第7章 雨水排水系统(2).ppt

,7.1屋面雨水外排水系统7.2屋面雨水内排水系统7.3雨水内排水系统中水气流动的物理现象7.3.1单斗雨水系统7.3.2多斗雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算7.4.1雨水量的计算7.4.2普通外排水的设计计算7.4.3天沟外排水的设计计算7.4.4内排水系统设计计算,第7章建筑雨水排水系统,,第7章建筑雨水排水系统,本章概述建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要组成部分，它的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。本章将对建筑物各种形式的雨水排水系统进行系统介绍。,,屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为外排水系统、内排水系统。,,第7章建筑雨水排水系统,,建筑雨水排水系统的分类,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统外排水系统的分类,外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。按照屋面有无天沟可以分为以下两种,,,第7章建筑雨水排水系统6.1雨水外排水系统,,外排水系统的分类,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一般用于居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑，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,,,,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,7.1.1檐沟外排水,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,天沟外排水,天沟,,,,,,一般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。,溢流口,山墙,泄压管,消能池,检查井,,,,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,7.1.2天沟外排水,,,,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。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。,,,,,,天沟,消能池,检查井,雨水斗,,,沉降缝,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,7.1.2天沟外排水,雨水内排水系统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。雨水内排水系统适用于屋面跨度大、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，多采用内排水。,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.1概述,,,,,,,屋面雨水系统,外排水系统,内排水系统,根据系统是否与大气相通分为密闭系统敞开系统,,根据立管连接雨水斗的个数分为单斗、多斗雨水排水系统,,按雨水管中水流的设计流态可分为重力半有压流雨水系统重力无压流雨水系统压力流雨水系统（虹吸式雨水系统）,,,,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.2内排水系统分类,,↓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。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。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.2内排水系统分类,,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。一般为安全可靠，宜采用密闭式排水系统。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.2内排水系统分类,,压力流（虹吸式）雨水系统采用虹吸式雨水斗，管道中是全充满的压力流状态，屋面雨水的排水过程是一个虹吸排水过程。重力半有压流雨水系统设计水流状态为半有压流，系统的设计流量、管材、管道布置等考虑了水流压力的作用。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.2内排水系统分类,内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管等部分组成。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、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等.,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,,,,,,,,,,,,,整流罩,下沉式雨水斗,进水格栅,排出管,,虹吸式雨水斗,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,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。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,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。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。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,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,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,,检查井内接管方式,,,,,,,,,,,,,,135,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.2雨水内排水系统,,7.2.3内排水系统组成,单斗雨水排水系统悬吊管上连接单个雨水斗的雨水排水系统。雨水斗水气流动状态降雨过程中，随着降雨历时的延长，雨水斗泄流量Qy与天沟水深h、掺气量比K、雨水入口处压力值P1、流量递增时间t等诸参数的关系见下页图。,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.3内排水系统中的水气流动物理现象,,7.3.1单斗雨水系统,,,,,,,,,Qy,Qy,k,P1,QLj,泄流量Qy与各个参数之间的关系１k渗气量比。P1雨水入口处压力值。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.3内排水系统中的水气流动物理现象,,7.3.1单斗雨水系统,Qy,Qy,,,,,,,,,,,,hL1,t,tB,tA,A,B,QLj,h,泄流量Qy与各个参数之间的关系２h天沟水深hL1临界水深t流量递增时间,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.3内排水系统中的水气流动物理现象,,7.3.1单斗雨水系统,,悬吊管系统水气流状态悬吊管的泄流能力远小于立管，随着天沟水深的变化，悬吊管内出现不同的压力状态,,,重力流状态,气水混合两相流,压力流状态,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.3内排水系统中的水气流动物理现象,,7.3.1单斗雨水系统,,重力流状态天沟水深比较小时，雨水进入雨水斗时呈自由堰流状态，悬吊管内空气贯通，为不满流的重力流状态。气水混合两相流天沟水位增加，泄流量增大，悬吊管内压力会出现壅水状态的气水两相流。如立管中形成水塞，则会产生抽吸作用，利于雨水的排泄。压力流状态满流时为压力流。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.3内排水系统中的水气流动物理现象,,7.3.1单斗雨水系统,,多斗系统雨水排水系统一根悬吊管上接几个（一般不超过4个）雨水斗。特点一根悬吊管上的不同位置的雨水斗的泄流能力不同，距离立管越远的雨水斗，泄流量越小，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.3内排水系统中的水气流动物理现象,,7.3.2多斗雨水系统,,1.设计暴雨强度q设计暴雨强度应按当地或相邻地区暴雨强度公式计算确定。