建筑屋面雨水排水系統(tǒng) 109

第6章建建筑筑屋屋面面雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)6.1建筑筑雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成與與分分類類6.2雨水內(nèi)排排水系統(tǒng)統(tǒng)中的水水、氣流流動規(guī)律律6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算第6章建筑屋屋面雨水排水水系統(tǒng)6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類與組成6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.1建筑雨水排水水系統(tǒng)分類降落在建筑物物屋面的雨水水和雪水，特特別是暴雨，，在短時間內(nèi)內(nèi)會形成積水水，需要設(shè)置置屋面雨水排排水系統(tǒng)，有有組織、有系系統(tǒng)的將屋面面雨水及時排排除到室外，，否則會造成成四處溢流或或屋面漏水，，影響人們的的生活和生產(chǎn)產(chǎn)活動。建筑屋面雨水水排水系統(tǒng)的的分類與管道的設(shè)置、、管內(nèi)的壓力力、水流狀態(tài)態(tài)和屋面排水條件件等有關(guān)。按建筑物內(nèi)部是否有雨水管道分為兩類內(nèi)排水系統(tǒng)外排水系統(tǒng)1.6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.1建筑雨水排水水系統(tǒng)分類建筑物內(nèi)部設(shè)設(shè)有雨水管道道，屋面設(shè)雨雨水斗的雨水水排除系統(tǒng)為為內(nèi)排水系統(tǒng)，否則為外排水系統(tǒng)。雨水通過室內(nèi)內(nèi)架空管道直直接排至室外外的排水管（（渠），室內(nèi)內(nèi)不設(shè)埋地管管的內(nèi)排水系系統(tǒng)稱為架空管內(nèi)排水水系統(tǒng)；架空管內(nèi)排排水系統(tǒng)排水水安全，避免免室內(nèi)冒水，，但需用金屬屬管材多，易易產(chǎn)生凝結(jié)水水，管系內(nèi)不不能排入生產(chǎn)產(chǎn)廢水。雨水水通過室內(nèi)埋埋地管道排至至室外，室內(nèi)內(nèi)不設(shè)架空管管道的內(nèi)排水水系統(tǒng)稱為埋地管內(nèi)排水水系統(tǒng)。按照雨水排至至室外的方法法內(nèi)排水系統(tǒng)又分為：架空管排水系系統(tǒng)埋地管排水系系統(tǒng)6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.1建筑雨水排水水系統(tǒng)分類按雨水在管道道內(nèi)的流態(tài)分分為重力無壓壓流、重力半半有壓流和壓壓力流三類。。重力無壓流是是指雨水通過過自由堰流入入管道，在重重力作用下附附壁流動，管管內(nèi)壓力正常常，這種系統(tǒng)統(tǒng)也稱為堰流斗系統(tǒng)。重力半有壓流流是指管內(nèi)氣氣水混合，在在重力和負(fù)壓壓抽吸雙重作作用下流動，，這種系統(tǒng)也也稱為87雨水斗系統(tǒng)。壓力流是指管管內(nèi)充滿雨水水，主要在負(fù)負(fù)壓抽吸作用用下流動，這這種系統(tǒng)也稱稱為虹吸式系統(tǒng)。2.6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.1建筑雨水排水水系統(tǒng)分類按屋面的排水水條件分為檐溝排水、天溝排水和無溝排水。當(dāng)建筑屋面面面積較小時，，在屋檐下設(shè)設(shè)置匯集屋面面雨水的溝槽槽，稱為檐溝溝排水。在面積大且曲曲折的建筑物物屋面設(shè)置匯匯集屋面雨水水的溝槽，將將雨水排至建建筑物的兩側(cè)側(cè)，稱為天溝溝排水。降落到屋面的的雨水沿屋面面徑流，直接接流入雨水管管道，稱為無無溝排水。3.6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.1建筑雨水排水水系統(tǒng)分類按出戶埋地橫橫干管是否有有自由水面分分為敞開式排排水系統(tǒng)和密密閉式排水系系統(tǒng)兩類。敞開式排水系系統(tǒng)是非滿流流的重力排水水，管內(nèi)有自自由水面，連連接埋地干管管的檢查井是是普通檢查井井。該系統(tǒng)可可接納生產(chǎn)廢廢水，省去生生產(chǎn)廢水埋地地管，但是暴暴雨時會出現(xiàn)現(xiàn)檢查井冒水水現(xiàn)象，雨水水漫流室內(nèi)地地面，造成危危害。