第9讲(2)：建筑雨水排水系统

一、雨水量计算1、设计流量雨水设计流量按(9-3)式计算：式中——设计雨水流量(L/s)；

——设计降雨强度(L/s·ha)；

——径流系数，按表9-3选取，

——汇水面积(m2)。9.2雨水系统设计计算表9-3径流系数ψ值（参考）屋面0.9-1.0混凝土和沥青路面0.9块石路面0.6级配碎石路面0.45干砖及碎石路面0.40非铺砌地面0.30公园绿地0.15

室外汇水面平均径流系数应按地面的种类加权平均计算确定。如资料不足，小区综合径流系数根据建筑稠密程度在0.5～0.8内选用。北方干旱地区的小区径流系数一般可取0.3～0.6.建筑密度大取高值，密度小取低值。补充综合径流系数区域情况ψ城市建筑密集区0.6-0.85城市建筑较密集区0.45-0.6城市、建筑密稀疏区0.2-0.45一、雨水量计算2、设计降雨强度（了解）降雨强度应根据当地降雨强度公式计算，各地降雨强度公式可在室外排水设计手册中查到。9.2雨水系统设计计算一、雨水量计算3、设计重现期P（了解）

9.2雨水系统设计计算表9-2各种汇水区域的设计重现期汇水区域名称设计重现期(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≥2～5一、雨水量计算4、汇水面积（计算）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。高出汇水面的侧墙，应将侧墙面积的1/2折算为汇水面积。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。窗井、贴近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。屋面按分水线的排水坡度划分为不同排水区时，应分区计算集雨面积和雨水流量。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项投影面积的一半之和。

9.2雨水系统设计计算4、汇水面积（计算）（1）雨水汇水面积应按地面、屋面的水平投影面积计算；（2）高出屋面的侧墙的汇水面积计算：1）一面侧墙面积50%折算成汇水面积；2）两面相邻侧墙，按两面侧墙的平方和的平方根的50%折算成汇水面积；3）两面相对不同高度的侧墙，按高出低墙上面面积的50%折算；4）两面相对等高侧墙，可不计汇水面积；5）三面侧墙，按最低墙顶以下的中间墙面积的50%加上最低墙的墙顶以上墙面面积的值按2）或3）折算的水面面积；4、汇水面积（计算）6）四面侧墙，最低墙顶以下的面积不计入，最低墙以上的面积，按1）或2）、3）、5）折算的汇水面积；（3）窗井、贴近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。（4）排入雨水管中的生产废水量如超过雨水量5%时，应计入雨水设计流量中。一般可将其换算成当量汇水面积。（换算系数K）汇水面积计算例题1高层建筑屋面标高28m，建筑物平面总长度90m，平面宽度32m，裙房屋面标高12m，屋面140㎡，建筑物裙房屋面雨水汇水面积为（）㎡。A．140B．396C．524D．690裙房屋面高层建筑屋面一、雨水量计算5、降雨历时（了解）雨水管道的降雨历时，按(9-3)式计算：9.2雨水系统设计计算——折减系数，小区支管和接户管：m＝l；小区干管、暗管m＝2，明沟m＝1.2

二、系统设置（自学为主）1、雨水斗2、天沟与溢流设置3、悬吊管及其他横管(包括排出管)4、立管5、管材与附件9.2雨水系统设计计算三、建筑物雨水系统水力计算（一）重力流雨水系统计算1、单斗系统单斗系统的雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出横管的口径均相同，系统的设计流量(金属或非金属材质)不应超过表9-4中的数值。9.2雨水系统设计计算表9-4单斗系统的最大排水能力口径(mm)75100150200排水能力(L/s)8163252三、建筑物雨水系统水力计算（一）重力流雨水系统计算2、多斗系统的雨水斗悬吊管上具有1个以上雨水斗的多个系统中，雨水斗的设计流量根据表9-5取值。9.2雨水系统设计计算表9-587型和65型雨水斗的设计流量口径(mm)75100150200设计流量(L/s)8122640三、建筑物雨水系统水力计算（一）重力流雨水系统计算3、多斗系统的悬吊管多斗悬吊管的排水能力可按式(9.-4)、(9-5)、(9-6)近似计算，其中充满度h/D不大于0.8。9.2雨水系统设计计算

