第5章 建排-雨水

1、1第第5 5章章 建筑雨水系統(tǒng)建筑雨水系統(tǒng)25-1建筑物雨水系統(tǒng)分類與排除方式一、系統(tǒng)分類 1.按雨水在管道內的流態(tài)分為：重力無壓流（附壁膜流）（堰流斗系統(tǒng)）重力半有壓流（氣水混合流）（過渡流態(tài)）（87雨水斗系統(tǒng)）壓力流（水一相流）（虹吸式系統(tǒng)） 2.按屋面的排水條件分為：檐溝排水（屋面面積較小，檐下設溝槽）天溝排水（面積大且曲折，屋面設天溝）無溝排水 3.按出戶橫管是否有自由水面分為：密閉系統(tǒng)（壓力流，密閉的管道連接）敞開系統(tǒng)（非滿流的重力流，可與生產廢水合用，暴雨時會冒水）3 4.按管道的設置位置分為： 外排水系統(tǒng)： 屋面不設雨水斗，建筑物內部沒有雨水管道 內排水系統(tǒng)： 屋面設雨水斗，建筑

2、物內部有雨水管道 5.按一根立管連接的雨水斗數量分為： 單斗系統(tǒng) 多斗系統(tǒng)二、系統(tǒng)組成 1.雨水斗 作用 一種雨水由此進入排水管道的專用裝置，使天溝水位穩(wěn)定、水面旋渦較小，水位波動幅度約l2mm，摻氣量較小 設置 天溝或屋面的最低處4類型 重力式雨水斗 由頂蓋、進水格柵（導流罩）、短管等構成，有65式、79式和87式3種，其中87式雨水斗的進出口面積比（雨水斗格柵的進水孔有效面積與雨水斗下連接管面積之比）最大，斗前水位最深，摻氣量少，水力性能穩(wěn)定，能迅速排除屋面雨水。 5鑄鐵篦子型雨水斗安裝圖67鑄鐵篦子型雨水斗安裝圖8虹吸式雨水斗 由頂蓋、進水格柵、擴容進水室、整流罩（二次進水罩）、短管等組

3、成。為下沉式，進入擴容進水室的雨水經整流罩進入排出管，空氣被整流罩阻擋，不能進入排水管。所以，排水管道中是全充滿的虹吸式排水。9虹吸式雨水斗安裝圖102.管道系統(tǒng) 普通外排水 組成：檐溝（墻外或屋面）和水落管 落管間距 民用812米 工業(yè)1824米 特點 簡單、價低 安全、不冒水、不漏水 適用場所 普通住宅 一般公共建筑 小型工業(yè)廠房雨水斗雨水斗承雨斗承雨斗檐溝檐溝立管立管11天溝外排水 組成；天溝、雨水斗、水落管 特點： 較安全（管道不穿過屋面） 價低 增加結構負荷（天溝坡度、墊層） 天溝積灰、水落管凍裂 適用場所 屋面曲折的長度小于100米的多跨廠房12天天 溝溝 布布 置置 圖圖天溝天溝

4、消能池消能池檢檢查查井井雨水斗雨水斗沉降縫沉降縫1314 內排水 組成： 雨水斗、連接管、懸吊管、立管、排出管、埋地干管、附屬構筑物。（不一定都有） 適用場所 跨度大、特別長、屋面曲折的多跨工業(yè)廠房 屋面設天溝困難的鋸齒形、薄殼形、有天窗的建筑物 建筑立面要求高的大屋面建筑物 寒冷地區(qū)墻外設立管有困難的建筑物1516三、建筑物雨水系統(tǒng)的選用 1.雨水系統(tǒng)優(yōu)劣排序 按安全可靠性： （包括：室內地面不冒水、屋面溢水頻率低、管道不漏水不冒水） 密閉式系統(tǒng)敞開式系統(tǒng) 外排水系統(tǒng)內排水系統(tǒng) 87斗重力流系統(tǒng)虹吸式系統(tǒng)堰流斗重力流系統(tǒng) 按經濟性： （經濟是指：在滿足安全的前提下，系統(tǒng)的造價低，壽命長。）

