第6章建筑雨水排水系統(tǒng)

1、第6章6.1屋面雨水排除方式6.1.1外排水雨水系統(tǒng)6.1.2內(nèi)排水雨水系統(tǒng)6.1.3混合式雨水排水系統(tǒng)6.1.4屋面雨水排水系統(tǒng)的選擇6.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動(dòng)物理現(xiàn)象6.2.1單斗雨水排水系統(tǒng)6.2.2多斗雨水排水系統(tǒng)6.2.3壓力流雨水排水系統(tǒng)第6章6.3屋面雨水排水系統(tǒng)的計(jì)算6.3.1建筑屋面雨水管道設(shè)計(jì)流態(tài)選擇6.3.2設(shè)計(jì)雨水量計(jì)算6.3.3普通外排水設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.4天溝外排水設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.5內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.6虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1外排水雨水系統(tǒng)1.檐溝外排水2.天溝外排水圖6-1檐溝外排水圖6-2天溝外排水a(chǎn)) 平面圖b) 剖面圖6.1.2內(nèi)

2、排水雨水系統(tǒng)1.內(nèi)排水系統(tǒng)的組成2.內(nèi)排水系統(tǒng)的分類3.內(nèi)排水系統(tǒng)的布置與敷設(shè)2.內(nèi)排水系統(tǒng)的分類1)按每根立管連接的雨水斗數(shù)量，可分為單斗雨水排水系統(tǒng)和多斗雨水排水系統(tǒng)。2)按雨水排水系統(tǒng)是否與大氣相通，內(nèi)排水系統(tǒng)可分為密閉系統(tǒng)和敞開系統(tǒng)。3)按雨水管中水流的設(shè)計(jì)流態(tài)，可分為壓力流(虹吸式)雨水系統(tǒng)、重力伴有壓流雨水系統(tǒng)和重力無壓流雨水系統(tǒng)。圖6-3內(nèi)排水系統(tǒng)3.內(nèi)排水系統(tǒng)的布置與敷設(shè)(1)雨水斗雨水斗是一種專用裝置，設(shè)置在屋面雨水與天溝進(jìn)入雨水管道的入口處，雨水斗有整流格柵裝置，主要作用是能迅速排除屋面雨水；對(duì)進(jìn)水具有整流、導(dǎo)流作用，避免形成過大的漩渦，穩(wěn)定雨水斗前水位，減少摻氣；同時(shí)具有

3、攔截雜物和便于清通等作用。(2)連接管連接管是連接雨水斗和懸吊管的一段豎向短管。(3)懸吊管懸吊管連接雨水斗和排水立管，是雨水內(nèi)排水系統(tǒng)中架空布置的橫向管道，懸吊管一般沿梁或屋架下弦布置，其管徑不得小于雨水斗連接管，如沿屋架懸吊時(shí)，其管徑不得大于300mm。(4)立管雨水立管接納雨水斗或懸吊管的雨水，與排出管連接。(5)排出管排出管是立管與檢查井間的一段有較大坡度的橫向管道，考慮到降雨過程中常常有超過重現(xiàn)期的雨量，或水流摻氣占去一部分容積，所以雨水排出管設(shè)計(jì)時(shí)，要留有一定的余地。(6)埋地管埋地管敷設(shè)在室內(nèi)地下，承接立管的雨水并將其排至室外雨水管道。(7)附屬構(gòu)筑物常見的附屬構(gòu)筑物有檢查井、檢

4、查口和排氣井，用于雨水系統(tǒng)的檢修、清掃和排氣。圖6-4排氣井6.1.4屋面雨水排水系統(tǒng)的選擇1.選擇原則2.雨水排水系統(tǒng)的特點(diǎn)和選擇1.選擇原則1)屋面雨水系統(tǒng)最基本的原則：迅速、及時(shí)地將屋面雨水排至室外。2)盡量減少和避免非正常排水。3)應(yīng)本著安全、經(jīng)濟(jì)的原則選擇排水系統(tǒng)。2.雨水排水系統(tǒng)的特點(diǎn)和選擇(1)雨水排水系統(tǒng)的安全性(2)雨水排水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性(3)各種雨水排水系統(tǒng)的適用特點(diǎn)除考慮安全、經(jīng)濟(jì)因素外，雨水排水系統(tǒng)的選擇主要應(yīng)根據(jù)各雨水排水系統(tǒng)的特點(diǎn)以及該建筑的實(shí)際情況綜合分析確定。1)優(yōu)先考慮外排水，但應(yīng)先征得建筑師的同意。2)屋面集水優(yōu)先考慮天溝形式，雨水斗應(yīng)設(shè)置在天溝內(nèi)。3)虹吸式

