建筑设备46课件

建筑设备

室内排水分析

第四章建筑排水系统

室内排水系统的分类排水系统的基本要求室内排水系统组成排水管道组合类型排水管道的布置与敷设室内排水系统的计算屋面排水4.1

建筑内排水系统的分类室内排水系统生活排水系统工业排水系统屋面排雨水系统生产污水系统生产废水系统室内排水系统的分类4.2

排水系统的基本要求系统能迅速通畅地将污废水排到室外。排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生。管线布置合理，简短顺直，工程造价低。4.3

室内排水系统组成建筑内排水系统组成图4.3.1

卫生器具受水器用来满足日常生活和生产过程中各种卫生要求，收集和排除污废水的设备。洗涤器具地漏洗浴器具便溺器具受水器

常见卫生器具受水器便溺器具大便器：坐式，蹲式，大便槽小便器：挂式，立式，小便槽冲洗设备：冲洗水箱（高位，低位），冲洗阀洗涤器具洗涤盆污水盆化验盆地漏洗浴器具洗脸盆浴盆淋浴器盥洗槽净身盆地漏大便器小便器冲洗设备洗涤器具地漏洗浴器具4.3.2

排水管道组成卫生器具排水管、横支管、立管、总干管、出户管。排水管材塑料管、铸铁管、钢管和带釉陶土管、玻璃钢管、玻璃管，混凝土与钢筋混凝土管。排水管道介绍塑料管排水塑料管主要是硬聚氯乙烯塑料管(简称UPVC管)。铸铁管管径在50～200mm。钢管主要用于洗脸盆、小便器、浴盆等卫生器具与横支管间的连接短管，管径一般为32、40、50mm。带釉陶土管耐酸碱腐蚀，主要用于排放腐蚀性工业废水,室内生活污水埋地管也可用陶土管。排水管道规格4.3.3

通气管道作用

1）向排水管内补给空气，水流畅通，减小气压变化幅度，防止水封破坏。

2）排出臭气和有害气体。

3）使管内有新鲜空气流动，减少废气对管道的锈蚀。通气管道的种类1）伸顶通气管高出屋面0.3m，且大于积雪厚。管径：在北方，比立管大一号;在南方，比立管小一号。2）专用通气管(管径比最底层立管管径小一级)

当立管设计流量大于临界流量时设置，且每隔二层与立管相同。3）结合通气管(不小于所连接的较小一根立管管径)10层以上的建筑每隔6～8层设结合通气管，连接排水立管及通气管。4）环形通气管横支管连接6个以上的便器，横支管连接4个以上的卫生器具且管道长度大于12m时设置。5）安全通气管

横支管连接卫生器具较多且管线较长时设置。6）卫生器具通气管卫生标准及控制噪音要求高的排水系统。通气管道图4.3.4

清通设备作用疏通建筑内部排水管道，保障排水通畅。类型检查口清扫口检查井检查口检查口及设置设置要求立管上，距地面1.0m，间距≯10m（塑料排水立管宜每隔6层），机械清通15m。底层、最高层应设置。最冷月平均气温低于－13℃的地区，在最高层离室内棚顶0.5m处设置。清扫口清扫口及设置设置要求横管，隔一定间距设1个。连接2个及2个以上大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上宜设置。塑料排水管，连接4个及4个以上大便器的污水横管上宜设置。水流转角大于45度的排水横管上，应设置。生活污废水横管的直线管段上清扫口的最大距离见右表。管径mm生活废水

生活污水

50～75108100～150151020025204.3.5抽升设备设置位置

在建筑地下室，人防建筑物，高层建筑物的地下技术层等高程很低处，不能靠自流排到室外检查井时设置。污废水提升设备内容污水泵的选择污水集水池容积确定污水泵房设计集水池集水池容积

a.水泵自动启动时，集水池容积不小于最大一台泵5min的出水量，水泵每小时启动次数不超过6次。

b.水泵手动启动时，生活污水集水池容积不大于6h平均小时污水量，工业废水按工艺要求定。4.3.6

污水局部处理构筑物化粪池降温池隔油池医院污水消毒池化粪池化粪池原理是一种利用沉淀和厌氧发酵原理去除生活污水中悬浮性有机物的最初级处理构筑物。优点结构简单、便于管理、不消耗动力和造价低。缺点有机物去除率低，出水呈酸性，有恶臭，臭气污染空气，影响环境卫生。降温池设置条件