5、虹吸式系統(tǒng)87斗半壓力流系統(tǒng)堰流斗重力流系統(tǒng)172.雨水系統(tǒng)的選用 檐溝外排水 宜按重力流設計 長天溝外排水 宜按滿管壓力流設計 高層建筑屋面 宜按重力流設計 工業(yè)廠房、庫房、公共建筑的大型屋面 宜按壓力流設計 居住小區(qū) 按重力流1852 雨水排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現象1.沒有能量輸入 雨水從屋面流到室外的雨水井或地面，其間沒有能量輸入2.管內水流狀態(tài) 隨著雨水斗斗前水深h的不斷增加，會出現三種流態(tài) 重力無壓流； 重力半有壓流； 壓力流（虹吸流）3.造成管內水流狀態(tài)和壓力波動的原因 摻氣量，即進入雨水管道的空氣量的多少4.影響管內流態(tài)的因素： 天溝距埋地管的位置高度H 斗前水深h 與降雨歷時

6、、匯水面積和天溝水深有關 懸吊管 管徑、長度、坡度 立管管徑等 19一、單斗系統(tǒng) 降雨開始 降落屋面、屋面徑流、天溝、雨水斗 降雨歷時延長 斗前水深不斷增加 進氣口不斷減小 泄流量、壓力、和摻氣比隨之發(fā)生變化 按降雨歷時t，系統(tǒng)的泄流狀態(tài)可分為三個階段： 降雨開始到摻氣比最大的初始階段（0tta） 摻氣比最大到摻氣比為零的過渡階段(tattb） 不摻氣的飽和階段(t tb)。20天溝水深 降雨初期 較淺 隨著匯水面積的增加，天溝水深增加較快 暴雨強度的減小，增長速度變緩1. 初始階段（0tta，1/3) 雨水斗和連接管tQaQbhhahb21雨水斗泄流量 增加較快， 增長速度變緩ttatbQa

7、Qb22摻氣比 水深較淺，斗前水面穩(wěn)定，進氣面積大，進氣量大因泄水量較小，所以摻氣比急劇上升，到ta時達到最大。KaK=Q氣/Q水KbQaQb23壓力 因泄水量較小，充水率1/3，雨水在連接管內呈附壁流或膜流，管中心空氣暢通，管內壓力很小且變化緩慢，約等于大氣壓力PpapbQaQb24懸吊管與立管 懸吊管 泄水量較小，充滿度很小，呈現有自由水面的波浪流、脈動流、拉撥流, 水面上的空氣與大氣自由流通，管內壓力變化很小 25立管 管徑與連接管相同，立管內是附壁水膜流 管徑與連接管相同，流速大，挾帶一部分空氣向下流動 其空間由空氣來補充，立管內壓力變化也很小埋地干管 因管徑、泄水量與懸吊管相同，管內

8、的流態(tài)和壓力與懸吊管相似 是充滿度很小有自由水面的波浪流、脈動流，系統(tǒng)內壓力變化很小26結論：由以上分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)的初結論：由以上分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)的初始階段始階段 雨水排水系統(tǒng)的泄流量小雨水排水系統(tǒng)的泄流量小 管內氣流暢通，壓力穩(wěn)定，雨水靠重力流動管內氣流暢通，壓力穩(wěn)定，雨水靠重力流動 是水氣兩相重力無壓流是水氣兩相重力無壓流 27天溝水深 水深增加近似呈線性關系（ 隨著匯水面積增加，泄流量隨斗前水深的逐漸增加而加大）2.過渡階段（tattb ，1/31） 雨水斗和連接管tQaQbhhahb28雨水斗泄流量 泄流量的增長速率越來越?。?因泄流量逐漸增加，而管道斷面積固定不

9、變）ttatbQaQb29摻氣比急劇下降 雨水斗上方生成漏斗狀的立軸旋渦 （因大氣壓力、地球引力和地球自轉切力的共同作用） 斗前水面波動大 旋渦逐漸收縮 （隨著雨水斗前水位的上升，漏斗逐漸變淺） 摻氣比急劇下降 ( 進氣面積和摻氣量逐漸減小，泄流量增加，到tB時摻氣比為零。)KaK=Q氣/Q水KbQaQb30壓力 壓力增加較快（ 泄水量增加和摻氣量減少，管內頻繁形成水塞，出現負壓抽力）PpapbQaQb31 懸吊管與立管 懸吊管 .流態(tài) 進入懸吊管后流速減小，空氣充分混合，形成沒有自由水面的滿管氣泡流、滿管氣水乳化流，管內壓力波動大 .負壓不斷增大 （懸吊管的水頭損失迅速增加，因可利用的水頭幾