5、壓力流系統(tǒng)適用于大型屋面的庫(kù)房、工業(yè)廠房、公共建筑等。4)室內(nèi)不允許冒水的建筑，應(yīng)選擇密閉系統(tǒng)或外排水系統(tǒng)。5)87型雨水斗系統(tǒng)和虹吸式壓力流系統(tǒng)應(yīng)選擇密閉系統(tǒng)。6)寒冷地區(qū)應(yīng)盡量采用內(nèi)排水系統(tǒng)7)單斗與多斗系統(tǒng)比較，一般情況下優(yōu)先采用單斗系統(tǒng)。6.2.1單斗雨水排水系統(tǒng)1.雨水斗水氣流動(dòng)狀態(tài)2.懸吊管的水氣流動(dòng)狀態(tài)3.立管的水氣流動(dòng)狀態(tài)4.排出管的水氣流動(dòng)狀態(tài)5.埋地管的水氣流動(dòng)狀態(tài)圖6-5雨水泄流量與各參數(shù)的關(guān)系曲線圖6-6單斗雨水系統(tǒng)壓力變化曲線6.2.2多斗雨水排水系統(tǒng)1)一根立管連接兩個(gè)雨水斗時(shí)，宜設(shè)兩根懸吊管對(duì)稱布置。2)一根立管連接四個(gè)雨水斗時(shí)，宜設(shè)兩根懸吊管，對(duì)稱布置，每根懸吊

6、管設(shè)兩個(gè)雨水斗，近斗口徑減小一級(jí)，近立管雨水斗應(yīng)盡量靠近立管，以增大系統(tǒng)泄水量，同時(shí)兩個(gè)雨水斗的間距不宜過大。3)一根懸吊管上的雨水斗不宜超過兩個(gè)。圖6-7多斗系統(tǒng)各斗流量值(L/s)及壓力曲線6.2.3壓力流雨水排水系統(tǒng)1.雨水斗水氣流動(dòng)狀態(tài)2.懸吊管水氣流動(dòng)狀態(tài)3.立管的水氣流動(dòng)狀態(tài)圖6-8壓力流雨水斗6.3.1建筑屋面雨水管道設(shè)計(jì)流態(tài)選擇1)檐溝外排水宜按重力流設(shè)計(jì)。2)長(zhǎng)天溝外排水宜按滿管壓力流設(shè)計(jì)。3)高層建筑屋面雨水排水宜按重力流設(shè)計(jì)。4)工業(yè)廠房、庫(kù)房、公共建筑的大型屋面雨水排水宜按滿管壓力流設(shè)計(jì)。6.3.2設(shè)計(jì)雨水量計(jì)算(1)設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度q的確定設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度應(yīng)按當(dāng)?shù)鼗蛳噜彽貐^(qū)暴

7、雨強(qiáng)度公式計(jì)算確定，具體見室外排水工程設(shè)計(jì)手冊(cè)。(2)匯水面積F屋面的匯水面積較小，一般以m2計(jì)算。(3) 雨水徑流系數(shù)各種屋面、地面的雨水徑流系數(shù)可按表6-3所示采用。表6-1各種匯水區(qū)域的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期匯水區(qū)域名稱設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P/a室外場(chǎng)地小區(qū)13車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)的基地25下沉式廣場(chǎng)、地下車庫(kù)坡道出入口520屋面一般性建筑屋面25重要公共建筑屋面10表6-2工業(yè)建筑雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期工業(yè)企業(yè)特點(diǎn)P/a1生產(chǎn)工藝因素生產(chǎn)和機(jī)械設(shè)備不會(huì)因水受損失05生產(chǎn)可能因水受影響，但機(jī)械設(shè)備不會(huì)因水受損害10生產(chǎn)不會(huì)因水受影響，機(jī)械設(shè)備可能因水受損害15生產(chǎn)和機(jī)械設(shè)備均可能因水受損害20表6-2工業(yè)建筑雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)

8、期工業(yè)企業(yè)特點(diǎn)P/a2土建因素房屋最低層地板標(biāo)高低于室外地面標(biāo)高05天窗玻璃位于天溝之上低于10cm05屋頂各個(gè)方面被房屋高出部分緊緊地包圍著，妨礙雨水流動(dòng)05表6-3各種屋面、地面的雨水徑流系數(shù) 屋面、地面種類屋面混凝土和瀝青路面塊石路面級(jí)配碎石路面干磚及碎石路面非鋪砌地面公園綠地 09100906045040030 015表6-4雨水排水立管最大設(shè)計(jì)泄流量管徑/mm75100125150200最大設(shè)計(jì)泄流量/（L/s）9192942756.3.4天溝外排水設(shè)計(jì)計(jì)算1)土建專業(yè)根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)要求，已確定天溝的形式和斷面，需要校核天溝的泄水能力，其設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：2)在天溝長(zhǎng)度、暴雨重現(xiàn)期已確

