建筑屋面雨水排水系統(tǒng)第二部分

第6章建筑屋面雨水排水系統(tǒng)6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算1．雨水量計(jì)算公式雨水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算：式中

Q——雨水設(shè)計(jì)流量，L/s；

qj——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/s·ha；

Ψ——徑流系數(shù)

F——匯水面積，㎡。

注：當(dāng)采用天溝集水且溝檐溢水會(huì)流入室內(nèi)，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度應(yīng)乘以1.5的系數(shù)。6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算

式中Q——雨水設(shè)計(jì)流量，L/s；

Ψ——徑流系數(shù)；

F——匯水面積，㎡；

h5——當(dāng)?shù)亟涤隁v時(shí)為5min時(shí)的小時(shí)降雨厚度，mm/h。6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算2．設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度雨水設(shè)計(jì)流量是雨水排水系統(tǒng)最基本的參數(shù)，按降雨強(qiáng)度計(jì)算，各地區(qū)的氣候條件不同，降雨強(qiáng)度計(jì)算公式不同：式中

q——設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度，L/s·ha；

P

——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，a；

t——降雨歷時(shí)，min；

A、c、n、b——當(dāng)?shù)氐慕涤陞?shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法確定。6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算各地的降雨強(qiáng)度公式可以在室外排水設(shè)計(jì)手冊(cè)中查出。如當(dāng)?shù)責(zé)o降雨強(qiáng)度公式時(shí)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)赜炅坑涗涍M(jìn)行推算，或借用鄰近地區(qū)的降雨強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算。

北京地區(qū)的設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度可按下式計(jì)算：6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算屋面雨水排水管道的設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)可按5min計(jì)算，居住小區(qū)的雨水管道設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)應(yīng)按下式計(jì)算：式中

t——降雨歷時(shí)，min；t1

——地面集水時(shí)間，min，視距離長(zhǎng)短、地形坡度和地面覆蓋情況而定，一般可以選5～10min；M

——折減系數(shù)，小區(qū)支管和接戶管：M=1，小區(qū)干管、暗管：M=2，明溝M=1.2；t2

——排水管道內(nèi)的雨水流行時(shí)間，min。6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算3．設(shè)計(jì)重現(xiàn)期設(shè)計(jì)重現(xiàn)期根據(jù)建筑物的重要程度、匯水區(qū)域的性質(zhì)、地形特點(diǎn)、氣象特點(diǎn)等因素確定。近年來(lái)，由于建筑標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，P值也有增大的趨勢(shì)，各種匯水區(qū)域的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不宜小于下表中的數(shù)值。

6.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算各種匯水區(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（a）屋面一般性建筑2～5重要公共建筑≥10室外場(chǎng)地小區(qū)1～3車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)的基地2～5下沉式廣場(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)坡道出入口5～506.3雨水排水系統(tǒng)的水力計(jì)算