10、乎不變）.管內壓力分布 起端呈正壓，末端和立管的上部呈負壓，懸吊管與立管連接處負壓最大32立管 .氣水混合物流入立管后流速增加，但不足部分不能由空氣來補充 .為達到平衡，抽吸懸吊管內的水流，水氣紊流混合。形成水塞流、氣泡流、氣水乳化流 .管內壓力分布 上負下正 近似呈線性關系 可利用的水頭迅速增加速度遠大于管道水頭損失的增加速度） .立管底部正壓力最大 橫干管內的流速比立管小，水氣在立管下部進行劇烈的能量交換，水氣完全混合33埋地干管 起端形成水躍 高速挾氣水流進入密閉系統(tǒng)的埋地管后，流速急驟減小，其動能的絕大部用于克服水流沿程阻力、轉變?yōu)樗?，形成水躍 水流摻氣現象激烈 水中挾帶的氣體隨水流

11、向前運動的同時，受浮力作用作垂直運動擾動水流，使水流摻氣現象激烈，形成滿管的氣水乳化流，導致水流阻力和能量損失增加 中后段水流在在液面上形成有壓氣室 向前流動過程中，水中氣泡的能量減小，逐漸從水中分離出來，聚積在管道斷面上部形成有壓氣室，產生的水力坡度，增加了埋地管的排水能力 敞開式內排水系統(tǒng)埋地管的起端，因管徑小，檢查井內的雨水極易從井口冒出，造成危害34結論結論: :由以上分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)的過渡階段由以上分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)的過渡階段 泄流量較大，泄流量較大， 管內氣流不暢通，管內壓力不穩(wěn)定，變化大管內氣流不暢通，管內壓力不穩(wěn)定，變化大 雨水靠重力和負壓抽吸流動，雨水靠重力

12、和負壓抽吸流動， 是水氣兩相重力半有壓流是水氣兩相重力半有壓流35天溝水深 天溝水深淹沒雨水斗，管內滿流,天溝水深急劇上升3. 飽和階段（t tb，1） 雨水斗和連接管tQaQbhhahb36雨水斗泄流量 .泄流量達到最大，基本不再增加 .雨水斗安裝高度不變，天溝水深增加所產生的水頭不足以克服因流量增加在管壁上產生的摩擦阻ttatbQaQb37摻氣比 天溝水深淹沒雨水斗，雨水斗上的漏斗和旋渦消失，不摻氣，管內滿流KaK=Q氣/Q水KbQaQb38壓力 泄水主要由負壓抽力進行，所以雨水斗和連接管內為負壓。PpapbQaQb39懸吊管與立管水一相流 雨水斗完全淹沒不進氣管內壓力 懸吊管 起端管內壓

13、力可能是負壓也可能是正壓。隨懸吊管的延伸,管內壓力逐漸減小，負壓值增大，至懸吊管與立管的連接處負壓值最大，形成虹吸 立管 與過渡階段后期相似，由負壓逐漸增加到正壓。在立管與埋地管連接處達到最大正壓。40埋地干管 正壓值逐漸減少：埋地干管向前流動過程中，水頭損失不斷增加，而可利用水頭H不變，所以，埋地干管正壓值逐漸減少，至室外雨水檢查井處壓力減為零 從屋面雨水斗斗前的進水水面至埋地干管排出口的總高度差，即有效作用水頭H，全部用盡41結論：由以上分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)飽和結論：由以上分析可以看出，單斗雨水系統(tǒng)飽和階段階段 的雨水斗完全淹沒，不摻氣的雨水斗完全淹沒，不摻氣 管內滿流不摻氣管內滿流

14、不摻氣 雨水排水系統(tǒng)的泄流量達到最大雨水排水系統(tǒng)的泄流量達到最大 雨水主要靠負壓抽吸流動，是水一相壓力流雨水主要靠負壓抽吸流動，是水一相壓力流42 單斗系統(tǒng)總的結論：單斗系統(tǒng)總的結論： 壓力流狀態(tài)下系統(tǒng)的泄流量最大，重力流時泄流量壓力流狀態(tài)下系統(tǒng)的泄流量最大，重力流時泄流量最小最小 天溝位置高度、天溝水深、管道摩阻及雨水斗的局天溝位置高度、天溝水深、管道摩阻及雨水斗的局部阻力是影響重力半有壓流和壓力流狀態(tài)雨水排水系統(tǒng)部阻力是影響重力半有壓流和壓力流狀態(tài)雨水排水系統(tǒng)的泄水能力的因素的泄水能力的因素 天溝位置高度是最主要的影響因素，垂直距離越大，天溝位置高度是最主要的影響因素，垂直距離越大，產生的