9、定的情況下，計(jì)算確定天溝形式和斷面尺寸，提交給土建專業(yè)，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟為：(2) 天溝水流速度(3) 天溝允許泄流量(4) 每條天溝匯水面積(5) 匯水面積F上的雨水設(shè)計(jì)流量(6) 查表6-4，選用立管管徑為DN=150mm，Qmax=42L/s30.45L/s，滿足要求。表6-5各種材料的n值天溝壁面材料的種類n值鋼管、水力砂漿光滑水槽0012鑄鐵管、陶土管、水力砂漿抹面混凝土槽00120013混凝土和鋼筋混凝土槽00130014無抹面的混凝土槽00140017噴漿護(hù)面的混凝土槽00160021表面不整齊的混凝土槽0020豆砂瀝青瑪蹄脂護(hù)面的混凝土槽0025表6-65min暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)重現(xiàn)期/

10、a123/L/（s10）124179211圖6-9天溝平面布置(2) 天溝水流速度6.3.5內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.雨水斗2.連接管3.懸吊管4.立管5.排出管6.埋地管表6-7雨水斗的最大允許泄流量(單位：L/s)DN/mm75100125150200單斗系統(tǒng)95155225315515多斗系統(tǒng)712182639(2) 選擇雨水斗查附錄6A中表6A-1的多斗系統(tǒng)，h5=60mm/h，選用DN=75mm的雨水斗。(3) 連接管管徑 連接管管徑與雨水斗直徑相同，DN=75mm。(4) 懸吊管管徑 為排水通暢，懸吊管坡度取0.010，管段12折算匯水面積為286.80m2，查附錄6A中表6A-2，D

11、N=150mm(182m2286.80m2536m2)；管段23折算匯水面積為286.802=573.6m2，查附錄6A中表6A-2，DN=200mm(536m2573.6m21156m2)。(5) 立管管徑立管匯水面積為4784=1912m2，查附錄6A中表6A-3，h5=60mm/h時(shí)，DN=150mm，流量滿足要求(1140m21912m22520m2)，但不滿足立管管徑不小于懸吊管管徑的要求。(6) 排出管管徑排出管管徑與立管管徑相同DN=200mm。(7) 埋地管管徑埋地管坡度取0.006，查附錄6A中表6A-5(密閉系統(tǒng))，計(jì)算結(jié)果見表6-8。表6-8埋地管計(jì)算表管段編號(hào)/坡度管徑

12、/mm最大允許匯水面積/561147200062501539672294400063002503783441600063503777894588800064005392圖6-10內(nèi)排水系統(tǒng)圖6.3.6虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.壓力流雨水斗的計(jì)算特性2.水力計(jì)算公式3.水力計(jì)算方法步驟4.虹吸式雨水排水系統(tǒng)水力計(jì)算應(yīng)符合的一些規(guī)定1.壓力流雨水斗的計(jì)算特性(1)雨水斗的額定流量表6-9列出了幾種壓力流(虹吸式)雨水斗的額定流量和斗前水深，表中列出的斗前水深，對(duì)于不同形式的雨水斗的含義是不同的。(2) 額定流量下雨水斗的水頭損失與局部阻力系數(shù)雨水斗的局部阻力系數(shù)因雨水斗的結(jié)構(gòu)、尺寸、材質(zhì)不

13、同而有所差別。表6-9雨水斗的額定流量與斗前水深雨水斗型號(hào)、規(guī)格壓力流（虹吸式）雨水斗DN50DN75DN100額定流量/（L/s）60120250斗前水深/mm4570排水狀態(tài)淹沒泄流2.水力計(jì)算公式(1) 沿程壓力損失虹吸式雨水排水系統(tǒng)一般使用內(nèi)壁噴塑柔性排水承壓鑄鐵管或鋼塑復(fù)合管及承壓塑料管等，其沿程壓力損失的計(jì)算方法一般采用達(dá)西公式和漢森威廉姆斯公式(6-5)，建議采用第二種(2) 局部阻力損失局部阻力損失用當(dāng)量長(zhǎng)度或局部阻力系數(shù)計(jì)算。表6-10國(guó)產(chǎn)虹吸式雨水斗的局部阻力系數(shù)雨水斗型號(hào)YT150YG50YT75YG75YG100局部阻力系數(shù)131324245表6-11局部阻力損失系數(shù)管