建筑物附属的发热设备和加热设备排污水及工业废水的排水水温超过《城市污水排入下水道水质标准》中不大于40℃的规定时，应进行降温处理。降温池降温的方法

二次蒸发水面散热加冷水降温4.4

排水管道组合类型

无通气立管的单立管排水系统有通气立管的单立管排水系统特制配件单立管排水系统双立管排水系统三立管排水系统4.4.1无通气立管的单立管排水系统适用条件

这种形式的立管顶部不与大气连通，适用于立管短，卫生器具少，排水量少，立管顶端不便伸出屋面的情况。4.4.2有通气立管的单立管排水系统适用条件

排水立管向上延伸，穿出屋顶与大气连通，适用于一般多层建筑。4.4.3

特制配件单立管排水系统适用条件：在横支管与立管连接处，设置特制配件代替一般的三通；在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制配件代替一般弯头。适用于各类多层、高层建筑。4.4.4

双立管排水系统适用条件

由一根排水立管和一根通气立管组成。适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。4.4.5

三立管排水系统适用条件由一根生活污水立管，一根生活废水立管共用一根通气立管组成，属外通气系统，适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑。4.4.6水封作用及破坏原因

水封与水封高度水封破坏水封与水封高度水封是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化，防止管内气体进入室内的措施。水封的设置：水封设在卫生器具排水口下，通常用存水弯来实施。水封的强度：是指存水弯内水封抵抗管道系统内压力变化的能力，其值与存水弯内水量损失有关。水封水量损失越多，水封强度越小，抵抗管内压力波动的能力越弱。各式存水弯水封破坏水封破坏是指因静态和动态的原因造成存水弯内水封高度减少，不足以抵抗管道内允许的压力变化值（±25mmH2O）管内气体进入室内的现象。水封破坏原因自虹吸损失诱导虹吸损失静态损失（毛细管作用，蒸发）4.5排水管道的布置与敷设排水管道的布置排水管道的敷设与安装

排水管道布置

4.5.1

排水管道的布置11．排水立管应设在靠近最脏、杂质最多的排水点处，污水管道的布置应尽量减少不必要的转角及曲折，尽量作直线连接。2．生活污水立管不得穿越卧室、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧室相邻的内墙。3．明装的排水管道应尽量沿墙、梁、柱作平行设置，以保持美观。4．管道的安装位置应有足够的空间以利于拆换管件和进行清通和维护。5．排水出户管一般按坡度要求埋设于地下，并宜以最短地距离通至室外。排水管道的布置24.排水管道不得布置在食堂、饮食业的主副食操作烹调的上方。7.排水管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、烟道和风道。8.排水管道不得布置在遇水引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备的上面。9.当排出管与给水引入管布置在同一处进出建筑物时，排出管与给水引入管的水平距离不得小于1.0m。

4.5.2

排水管道的敷设与安装在标准较高的建筑内所有的排水管道均暗装。排水管必须采取可靠的固定措施，立管必须在每层设置支撑支架，横管一般用吊箍吊设在楼板下。为防止埋设在地下地排水管道受机械损坏，排水管道的最小埋设深度如表所示。

管材

地面至管顶的距离（m）

素土夯实、缸砖、木砖地面

水泥、混凝土、沥青混凝土、菱苦土地面

排水铸铁管

0.700.40混凝土管

0.700.50带釉陶土管

1.000.60硬聚氯乙烯管

1.000.604.5.3通气系统的布置与敷设

生活污水和散发有毒气体的生产污水管道应设伸顶通气管。对卫生、安静要求高的建筑物内，生活污水管道宜设器具通气管。专用通气立管每隔2层，主通气管每隔8～10层设结合通气管与污水立管连接。通气立管不得接纳污水、废水和雨水，通气管不得与通风管或烟道连接。4.6室内排水系统的计算排水定额设计秒流量排水管网的水力计算4.6.1