15、抽力越大，泄水能力也就越大產生的抽力越大，泄水能力也就越大 系統(tǒng)最大負壓在懸吊管與立管的連接處，最大正壓系統(tǒng)最大負壓在懸吊管與立管的連接處，最大正壓在立管與埋地橫干管的連接處在立管與埋地橫干管的連接處43二.多斗雨水排水系統(tǒng) 1.初始和過渡階段（重力流和重力半有壓流） 水流狀態(tài) 從連接管落入懸吊管的雨水，產生向下沖擊力，在連接管與懸吊管的連接處，水流呈八字形，向上游產生回水壅高，對上游雨水的排放產生阻隔和干擾作用 回水線長度 與泄流量、管內壓力、管徑、坡度有關 初始階段泄流量小，管內空氣流通，氣壓穩(wěn)定，回水線長 隨泄流量的增加，管內產生負壓抽吸，回水線縮短 每個雨水斗的泄流量不同 與懸吊管上雨

16、水斗的個數、該雨水斗與排水立管的距離，以及與其他雨水斗的相互距離有關44實驗分析 立管高度為4.2m，天溝水深為40mm時多斗雨水排水系統(tǒng)泄流量的實測資料，圖中數據為泄流量，單位為Ls。 45由圖中的數據可以看出雨水斗離立管近，則泄水能力大 .負壓抽吸作用大 .水頭損失小 .受其他雨水斗的阻擋和干擾少46兩個雨水斗距離越遠，離立管遠的雨水斗泄流量越?。╞、c、d、e），但總泄流量基本相同47兩個雨水斗間距相同(a和c)，距離立管不同時，兩個雨水斗泄流量的比值基本相同，總泄流量不同48多個雨水斗時（f），第3個及其以后的雨水斗形同虛設。49 重力半有壓流狀態(tài)結論重力半有壓流狀態(tài)結論 一根懸吊管連

17、接的雨水斗不宜過多一根懸吊管連接的雨水斗不宜過多 雨水斗之間的距離不宜過大雨水斗之間的距離不宜過大 近立管雨水斗應盡量靠近立管近立管雨水斗應盡量靠近立管502.飽和階段（壓力流、虹吸流 ） 壓力流狀態(tài)結論壓力流狀態(tài)結論 每個雨水斗都被淹沒，空氣不會進入系統(tǒng)，每個雨水斗都被淹沒，空氣不會進入系統(tǒng)，系統(tǒng)內為水一相流系統(tǒng)內為水一相流 懸吊管和立管上部負壓值達到最大，抽吸作懸吊管和立管上部負壓值達到最大，抽吸作用大，系統(tǒng)內水流速度大用大，系統(tǒng)內水流速度大 懸吊管下游雨水斗的泄流不會向上游回水，懸吊管下游雨水斗的泄流不會向上游回水，對上游雨水斗排水產生的阻隔和干擾很小對上游雨水斗排水產生的阻隔和干擾很小

18、 各雨水斗得泄流量相差不多各雨水斗得泄流量相差不多 51 系統(tǒng)內水流速度大，泄流量遠大于初始和系統(tǒng)內水流速度大，泄流量遠大于初始和過渡階段的重力流和重力半有壓流。過渡階段的重力流和重力半有壓流。 保持懸吊管上節(jié)點壓力平衡保持懸吊管上節(jié)點壓力平衡 下游某雨水下游某雨水斗到懸吊管的距離小于上游雨水斗到這一點斗到懸吊管的距離小于上游雨水斗到這一點的距離，為，應增加下游雨水斗到懸吊管的的距離，為，應增加下游雨水斗到懸吊管的水頭損失水頭損失 鑄鐵管或承壓塑料管鑄鐵管或承壓塑料管 因懸吊管和立管上因懸吊管和立管上部負壓值很大，為保證安全，防止管道損壞部負壓值很大，為保證安全，防止管道損壞52 53雨水排水