6.3.1屋面雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算4．匯水面積F（3）坡度大的屋面，當(dāng)屋面豎向投影面積大于水平投影面積的10%，則豎向投影面積的50%折算成匯水面積；（4）窗井、貼近建筑外墻的地下汽車(chē)庫(kù)出入口坡道和高層建筑裙房屋面的雨水匯水面積，還應(yīng)附加其高出部分側(cè)墻面積的1/2；（5）屋面按分水線的排水坡度劃分為不同排水區(qū)時(shí)，應(yīng)分區(qū)計(jì)算集雨面積。6.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計(jì)算5．徑流系數(shù)6.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計(jì)算6.3.2系統(tǒng)計(jì)算原理與與參數(shù)１．雨水斗泄流流量重力流狀態(tài)下，雨水斗的排水水狀況是自由堰流，通過(guò)雨水斗的泄流量與雨水水斗進(jìn)水口直徑徑和斗前水深有有關(guān)，可按環(huán)形形溢流堰公式計(jì)算：：半有壓流和壓力力流狀態(tài)下，排水管道內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)壓抽吸，通過(guò)雨水斗的泄流量量為：6.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計(jì)算6.3.2系統(tǒng)計(jì)算原理與與參數(shù)各種類型雨水斗斗的最大泄流量量可按下表選取取。6.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計(jì)算6.3.2系統(tǒng)計(jì)算原理與與參數(shù)２．天溝流量屋面天溝為明渠渠排水，天溝水水流流速可按明明渠均勻流公式式計(jì)算式中Q——天溝排水流量，，m3／s；v——流速，m／s；n——天溝粗糙度系數(shù)數(shù)，與天溝材料料及施工情況有有關(guān)，見(jiàn)各種抹面天溝n值表；i——天溝坡度，不小小于0.003；ω——天溝過(guò)水?dāng)嗝娣e積，m2。天溝壁面材料n天溝壁面材料n水泥砂漿光滑抹面0.011噴漿護(hù)面0.016～0.021普通水泥砂漿抹面0.012～0.013不整齊表面0.020無(wú)抹面0.014～0.017豆砂瀝青瑪碲脂表面0.025各種抹面天溝n值表6.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計(jì)算6.3.2系統(tǒng)計(jì)算原理與與參數(shù)３．橫管橫管包括懸吊管、管道層的匯合管管、埋地橫干管和出戶管，橫管可以近似似地按圓管均勻勻流計(jì)算：I的確定分為重力流和重力半半有壓壓流兩種情情況。。橫管的的管徑徑根據(jù)各各雨水水斗流流量之之和確確定，，并宜宜保持持管徑徑不變變。6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)I—水力坡坡度，，重力力流的的水力力坡度度按照照管道道敷設(shè)設(shè)坡度度計(jì)算算，金金屬管管不小小于0.01，塑料料管不不小于于0.005；重力力半有有壓的的水力力坡度度與橫橫管兩兩端管管內(nèi)的的壓力力差有有關(guān)，，按下下式計(jì)計(jì)算。。(手冊(cè)均均按公公式計(jì)計(jì)算)：式中h——橫管兩兩端管管內(nèi)的的壓力力差；；mH20，懸吊吊管按按其末末端（（立管管與懸懸吊管管連接接處））的最最大負(fù)負(fù)壓值值計(jì)算算，取取0.5m，埋地地橫干干管按按起端端（立立管與與橫干干管連連接處處）的的最大大正壓壓值計(jì)計(jì)算，，取1.0m；Δh——位置水水頭，，mH20；懸吊吊管是是指雨雨水斗斗頂面面至懸懸吊管管末端端的幾幾何高高差，，m，埋地地橫干干管是是指其其兩端端的幾幾何高高差。。

管徑I75mm100mm150mm200mm250mm0.023.076.6319.5542.1076.330.033.778.1223.9451.5693.500.044.359.3827.6559.54107.960.054.8610.4930.9166.57120.190.065.3311.4933.8672.92132.220.075.7512.4136.5778.76142.82多斗懸懸吊管管（鑄鑄鐵、、鋼管管）最大排排水能能力（（L/s）[措施]