排水量定额表示方式每人每日排放的污水量与时变化系数卫生器具排水定额生活每人每日排放的污水量与时变化系数同给水，平均时和最高时排水量的计算办法也同给水，结果用来设计污水泵，化粪池等。卫生器具排水定额见下页表，是计算设计流量和确定管经的依据。卫生器具排水定额排水当量＝０.３３l/s，是以污水盆排水量０.３３l/s定义的。其他卫生器具排水当量＝排水流量／０.３３该表还是选择器具排水管的依据。4.6.2

设计秒流量概念排水设计流量应是建筑内部的最大排水瞬时流量，即设计秒流量。设计秒流量计算方法按同时排水百分数计算按排水当量数计算1

按同时排水百分数计算设计秒流量计算公式

qu计算管段排水设计秒流量，L/s；

qp同类型的一个卫生器具排水流量，L/s；

n0同类卫生器具数；

b卫生器具同时排水百分数，冲洗水箱大便器按１２％计算，其他器具同给水。计算说明

若计算出的设计秒流量小于一个最大卫生器具流量时，应取最大卫生器具流量作为设计秒流量。适用建筑

工业企业生活间，公共浴室，洗衣房，公共食堂，实验室，影剧院，体育场等用水集中的建筑。2按排水当量数计算设计秒流量计算公式公式使用说明当计算的设计秒流量小于管段所有卫生器具排水流量之和时，应以其和为该段设计秒流量。适用建筑：集体宿舍，旅馆，住宅，旅馆，医院，疗养院，休养所等用水分散性建筑物。4.6.3

排水管网的水力计算横管水力计算设计规定计算方法立管水力计算1）

横管水力计算设计规定（1）充满度h/D<1（2）设计流速vmin≤v≤vmax（3）管道坡度I≥Imin（4）管径D≥Dmin

hD设计充满度充满度＝h/D（管道）或h/Ｈ（渠道）设计充满度h/D<1（非满流设计）①排除气体②调节压力波动③容纳高峰流量hhDＨ排水管道设计最大充满度各种排水管道的自清流速自清流速是水流能带走污物的最小流速与污物成分，管径等有关污废类别生活污水管径（mm）明渠（沟）雨水及合流制排水管d<150d=150d=200自清流速（m/s）0.600.650.700.400.75管道坡度通用坡度与最小坡度生活污水管道的坡度工业废水管坡度塑料管的坡度生活污水管道的坡度管径（mm）通用坡度最小坡度50751001251502000.0350.0250.0200.0150.0100.0060.0250.0150.0120.0100.0070.006工业废水管坡度塑料管的坡度最小管径最小管径d≥50mm接大便d≥100mm大便槽排水管d≥150mm公共食堂，医院污水盆排水支管,小便槽和连接３个及以上小便器的排水支管d≥75、干管d≥1002）

横管水力计算方法计算公式qu排水设计秒流量，m3/s；

w水流断面积m2；

v流速，m/s；

R水力半径，m；

I水力坡度，即管道坡度；

n管道粗糙系数可直接查水力计算表计算。横管水力计算表１横管水力计算表２横管水力计算表３横管水力计算表４3）

立管水力计算种类无通气设伸顶通气设专用通气立管设特制配件伸顶通气立管的通水能力排水管道组合类型4.7屋面排水

建筑雨水排水系统任务建筑物雨水系统分类雨水内排系统流动的物理现象雨水排除系统的计算4.7.1

建筑雨水排水系统任务是建筑物给排水系统的重要组成部分任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。4.7.2

建筑物雨水系统分类雨水系统(按管道位置分）外排水内排水檐沟外排水天沟外排水有悬吊管内排水无悬吊管内排水建筑物雨水系统分类雨水系统（按设计流态划分）压力流（虹吸式）半有压流（87式）重力流（堰流式）建筑物雨水系统分类雨水系统（按出户管在室内部分是否存在自由液面）密闭系统敞开系统1）

檐沟排水组成檐沟、水落管管径：75mm，100mm。80*100，80*120间距8～12m。适用

居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑。排除方式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。