19、系統(tǒng)布置與敷設一、原則 應將雨水以最短距離就近排至室外二、一般規(guī)定 1.陽臺、高層建筑的裙房應單獨排放； 2.建筑屋面各匯水范圍內，雨水排水立管不宜少于2根； 3.屋面雨水排水系統(tǒng)應設雨水斗； 4.系統(tǒng)以伸縮縫、沉降縫、天溝為分水線；雨水斗懸吊管宜對稱布置。單斗天溝長度小于50m； 5.小區(qū)雨水口布置在道路交叉處（不過道路）、低洼處（不積水），排水量大處； 6.立管在地面以上1m處及長度大于15m的懸吊管和埋地管，應設清掃或檢查口，懸吊管和埋地管上的清掃口間距不得大于20m 7.高跨雨水流至低跨屋面，當高差在一層及以上時，宜采用管道引流。防止對屋面產生沖刷； 8.承壓雨水橫管和立管(金屬或塑料

20、)當其直線長度較長時，應設伸縮器53三、堰流斗（65式）系統(tǒng) 1.采用自由堰流式雨水斗，材質宜為金屬。可承接不同高度的雨水斗 2.管道最小坡度應滿足自凈(最小)流速的要求 3.下游管段管徑不得小于上游管段管徑 4.必須設溢流口等溢流設施，確保超設計重現期雨水不會進入雨水斗。溢流設施的排水能力應滿足事故(比如雨水口或管道堵塞)排水和50年重現期的降雨量。溢流口底面不得高于(應低于)斗前設計水位 5.屋面天溝排水時溢流口宜設于天溝末端，屋面坡底排水時溢流口設于坡底一側。設在女兒墻用以控制斗前水位的溢流口距雨水斗不超過2m54四、87雨水斗系統(tǒng) 1.采用87型和65型雨水斗，材質宜為金屬 2.一根懸

21、吊管上設置的雨水斗不得多于4個 3.立管承接的雨水斗宜在同一樓層位上。當系統(tǒng)的設計流量小于立管的負荷能力時，可將不同高度的雨水斗接入同一立管，但最低雨水斗距立管底端的高度，應大于最高雨水斗距立管底端高度的23 4.懸吊管及其他橫管的坡度不小于0.005 5.下游管段管徑不得小于上游管段管徑 6.采用承壓管道（金屬管、塑料管、鋼塑復合管）、管配件(包括伸縮器)和接口，額定壓力不小于建筑高度靜水壓，并能承受0.5個大氣壓力的真空負壓 7.應在立管與埋地干管之間設排氣井，用于消能、整流、汽水分離、排氣。埋地橫干管上設檢查口井，防止冒水55五、虹吸式排水系統(tǒng)1.采用淹沒式（虹吸式）雨水斗，材質宜為金屬

22、。雨水斗應設于天溝內或直接埋設于屋面2.雨水斗宜在同一水平面上。各雨水立管宜單獨排出室外3.必須設溢流口，溢流設施的排水能力應滿足事故(比如雨水口或管道堵塞)排水和50年重現期的降雨量4.采用承壓管道（金屬管、塑料管、鋼塑復合管）、管配件(包括伸縮器)和接口，額定壓力不小于建筑高度靜水壓，并能承受0.9個大氣壓力的真空負壓56六、虹吸式排水系統(tǒng)的特點1.可充分利用屋面至地面排出管的位能，提高管內流速，減小管徑，比重力排水系統(tǒng)的管徑小2.懸吊管可水平敷設，占用空間小，設計和施工方便3.懸吊管沒有坡度，為管道安裝提供方便和靈活性，節(jié)約了寶貴的建筑空間4.減少與室外管道的連接管和室內埋地管，地下部分

23、工作量少 5.由于高的流速，系統(tǒng)保持較好的自清作用6.采用同樣的排水管材，比重力排水系統(tǒng)節(jié)約工程造價。7.一根懸吊管可以接入的雨水斗數量不受限制（懸吊管的長度可達150m），立管的數量少。適合于面積大、跨度大的建筑物。5754 雨水排水系統(tǒng)的水力計算一、雨水量計算 與三個因素有關： Q = f（ q、 F 、）1.暴雨強度q （或h） 降雨歷時 t = 5分鐘nnbtTBAbtTCAqlglg1167158 設計重現期 T（a）87斗系統(tǒng)的設計重現期宜取表中的低限值虹吸式系統(tǒng)、堰流斗系統(tǒng)的設計重現期應不低于表中的上限值敞開式內排水雨水系統(tǒng)的設計重現期視室內地面冒雨水產生的損害程度而定匯水區(qū)域名