14、件名稱內(nèi)壁涂塑鑄鐵或鋼管塑料管90彎頭08145彎頭0304干管上斜三通05035支管上斜三通112轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓α魈幊隹?818壓力流（虹吸式）雨水斗廠商提供3.水力計(jì)算方法步驟1)確認(rèn)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，如降雨強(qiáng)度和重現(xiàn)期。2)計(jì)算排水屋面的水平投影面積和匯水面積。3)計(jì)算各匯水面積的降雨量。4)確定壓力流雨水斗的規(guī)格和額定流量，計(jì)算各匯水面積需要雨水斗的數(shù)量。5)確定雨水斗、懸吊管、立管和排出管(接至室外窨井)的平面和空間位置。6)繪制水力計(jì)算管系圖。7)確定節(jié)點(diǎn)和管段，為各節(jié)點(diǎn)和管段編號(hào)。8)確定總高度和管道總長(zhǎng)度。9)求每米管長(zhǎng)允許的壓力損失，iH/(1.21.6)L 。10)查諾模圖估算各管

15、段管徑。11)確定水位高度，h1斗前水位高度，h2屋面或大溝底至立管頂點(diǎn)(轉(zhuǎn)折點(diǎn))的高度，H斗前水位至立管出口(非滿流處)的高度。12)進(jìn)行系統(tǒng)的水力計(jì)算：計(jì)算各管段的沿程損失和局部阻力損失，管段流速、各節(jié)點(diǎn)的壓力。1)無天溝的平屋面宜采用DN50型壓力流雨水斗；同一懸吊管上接入的雨水斗應(yīng)采用同一規(guī)格，其進(jìn)水口應(yīng)在同一水平面上。2)懸吊管與雨水斗出口的高差應(yīng)大于1.0m；雨水排水管道中的總水頭損失與流出水頭之和不得大于雨水管進(jìn)、出口的幾何高差。3)管道的最小設(shè)計(jì)流速不小于1m/s ，立管設(shè)計(jì)流速宜小于6m/s，最大不宜大于10m/s，立管底部接至室外窨井的排出管管內(nèi)流速不宜大于1.5m/s。4

16、)排水系統(tǒng)的總水頭損失應(yīng)小于雨水斗斗前水位與系統(tǒng)出口的高差。表6A-1=1時(shí)雨水斗最大匯水面積(單位：)系統(tǒng)形式雨水斗直徑/mm小時(shí)降雨厚度h/（mm/h）5060708090100110120140160180200單斗系統(tǒng)756845704894283803423112852442141901711001116930797698620558507465399349310279150226818901620141812601134103194581070963056720037083090264723182060185416851545132411591030927多斗系統(tǒng)755694744

17、0635631628425923720317815814210092977466358151646442238733229025823215018651554133111661036932847777666583518466200282223522016176415681411128311761008882784706表6A-2=1，=100mm/h時(shí)多斗懸吊管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/(mm）h/D=08751001502002503000005601293798171480240800066514141589616212638000771152449967175128490008

18、751634801034187230460009801725091097198632310010841825361156209334060012921995871266229337310014100215634136824774030001610723067814622648430800181132447191551280045690020119257758163529604816表6A-2=1，=100mm/h時(shí)多斗懸吊管最大允許匯水面積(單位：)0022125270795171531055052002413128183117913243527600261362938651864337554

19、9200281413048971935350356990030146315929200236265899表6A-3=1時(shí)立管最大匯水面積(單位：)/（mm /h）管徑/mm/（mm/h）管徑/mm100150200100501368302456251106241373601140252045001205701260709762158385514048810798085518903375160427945907601680300018038084010068415122700200342756表6A-4=1，=100mm/h時(shí)敞開系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/mmh/D=050h

20、/D=065h/D=080150200250300350400450500550600000313930054488520202884394867578713109890004161346628102223323330455978031006112688表6A-4=1，=100mm/h時(shí)敞開系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/mmh/D=050h/D=065h/D=080150200250300350400450500550600000518038770211432607372350978724112481418600061974247701252285640785583955612

21、32215540000721345883113523085440560311032213309167860008227490888144532924709644711035142291794400092415209421533349849956838117051509119033表6A-4=1，=100mm/h時(shí)敞開系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)001025454899316163688526572091233715908200630012279600108817704040576878961351517426219780014301648117619124363623085291459

22、81882223738001632269312572044466566609118156062012225377001834173513332168494870659671165532134326917002036077514052285521674461019517448224972837300254028661571255558318326113981950825153003044194917212799638891201248621369表6A-5=1，=100mm/h時(shí)密閉系統(tǒng)埋地管最大允許匯水面積(單位：)坡度管徑/mm1502002503003504004505005506000003279600108