设计暴雨强度公式中应有重现期p和集水时间t（降雨历时）两个参数。设计重现期应根据建筑物的重要程度，回水区域性质、地形特点、气象特征等要素确定，各种汇水区域的设计重现期不宜小于下页表中规定的数值。,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.1雨水量计算,,,7.4.1雨水量计算各种汇水区域的设计重现期,各种汇水区域的设计重现期,注工业厂房屋面雨水排水设计重现期由生产工艺，重要程度等因素确定,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,各种汇水区域的设计重现期,,,7.4.1雨水量计算各种汇水区域的设计重现期,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,工业建筑雨水设计重现期,,建筑屋面、建筑物基地、居住小区的雨水管道的设计降雨历时，可按下列规定确定1.建筑屋面雨水排水管道设计降雨历时按5min计算。2.居住小区的雨水管道的设计降雨历时应按下式计算,式中,降雨历时（min；,地面积流时间（min，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般可选用5～10min。,折减系数，小区支管和接户管M1;小区干管暗管M2,明沟M1.2;,排水管内雨水流行时间（min）。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.1雨水量计算设计降雨历时设计,,2.汇水面积Fm2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。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一半。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.1雨水量计算,,4.雨水量计算公式,,雨水设计流量，L/s;设计汇水面积，m2；设计暴雨强度,L/（s104m2）；当地降雨历时5min时的小时降雨厚度,mm/h;径流系数。,QFqhΨ,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.1雨水量计算,,根据建筑有无立面要求等情况，按经验布置立管，划分并计算每根立管的汇水面积，计算每根立管需排泄的雨水量Q。查下表使设计雨水量不大于表中最大设计泄流量，确定雨水立管管径。,重力流屋面雨水排水立管最大泄流量,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.2普通外排水设计计算,,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.2普通外排水设计计算,,,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,天沟水流速度；水力半径；天沟坡度；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）,vRIn,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,各种抹面天沟n值,,天沟的设计计算有两种情况一.已确定了天沟的形式和断面尺寸，需要计算天沟的泄水能力，检验暴雨重现期或天沟的长度，其计算步骤是⒈确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积F；⒉计算天沟过水断面积ω；⒊利用曼宁公式计算天沟水流速度u;⒋求天沟的允许泄流量QTωu;⒌确定设计重现期，计算5分钟暴雨强度q5;⒍利用雨量公式计算汇水面积F上的雨量Q。比较Q与QT,检验重现期是否满足。或将QT何q5代入雨量公式，计算允许汇水面积F，根据汇水区域的宽度B，求出天沟允许长度L,与实际天沟长度比较。⒎根据雨水量Q,查表7-2确定立管管径。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,,二.已确定天沟长度，暴雨强度重现期情况下，计算确定天沟形式和断面尺寸，并提交给土建专业，其计算步骤是⒈确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积F；⒉根据暴雨强度重现期计算5分钟暴雨强度q5；⒊利用雨量公式计算雨水量Q;⒋初步确定天沟形式和断面尺寸;⒌计算天沟泄流量QTωu;⒍比较Q与QT,若QTQ，应增加天沟的宽或深，重复第5和6步，直至QT≥Q;⒎根据雨水量Q,查表7-2确定立管管径。[例题]详见P137[解]⒈天沟过水断面积ωBH0.350.150.00525m2,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,,⒉天沟水流速度,其中m,I0.006,n0.025,m/s,⒊天沟允许泄流量,⒋每条天沟的汇水面积,l/s,m2,⒌汇水面积F三的雨水设计流量设计重现期为1年时,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,,l/s,设计重现期为2年时,l/s,设计重现期为3年时,l/s,设计重现期为5年时,l/s,设计重现期为1年时,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,,比较Q与QT,可知所设计的天沟可满足设计重现期为2～5年时的雨水量⒍查表选用DN125铸铁立管或1253.2塑料管立管或1334钢管立管。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.3天沟外排水设计计算,内排水系统设计计算包括选择布置雨水斗，布置并确定连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管。根据最大允许泄流量换算成最大允许汇水面积,,（接下页）,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.4内排水系统排水设计计算,N3600/h5FQK1N,降雨强度h5与系数N的关系表,最大允许汇水面积,m2；最大允许泄流量；渲泄能力系数；取决于5min小时降雨厚的系数度，取值见下表,（接上页）,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.4内排水系统排水设计计算,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。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.4内排水系统排水设计计算,2.连接管管径一般和雨水斗相同，直接选用。3.悬吊管悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、管道坡度、管道长度等因素有关。当建筑屋面渲泄能力系数k11，5min小时降雨厚度h5100mm/h时，多斗系统悬吊管最大允许汇水面积见附录。当建筑屋面坡度大于2.5，渲泄能力系数k1不等于1时，应按汇水面积折算成相当于k11时的汇水面积F。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.4内排水系统排水设计计算,4.立管立管连接一根悬吊管时，立管管径与悬吊管管径相同。若一根立管连接两根悬吊管时，应计算立管的汇水面积，再根据5min小时降雨厚度h5、“k11时立管最大允许汇水面积表”确定管径。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。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.4内排水系统排水设计计算,6.埋地管为排水通畅，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350～450mm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。埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.4内排水系统排水设计计算,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算7.4.5有关压力流屋面雨水排水管道的几点规定,⒈悬吊管与雨水斗出口的高差应大于1.0米。⒉悬吊管设计流速不应小于1m/s,立管设计流速不宜大于10m/s。⒊雨水排水管道总水头损失与流出水头之和不得大于雨水管进、出口的几何高差。⒋悬吊管水头损失不得大于80kPa。⒌压力流排水管系各节点的上游不同支路的计算水头损失之差，在管径小于等于DN75时，不应大于10kPa;在管径大于等于DN100时，不应大于5kPa。⒍压力流排水管系出口应放大管径，其出口水流速度不一大于1.8m/s,如其出口水流速度不一大于1.8m/s时,应采取消能措施。,第7章建筑雨水排水系统7.1雨水外排水系统,,第7章建筑雨水排水系统7.4雨水排水系统的水力计算,,7.4.5有关压力流屋面雨水排水管道的几点规定,