24、稱設計重現（a）屋面 一般性建筑25重要公共建筑10室外場地居住小區(qū)13車站、碼頭、機場的基地25下沉式廣場、地下車庫坡道出入口55059 2.匯水面積（F） 以m2計； 一般坡度的屋面雨水的匯水面積按屋面水平投影水平投影面積計算 60 高出匯水面的側墻，應將側墻面積的12折算為匯水面積F1F2F = F1+ 0.5F261 同一匯水區(qū)內高出的側墻多于一面時，按有效受水側墻面積的12折算匯水面積62 半球形屋面或斜坡較大的屋面，其匯水面積等于屋面的水平投影面積與豎向投影面積的一半之和633.徑流系數：屋面取0.91.04.雨水設計流量計算 （l/s） （l/s） 100005qFQ36005h

25、FQ64二、二、系統(tǒng)計算原理與參數 1、雨水斗 自由堰流 重力流狀態(tài) 雨水斗泄流量與 雨水斗進水口直徑有關 斗前水位有關 可按環(huán)形溢流堰公式計算 式中：Q通過雨水斗的泄流量，m3s； 雨水斗進水口的流量系數，取0.45； D雨水斗進水口直徑，m； h雨水斗進水口前水位(簡稱斗前水位)，m.ghDhQ2Dh65壓力流狀態(tài)雨水斗泄流量 式中 Q雨水斗出水口泄流量，m3s； 雨水斗出水口的流量系數，取0.95； d雨水斗出水口內徑，m； H雨水斗前水面至雨水斗出水口處的高度，m P雨水斗排水管中的負壓，m。)(2422PHgdQPdH66 2.天溝 明渠均勻流，曼寧公式： Q=v 式中：n粗糙度 I

26、天溝坡度，不小于0.003 天溝過水斷面積，21321IRnv 673.堰流式斗式（重力無壓流） 1）懸吊管和橫向管 Q=v 式中：Q排水流量(m3s)； v流速(ms)； 水流斷面積(m2)； n粗糙系數；塑料管取0.01，鑄鐵管取0.014 R水力半徑(m)，按充滿度0.8計算； I水力坡度，按管道敷設坡度計算： 金屬管不小于0.01； 塑料管不小于0.005。21321IRnv 68 2）立管 按水膜流，通水能力： （l/s） 其中：KP粗糙高度，m： 塑料管取15106； 鑄鐵管取25105。 充水率，塑料管取0.3，鑄鐵管取0.35。 d管道計算內徑（m）38356117886dKQ

27、P694、87斗式（重力半有壓流） 懸吊管 Q=v 式中；i水力坡度 h立管頂部即懸吊管末端的最大負壓(m水柱)，取0.5m h雨水斗和懸吊管末端的幾何高差(m) L懸吊管的長度(m) 注：懸吊管的管徑根據各雨水斗流量之和確定，并宜保持管徑不變。21321iRnv LhLhiii/21 70立管 單斗系統(tǒng)立管管徑與雨水斗口徑、懸吊管管徑相同 多斗系統(tǒng)立管的最大排水流量按下表確定，其中多層建筑不應超過低限值，高層建筑不應超過上限值。立管的最大排水流量管徑 mm75100150 200 250300排水流量（Ls）多層 10194275135220高層 1225559015524071 埋地管與橫

28、干管 近似按懸吊管的方法計算，但h取橫管起點和末點的高差，h為橫管起點壓力，可取1m 管徑根據系統(tǒng)的總流量確定，不宜變徑 排出管在出建筑外墻時流速應小于1.8ms 725. 虹吸式（壓力流系統(tǒng)） 流速 懸吊管的設計流速不宜小于1ms 立管的設計流速不宜小于2.2ms，使管道有良好的自凈能力，宜小于6ms，以減小水流動時的噪音，最大不大于10ms 系統(tǒng)底部的排出管的流速小于1.8ms，減少水流對雨水井的沖擊 73hnViV11msHiV31.8msV26msiHihnhiVi74壓力余量 P 排水管系統(tǒng)的總水頭損失與排水管出口速度水頭之和應小于雨水斗天溝底面與排水管出口的幾何高差，其壓力余量宜稍

29、大于10KPa。 系統(tǒng)壓力余量： P=9.8H(vn2/2+hn) 式中:P壓力余量，KPa；稍大于10KPa。 vn排水管出口的管道流速，ms； H雨水斗頂面與排水管出口的高差，m； hn雨水斗頂面到排水管出口處系統(tǒng)的總阻力損失，KPa。75 系統(tǒng)某斷面處的壓力 Pi9.8Hi(vi2/2+hi) 式中:Pii斷面處管內的壓力，KPa； Hi雨水斗頂面至i斷面的高度差，m； Vii斷面處管內流速，ms； hi雨水斗頂面至i斷面的總阻力損失，KPa.76 最大負壓值 在懸吊管與總立管的連接處。為防止管道受壓損壞，壓力流(虹吸式)屋面雨水排水系統(tǒng)的最大負壓值(Pmax)見下表。 管材鑄鐵管和鋼管