管徑I90×3.2110×3.2125×3.7160×4.7200×5.90.025.7610.2014.3027.6650.120.037.0512.4917.5133.8861.380.048.1414.4220.2239.1270.870.059.1016.1322.6173.7379.240.069.9717.6724.7747.9186.800.0710.7719.0826.7551.7593.76多斗懸懸吊管管（塑塑料管管）最大排排水能能力（（L/s）[措施]6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)４．立立管重力流流狀態(tài)態(tài)下雨水排排水立立管按按水膜膜流計(jì)計(jì)算：：式中Q——立管排排水流流量，，L/s；Kp——粗糙高高度，，m，塑料管管取15××10－6m，鑄鐵管管取取25××10－5m；α——充水率率，塑塑料管管取0.3，鑄鐵鐵管取取0.35；d——管道計(jì)計(jì)算內(nèi)內(nèi)徑，，m。6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)重力半半有壓壓流狀狀態(tài)雨水排排水立立管按水塞塞流計(jì)計(jì)算，，鑄鐵管管充水水率：α＝0.57～0.35小管徑徑取大大值，，大管徑徑取小小值。。重力半半有壓壓流除重力力作用用外，，還有有負(fù)壓壓抽吸吸作用用，故故：重重力半半有壓壓流系系統(tǒng)立立管的的排水水能力力大于于重力力流。。單斗系系統(tǒng)立立管管管徑：：與雨水水斗口口徑、、懸吊吊管管管徑相相同；；多斗系系統(tǒng)立立管管管徑：：根據(jù)立立管設(shè)設(shè)計(jì)排排水量量按重力半半有壓流立立管的的最大大允許許泄流流量表表確定。。重力流流屋面面雨水水排水水立管管泄流流量[規(guī)范]重力半半有壓壓流立立管的的最大大允許許泄流流量表表[手冊(cè)]管徑（mm）75100150200250300排水流量（L／s）多層建筑10194275135220高層建筑122555901552406.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口功能：：主要是是雨水水系統(tǒng)統(tǒng)事故時(shí)時(shí)排水和和超量雨雨水排除。。按最不不利情情況考考慮，，溢流流口的的排水水能力力應(yīng)不不小于于50年重現(xiàn)期的的雨水水量。。溢流流口的的孔口口尺寸寸可按按下式式近似似計(jì)算算：式中Q——溢流口口服務(wù)務(wù)面積積內(nèi)的的最大大降雨雨量，，L/s；b——溢流口口寬度度，m；h——溢流孔孔口高高度，，m；m——流量系系數(shù)，，取385；g——重力加加速度度，m/s2，取9.81。6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口H6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.2系統(tǒng)計(jì)計(jì)算原原理與與參數(shù)數(shù)５．溢溢流口口屋面雨雨水最最小排排水能能力q屋面雨雨水管管道的的排水水系統(tǒng)統(tǒng)+q溢流設(shè)設(shè)施宣宣泄雨雨水能能力=q總排水水能力力一般建建筑：：P排水+P溢流≥≥10aqY重要建建筑：：P排水+P溢流≥≥50aqY6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算步步驟１．普通外外排水水系統(tǒng)統(tǒng)(宜按重力無(wú)無(wú)壓流流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì))根據(jù)屋屋面坡坡度和和建筑筑物立立面要要求，，布置置立管管，確確定立立管間間距；；計(jì)算每每根立立管的的匯水水面積積；求每根根立管管的泄泄水量量；按堰流流式斗斗雨水水系統(tǒng)統(tǒng)查重力流流立管管最大大允許許泄流流量表，確定立立管管管徑。。6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算步步驟２．天溝外外排水水天溝布布置即確定定天溝溝的分分水線線及每每條天天溝的的匯水水面積積；按按照屋屋面的的構(gòu)造一一般應(yīng)應(yīng)在伸伸縮縫縫或沉沉降縫縫作為為天溝溝分水水線，，單坡坡的排排泄長(zhǎng)長(zhǎng)度不宜宜大于于50m。天溝較較長(zhǎng)時(shí)時(shí)，坡坡度不不能太太大，，但最最小坡坡度不不得小于于0.003。確定天天溝斷斷面天溝形形狀：矩形形、梯梯形、、半圓圓形、、三角角形等等。天溝尺尺寸：根據(jù)據(jù)排水水量、、天溝溝匯水水面積積計(jì)算算，根根據(jù)每每一條條天溝溝應(yīng)該排排泄的的雨水水量計(jì)計(jì)算天天溝斷斷面面面積ω。設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)：常采采用斷斷面凈凈尺寸寸為400mm×400mm，保護(hù)高高度不不小于于100mm。