重力流）或计算（重力有压流）水力坡度90⑼确定悬吊管的管径D3查附录6-1或附录6-2，确定悬吊管的管径D3，悬吊管的管径宜保持不变⑽确定立管管径D4计算立管连接的雨水斗泄流量之和，查附录6-4，确定立管管径D4，立管管径不得小于悬吊管的管径⑾确定排出管的管径D5

排出管管径一般与立管管径相同，如果为了改善整个雨水排水系统的泄水能力，排出管也可以比立管放大1级管径⑿计算埋地干管的设计排水量，确定（重力流）或计算（重力有压流）水力坡度，为保障排水通畅，埋地管坡度应不小于0.003⒀确定埋地横干管的管径D6查附录6-3，逐段确定埋地横干管的管径D691【例5.2】某多层建筑雨水内排水系统见下图，每根悬吊管连接3个雨水斗，雨水斗顶面至悬吊管末端的几何高差为0.6m。每个雨水斗的实际汇水面积为278m2。设计重现期为2年，该地区重现期为2年时，5min的降雨强度为401L/s·104m2。选用87式雨水斗，采用铸铁管密闭式排水系统，设计该建筑雨水内排水系统。0.6m18m18m18m11m92[解]⑴计算该地区5min的小时降雨深度h5=401×0.36＝144.36mm／h⑵查附录6-6的87式雨水斗多斗系统，雨水斗口径为D0=100mm⑶计算每个雨水斗的设计流量93

⑷连接管管径D2与雨水斗口径相同，D2=D1=100mm⑸悬吊管设计每根悬吊管设计排水量：

悬吊管的水力坡度：

h为横管两端内的压力差，按末端最大负压值计算，取0.5m。（见P210)查铸铁悬吊管水力计算表（附录6-1），悬吊管管径D3=200mm，悬吊管不变径94

⑹立管只连接一根悬吊管，立管管径D4与悬吊管管径相同，D4=D3=200mm⑺排出管管径D5与立管相同,D5=D4⑻埋地干管按最小坡度0.003铺设，埋地干管总长