30、塑料管管徑（mm） 50160200300最大允許負壓 Pmax（KPa) 90 80 7077不同支路計算到某一節(jié)點的壓力差P 管徑小于等于 DN75 時， P不應大于10kPa 管徑大于等于DN100 時， P不應大于 5kPaP1P2X21PPP78沿程阻力損失 按海森威廉公式計算：式中: R單位長度的阻力損失，KPam； Q流量，Lmin； DJ管道的計算內徑，m,內壁噴塑鑄鐵管塑膜厚度為0.005 m。 C系數，鑄鐵管C100，鋼管C12087. 485. 1485. 110893. 2jdCQR79 管道的局部阻力損失計算 管件的局部阻力損失可以折算成等效長度，按沿程水頭損失估算式

31、中：L0等效長度，m L設計長度，m k考慮管件阻力引入的系數 鋼管、鑄鐵管 k1.21.4 塑料管 k1.41.6 注：詳細計算時應按下式計算： (KPa)kLLO22Vhj80管件局部系數見下表 管件名稱內壁徐塑鑄鐵或鋼管 塑料管90彎頭45彎頭干管上斜三通支管上斜三通轉變?yōu)橹亓α魈幊隹?0.650.80 0.300.45 0.250.50 0.801.00 1.80 1.00 0.40 0.35 1.20 1.80 50mm雨水斗1.30, 或由廠商提供 75mm雨水斗2.40，或由廠商提供100mm雨水斗5.60，或由廠商提供81 6.溢流口計算 溢流口的功能： 主要是(雨水系統(tǒng))事故

32、排水和超量雨水排除 溢流口的孔口尺寸可按下式近似計算： (L/s) 式中：Q溢流口服務面積內的最大降雨量(L/s) b溢流口寬度(m) h溢流孔口高度(m) m流量系數，取385 g重力加速度(m/s2)，取9.812/32 hgmbQ 82三、重力流系統(tǒng)設計計算步驟1.普通外排水系統(tǒng)(宜按重力無壓流系統(tǒng)設計) 根據屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管（812米） 計算每根立管的匯水面積 求每根立管的泄水量 按堰流式斗雨水系統(tǒng)查表確定立管管徑2.天溝外排水(宜按重力半有壓流系統(tǒng)設計) 天溝選用水力半徑大的寬淺矩形和梯形 天溝保護高度100毫米，起端水深80毫米 計算方法83思路：已定天溝幾何尺寸

33、、坡度、材料、匯水面積，校核重現期P 計算天溝的過水斷面積和水力半徑R 根據天溝坡度i和水力半徑R，求流速v 求天溝允許通過的流量Q允21321iRnv計算匯水面積F ，并確定徑流系數 由 求5分鐘的暴雨強度q5 求重現期P: 若PP規(guī)，確定立管管徑 若PP規(guī)，改變天溝幾何尺寸，增大天溝的過水斷面積100005FqQQ設允84 思路：已知天溝坡度、天溝材料、重現期、匯水面積，確定天溝幾何尺寸確定分水線，求每條天溝的匯水面積F求5分鐘的暴雨強度q5 求匯水面積內的雨水設計流量Q設 初步確定天溝的幾何尺寸 求天溝過水斷水面積 求流速v 求天溝允許通過的流量Q允 若 Q設 Q允，確定立管管徑 若 Q

34、設Q允，增加天溝幾何尺寸，重新計算立管管徑按下表確定管徑（mm）75100150200排水能力（L/s）816325285【例5.1】某一般性公共建筑全長90m，寬72m。利用拱型屋架及大型屋面板構成的矩形凹槽作為天溝，向兩端排水。每條天溝長45m，寬B0.35m，積水深度H0.15m，天溝坡度i0.006，天溝表面鋪設豆石，粗糙度系數n0.025。屋面徑流系數0.9，天溝平面布置見下圖。根據該地的氣象特征和建筑物的重要程度，設計重現期取4年，重現期4年時，其5min的暴雨強度為243(Ls104m2)，重現期10年時，5min的暴雨強度為316(Ls104m2)，驗證天溝設計是否合理，選用雨