檐沟排水图2）

天沟外排水概念

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。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。组成天沟，雨水斗，排水立管排水方式雨水→屋面→天沟→立管→地面或管道天沟长度

40～50m，i=0.003适用

长度≤100m的多跨工业厂房天沟排水

适用于排除大型屋面的雨、雪水。特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。天沟外排水图3）

内排水系统内排水系统的概念与应用内排水分类按雨水斗多少分按有无压力分内排雨水系统組成内排水系统的概念与应用概念内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。

适用

屋面跨度大、屋面曲折（壳形、锯齿形）、屋面有天窗等设置天沟有困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜在室外设置雨水立管的情况。内排水图内排水雨水管道内排水分类1单斗雨水排水系统系统悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。多斗雨水排水系统系统悬吊管上连接多个雨水斗（一般不得多于4个）的系统。选择在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水，以充分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排水能力大于多斗系统。多斗系统的排水量大约为单斗的80%。内排水分类2敞开系统

为重力排水，检查井设置在室内，敞开式可以接纳生产废水，省去生产废水的排出管，但在暴雨时可能出现检查井冒水现象。密闭系统

雨水由雨水斗收集，进入雨水立管，或通过悬吊管直接排至室外的系统，室内不设检查井。密闭式排出管为压力排水。选择为安全可靠，宜采用密闭式排水系统。

内排水管道系统由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、及埋地横管和检查井等组成，但视其具体情况和不同要求，也有用悬吊管直接吊出室外，或无悬吊管的单斗系统。内排水系统组成内排水系统组成图密闭式内排水开敞式内排水雨水斗作用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；具有拦截粗大杂质的作用。各式雨水斗雨水斗设计形式65型、79型、87型。直径75，100，150，200mm布置要点雨水斗布置时除按水力计算确定雨水斗的间距和个数，还应考虑建筑结构的特点。伸缩缝、防火墙、沉降缝。

87斗系统的立管承接的雨水斗宜在同一层位上。虹吸式系统的雨水斗宜在同一水平面上，各雨水立管单独排除。

内排水组件1连接管

连接雨水斗与悬吊管的短管。

悬吊管

悬吊管与连接管和雨水立管连接，见雨水内排水系统图，对于一些重要的厂房，不允许室内检查井冒水，不能设置埋地横管时，必须设置悬吊管。立管

接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。排出管

将立管的水输送到地下管道中，雨水排出管设计时，要留有一定的余地。

内排水组件2埋地横管

密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外的，不设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井之间的管为埋地敷设。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135º。检查井连接图4）

屋面雨水系统的特点比较87斗系统虹吸式系统堰流斗系统设计流态气水混合流重力流(考虑力)

水一相流有压流附壁膜流重力流（不考虑压力）雨水斗形式87或65淹没进水自由堰流式超设计重现期雨量排出系统本身设计方法考虑了排超量雨水主要通过溢流设计状态充分利用水头，超量雨水难进入必须通过溢流。按无压设计超量雨水进入会产生压力，损坏系统4.7.3

内排系统流动的物理现象

单斗系统雨水斗泄流状态悬吊管和立管内的压力变化埋地横管的水气流动多斗系统概念与特点多斗系统的泄流规律1）

雨水斗泄流状态雨水斗泄流状态分三个阶段初始阶段

Q-h:泄流量和h↑速度缓慢。Q-K:K急剧上升，在tA处达到最大。Q-P：压力增加但变化缓慢。——

水气两相重力流过渡阶段

Q-h：h增加缓慢近似线性,泄流量增长速率小。Q-K：K↓，tB时K=0。Q-P：管内压力增加较快。——水气两相压力流饱和阶段

Q-h：Q基本不增加。Q-K:K=0，Q不增加，h↑，泄水由抽力进行。——单相压力流。雨水斗前水流状态图2）

悬吊管和立管内的压力变化流态压力流，气水混合两相流。压力变化特点掺气量越大，压力变化幅度越大。压力零点位置随泄流量的增加而上移，满流时位置达到最高点。注意点正压区接支管应谨慎。