6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算步步驟天溝布布置圖圖天溝消能池池檢查井雨水斗斗沉降縫縫計(jì)算水水流速速度根據(jù)天天溝的的斷面面尺寸寸，應(yīng)應(yīng)用明明渠均均勻流流公式式計(jì)算算天溝溝的允允許水水流速速度υ和允許許泄流流量Q。6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算步步驟式中Q——雨水的的允許許泄流流量，，L/s；ω——天溝的的迂水水?dāng)嗝婷婷娣e積，m2；v——天溝內(nèi)內(nèi)水流流速度度，m/s；R——水力半半徑，，m；i——天溝坡坡度，，i≥0.003；n——天溝粗粗糙度度系數(shù)數(shù)，與與天溝溝材料料及施施工情情況有有關(guān)，，見(jiàn)各種抹抹面天天溝n值表。各種抹抹面天天溝n值表點(diǎn)擊查查看6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算步步驟計(jì)算需需要排排除的的雨水水量根據(jù)建建筑物物的性性質(zhì)選選定設(shè)設(shè)計(jì)重重現(xiàn)期期P，根據(jù)當(dāng)當(dāng)?shù)氐牡谋┯暧陱?qiáng)度公式式計(jì)算算q5或h5，則需要要排除除的雨雨水量量按式式計(jì)算算為：：K———校正系系數(shù)，，一般般取1。當(dāng)屋屋面坡坡度較較大時(shí)時(shí)且短短時(shí)積積水會(huì)會(huì)造成成危害害時(shí)（（例如如有的的天溝溝溢水水會(huì)流流入室室內(nèi)）），取取1.5。比較qy、Q，應(yīng)滿足足：Q≥qy，以保證證天溝溝的安安全排排水。。6.3雨水排排水系系統(tǒng)的的水力力計(jì)算算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算步步驟溢流口口為防止止降雨雨量過(guò)過(guò)大時(shí)時(shí)，天天溝翻翻水危危害建建筑物物安全全，在在女兒墻上，山墻上設(shè)設(shè)置溢流口。溢流口的排水量按按堰流的流量公式式計(jì)算：式中Q——溢流口流量，L/s；m——流量系數(shù)；b——溢流口寬度，m；H——溢流口前的水頭，m。其中的流量應(yīng)能夠夠達(dá)到設(shè)計(jì)重現(xiàn)期期對(duì)應(yīng)的暴雨流量量。6.3雨水排水系統(tǒng)的水水力計(jì)算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算步驟天溝的設(shè)計(jì)計(jì)算有有兩種情況：已知：天溝的長(zhǎng)度、形狀狀、幾何尺寸、坡度、材料和匯水水面積求解：校核重現(xiàn)期是否滿滿足要求已知：天溝的長(zhǎng)度、坡度度、材料、匯水面積和設(shè)計(jì)重重現(xiàn)期求解：天溝的形狀和幾何何尺寸點(diǎn)擊查看具體步驟驟點(diǎn)擊查看具體步驟驟選擇布置雨水斗，，布置連接管、懸懸吊管、立管、排出管和埋埋地管,計(jì)算確定連接管、、懸吊管、立管、排排出管和埋地管管管徑。３．重力流內(nèi)排水系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)算的內(nèi)容：為了簡(jiǎn)化計(jì)算，迅迅速確定雨水斗的的規(guī)格和數(shù)量，將將雨水斗的最大允允許泄流量換算成小時(shí)降雨厚度h5情況下最大允許匯匯水面積。6.3雨水排水系統(tǒng)的水水力計(jì)算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算步驟３．內(nèi)排水系統(tǒng)小時(shí)降雨厚度h5情況下最大允許匯匯水面積。徑流系數(shù)ψ已知，將雨水斗最大泄流量量表中的雨水斗最大允許泄流量帶帶入上式，可得雨雨水斗最大允許匯匯水面積表，見(jiàn)雨水斗最大允許匯匯水面積表。雨水斗最大泄流量量表點(diǎn)擊查看內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)步步驟：根據(jù)建筑物內(nèi)部墻墻、梁、柱的位置置，屋面的構(gòu)造和和坡度劃分為幾個(gè)系統(tǒng)，確確定立管的數(shù)量和和位置；根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的匯匯水面積，參照雨水斗最大允許匯匯水面積表確定雨水斗的規(guī)格格和數(shù)量；確定連接管管徑：：連接管管徑與雨水水斗出水管管徑相相同。單斗系統(tǒng)，懸吊管管、立管、排出橫橫管的管徑均與連連接管管徑相同。6.3雨水排水系統(tǒng)的水水力計(jì)算6.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算步驟內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)步步驟：計(jì)算懸吊管連接的的各雨水斗流量之之和，確定（重力力流）或計(jì)算（重力有壓流流）水力坡度，查查懸吊管（鑄鐵管、、鋼管）水力計(jì)算表或懸吊管（塑料管））水力計(jì)算表，