35、水斗，確定立管管徑和溢流口的泄流量。 解 天溝過水斷面積 BH=0.350.150.0525（m2）860.35m45m18m0.15m87 天溝的水力半徑 (m) 天溝的水流速度 （m/s） 天溝允許泄流量 每條天溝的匯水面積081. 015. 0235. 00525. 02HBR58. 0006. 0081. 0025. 01121322132IRnv)L/s(45.30)/sm(03045. 058. 00525. 03vQ允)m(81018452F88 天溝的雨水設計流量 （L/s） 天溝允許泄流量大于雨水設計流量，滿足要求。 雨水斗的選用 按重力半有壓流設計，選用150mm 87式雨

36、水斗，最大允許泄流量26（L/s），滿足要求。 立管選用 按每根立管的雨水設計流量17.71 L/s，查附錄6-4，立管可選用125mm塑料管。但單斗系統(tǒng)雨水落水管管徑不得小于雨水斗口徑，所以，雨水落水管選用150mm。71.17100002438109 . 0100005FqQ設89 重現期10年的雨水設計流量 溢流口設計計算 在天溝末端山墻上設溢流口，溢流口寬取0.30m，堰上水頭取0.15m,溢流口排水量 溢流口排水量大于重現期10年的雨水設計流量，即使雨水斗和雨落水管被全部堵塞，也能滿足溢流要求，不會造成屋面水淹現象 (L/s)7 .2915. 081. 923 . 038522323

37、hgmbQy(L/s)5 .23100003168109 . 0100005FqQ設903.重力內排水系統(tǒng)根據屋面構造，確定雨水斗個數和位置布置懸吊管、立管、排出管、橫干管計算每個雨水斗的匯水面積計算該地區(qū)5min的小時降雨深度h5確定雨水斗的口徑D0 根據每個雨水斗的匯水面積和該地區(qū)5min的小時降雨深度h5 ，查附錄6-6確定雨水斗的口徑D0確定連接管管徑D1 ，連接管管徑與雨水斗出水管管徑相同計算懸吊管連接的各雨水斗流量之和確定（重力流）或計算（重力有壓流）水力坡度91確定懸吊管的管徑D3 查附錄6-1或附錄6-2，確定懸吊管的管徑D3 ，懸吊管的管徑宜保持不變確定立管管徑D4 計算立管

38、連接的雨水斗泄流量之和，查附錄6-4，確定立管管徑D4 ，立管管徑不得小于懸吊管的管徑確定排出管的管徑D5 排出管管徑一般與立管管徑相同，如果為了改善整個雨水排水系統(tǒng)的泄水能力，排出管也可以比立管放大1級管徑計算埋地干管的設計排水量，確定（重力流）或計算（重力有壓流）水力坡度，為保障排水通暢，埋地管坡度應不小于0.003確定埋地橫干管的管徑D6 查附錄6-3，逐段確定埋地橫干管的管徑D692【例5.2】某多層建筑雨水內排水系統(tǒng)見下圖，每根懸吊管連接3個雨水斗，雨水斗頂面至懸吊管末端的幾何高差為0.6m。每個雨水斗的實際匯水面積為278m2 。設計重現期為2年，該地區(qū)重現期為2年時，5min的降

39、雨強度為401 L/s104m2。選用87式雨水斗，采用鑄鐵管密閉式排水系統(tǒng)，設計該建筑雨水內排水系統(tǒng)。0.6m18m18m18m11m93解 計算該地區(qū)5min的小時降雨深度 h5=4010.36144.36 mmh 查附錄6-6的87式雨水斗多斗系統(tǒng)，雨水斗口徑為D0=100mm 計算每個雨水斗的設計流量(L/s)03.10100004012789 . 01000051FqQ94 連接管管徑D2與雨水斗口徑相同，D2=D1=100mm 懸吊管設計 每根懸吊管設計排水量： 懸吊管的水力坡度： h為橫管兩端內的壓力差，按末端最大負壓值計算，取0.5m。（見P210) 查鑄鐵懸吊管水力計算表（附錄6-1），懸吊管管徑 D3=200mm，懸吊管不變徑(L/s)09.3003.103312QQ021. 0112216 . 05 . 0LhhIx95 立管只連接一根懸吊管，立管管徑D4與懸吊管管徑相同， D4=D3=200mm 排出管管徑D5與立管相同, D5= D4 埋地干管按最小坡度0.003鋪設，埋地干管總長 L