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。

钢管和铸铁管的设计负荷可按表9-6选取，表中n＝0.014，h/D＝0.8。

表9-6多斗悬吊管(铸铁管、钢管)的最大排水能力(L/s)水力坡度管径75(mm)100(mm)150(mm)200(mm)250(mm)0.023.076.6319.5542.1076.330.033.778.1223.9451.5693.500.044.359.3827.6559.54107.960.054.8610.4930.9166.57120.190.065.3311.4933.8672.92132.220.075.7512.4136.5778.76142.820.086.1513.2639.1084.20142.820.096.5214.0741.4784.20142.82≥0.106.8814.8341.4784.20142.82各种塑料管的设计负荷可按表9-7选取，表中n＝0.01，充满度0.8。表9-7多斗悬吊管(塑料管)的最大排水能力(L/S)水力坡度公称外径×壁厚(mm×mm)90×3.2110×3.2125×3.7160×4.7200×5.9250×7.30.025.7610.2014.3027.6650.1291.020.037.0512.4917.5133.8861.38111.480.048.1414.4220.2239.1270.87128.720.059.1016.1322.6143.7379.24143.920.069.9717.6724.7747.9186.80157.650.0710.7719.0826.7551.7593.76170.290.0811.5120.4028.6055.32100.23170.290.0912.2121.6430.3458.68100.23170.29≥0.1012.8722.8131.9858.68100.23170.29三、建筑物雨水系统水力计算（一）重力流雨水系统计算4、多斗系统的立管多斗系统的立管(金属和非金属)排水能力按表9-8选取，其中低层建筑不应超过下限值，高层建筑不应超过上限值。9.2雨水系统设计计算表9-8立管的最大排水流量管径(mm)75100150200250300排水流量(L/s10～1219～2542～5575～90135～155220～240三、建筑物雨水系统水力计算（一）重力流雨水系统计算5、排出管和其他横管排出管(又称出户管)和其他横管(如管道层的汇合管等)可近似按悬吊管的方法计算，见表9-6和表9-7，但△h取横管起点和末点的高差，h为横管起点压力，可取1。排出管的管径根据系统的总流量确定，并且从起点始不宜变径。排出管在出建筑外墙时流速若大于1.8m/s，管径应放大。9.2雨水系统设计计算三、建筑物雨水系统水力计算（二）压力流雨水系统计算1、雨水斗雨水斗的名义口径一般有三种：D50、D75和D100。各口径斗的排水能力因型号和制造商而异，需根据生产厂提供的资料选取。表9-9是国标01S302斗的排水流量。9.2雨水系统设计计算表9-9压力流雨水斗排水能力(L/S)名义口径D50D75D100国标01S302斗6.012.025.0三、建筑物雨水系统水力计算（二）压力流雨水系统计算2、管道计算公式管道水头损失按海澄－威廉公式(Hazen－Williams)计算，也可采用柯尔勃克公式(Colebrook－Whites)。压力流雨水系统的雨水斗和管道一般由专业设备商配套供应，选用水头损失计算公式时需参考供货商的意见。9.2雨水系统设计计算（二）压力流雨水系统计算3、悬吊管和立管的管径确定悬吊管和立管的管径选择计算应同时满足下列条件：(1)悬吊管最小流速不宜小于1m/s，立管最小流速不宜小于2.2m/s。管道最大流速宜小于6m/s，不得大于10m/s。(2)系统的总水头损失(从最远斗到排出口)与出口处的速度水头之和(mH2O)，不得大于雨水管进、出口的几何高差H。(3)系统中的各个雨水斗到系统出口的水头损失之间的差值，不大于10kPa.,否则，应调整管径重算。同时，各节点的压力的差值不大于10kPa(DN≤75)或5kPa，(DN≥100)。(4)系统中的最大负压绝对值应小于：金属管：80kPa；塑料管：视产品的力学性能而定，但不得大于70kPa。如果管道水力计算中负压值超出以上规定，应调整管径(放大悬吊管管径或缩小立管管径)重算。(5)系统高度(雨水斗顶面和系统出口的几何高差)H和立管管径的关系应满足：立管管径DN≤75,H≥3m；DN≥90，H≥5m。如不满足，可增加立管根数，减少管径。（二）压力流雨水系统计算4、系统出口及下游管道系统出口处的下游管径应放大，流速应控制在1.8m/s内。管径可按表9-6、表9-7确定，但计算坡度I取管道敷设坡度。系统出口的设置位置如下确定：当只有一个立管或者多个立管，但雨水斗在同一高度时，可设在外墙处；当两个及以上的立管接入同一排出管，且雨水斗设置高度不同时，则各立管分别设出口，出口设在与排出管连接点的上游，先放大管径再汇合。（二）压力流雨水系统计算5、计算步骤(1)计算各斗汇水面积内的设计雨水量Q；(2)计算系统的总高度H(雨水斗和系统出口的高差)和管长L(最远的斗到系统出口)；(3)确定系统的计算(当量)管长LA；可按LA=1.2L(金属管)和1.6L(塑料管)估计；(4)估算单位管长的水头损失I＝H/LA；(5)根据管段流量Q和水力坡度I在水力计算图上查出管径及新的I，需注意流速应不小于1m/s；(6)检查系统高度H和立管管径的关系应满足要求；(7)精确计算管道计算长度(直线长＋配件当量长)LA；(8)计算系统的压力降hf=I×LA。有多个计算管段时，逐段累计；(9)检查H－hf

应≥1m；(10)计算系统的最大负压值，负压值发生在立管最高点。若不符合要求，调整管径；(11)检查节点压力平衡状况，若不满足要求，调整管径。（三）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。按最不利情况考虑，溢流口的排水能力应不小于50年重现期的雨水量。溢流口的孔口尺寸可按式(9-7)近似计算：（四）天沟外排水设计计算天沟外排水设计计算主要是配合土建要求，设计天沟的形式和断面尺寸，确定天沟汇水长度。为了增大天沟泄流量，天沟断面形式多采用水力半径大、湿周小的宽而浅的矩形或梯形，具体尺寸应由计算确定。为了排水安全可靠，天沟应有不小于100mm的保护高度，天沟起点水深不小于80mm。对于粉尘较多的厂房，考虑到积灰占去部分容积，应适当增大天沟断面，以保证天沟排水畅通。（四）天沟外排水设计计算屋面天沟排水属明渠排水，天沟水流流速可按(9-5)式计算。天沟粗糙度系数与天沟材料及施工情况有关，见表9-10。表9-10各种抹面天沟n值天沟壁面材料n水泥砂浆光滑抹面0.011普通水泥砂浆抹面0.012～0.013无抹面0.014～0.017喷浆护面0.016～0.021不整齐表面0.020豆砂沥青玛蹄脂表面0.025（四）天沟外排水设计计算天沟的设计计算有两种情况，一种是土建专业根据屋面结构要求，已确定了天沟的形式和断面尺寸，需要计算天沟的排水能力，其设计计算步骤如下：

确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积F；计算天沟过水断面面积W；(3)利用式(9-5)计算天沟水流速度v