密閉式式排水系統(tǒng)是是滿流壓力排排水，連接埋埋地干管的檢檢查井內(nèi)用密密閉的三通連連接，室內(nèi)不不會發(fā)生冒水水現(xiàn)象。但不不能接納生產(chǎn)產(chǎn)廢水，需另另設(shè)生產(chǎn)廢水水排水系統(tǒng)。。4.6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.1建筑雨水排水水系統(tǒng)分類按一根立管連連接的雨水斗斗數(shù)量分為單單斗系統(tǒng)和多多斗系統(tǒng)。在重力無壓流流和重力半有有壓流狀態(tài)下下，由于互相相干擾，多斗斗系統(tǒng)中每個個雨水斗的泄泄流量小于單單斗系統(tǒng)的泄泄流量。5.6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成普通外排水由由檐溝和敷設(shè)在建筑筑物外墻的立管組成，見圖6-1。降落到屋面的的雨水沿屋面面集流到檐溝溝，然后流入入隔一定距離離設(shè)置的立管管排至室外的的地面或雨水水口。1.普通外排水承雨斗立管雨水斗檐溝女兒墻6-1普通外排水6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成與分類6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成根據(jù)降雨量和和管道的通水水能力確定1根立管服務(wù)的的屋面面積，，再根據(jù)屋面面形狀和面積積確定立管的的間距。普通外排水適用于普通住宅、一一般的公共建建筑和小型單單跨廠房。天溝外排水由由天溝、雨水斗和排水立管組成。天溝設(shè)置在兩兩跨中間并坡坡向端墻，雨雨水斗設(shè)在伸伸出山墻的天天溝末端，也也可設(shè)在緊靠靠山墻的屋面面，見圖6-2。2.天溝外排水6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成立管連接雨水水斗并沿外墻墻布置。降落落到屋面上的的雨水沿坡向向天溝的屋面面匯集到天溝溝，再沿天溝溝流至建筑物物兩端(山墻、女兒墻墻)，流人雨水斗斗，經(jīng)立管排排至地面或雨雨水井。天溝外排水系系統(tǒng)適用于長度不超過100m的多跨工業(yè)廠廠房。天溝溢流口山墻泄壓管消能池檢查井雨水斗圖6-2天溝外排水(Ⅰ-Ⅰ剖面)6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成天溝的排水?dāng)鄶嗝嫘问綉?yīng)根根據(jù)屋面情況況而定，一般般多為矩形和和梯形。圖6-2天溝外排水(平面)女兒墻分水線沉降縫天溝雨水斗立管檢查井室外雨水管6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成天溝應(yīng)以建筑筑物伸縮縫、、沉降縫和變變形縫為屋面面分水線，在在分水線兩側(cè)側(cè)分別設(shè)置天天溝。天溝坡度不宜宜太大，以免免天溝起端屋屋頂墊層過厚厚而增加結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷重，但但也不宜太小小，以免天溝溝抹面時局部部出現(xiàn)倒坡，，使雨水在天天溝中積存，，造成屋頂漏漏水，天溝坡坡度一般在0.003～0.006之間。天溝外排水方方式在屋面不不設(shè)雨水斗，，管道不穿過過屋面，排水水安全可靠，，不會因施工工不善造成屋屋面漏水或檢檢查井冒水。。且節(jié)省管材，，施工簡便，，有利于廠房房內(nèi)空間利用用，也可減小小廠區(qū)雨水管管道的埋深。。但因天溝有有一定的坡度度，而且較長長，排水立管管在山墻外，，也存在著屋屋面墊層厚，，結(jié)構(gòu)負(fù)荷增增大；晴天屋屋面堆積灰塵塵多，雨天天天溝排水不暢暢；寒冷地區(qū)區(qū)排水立管可可能凍裂的缺缺點。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成3.內(nèi)排水內(nèi)排水系統(tǒng)一一般由雨水斗斗、連接管、、懸吊管、立立管、排出管管、埋地干管管和附屬構(gòu)筑筑物幾部分組組成，如圖6-3。圖6-3Ⅰ-Ⅰ剖面6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成降落到屋面上上的雨水，沿沿屋面流入雨水斗，經(jīng)連接管、懸吊管、流入立管，再經(jīng)排出管流人雨水檢查井，或經(jīng)埋地干管排至室外雨水水管道。對于某些建筑筑物，由于受受建筑結(jié)構(gòu)形形式、屋面面面積、生產(chǎn)生生活的特殊要要求以及當(dāng)?shù)氐貧夂驐l件的的影響，內(nèi)排排水系統(tǒng)可能能只有其中的的部分組成。。內(nèi)排水系統(tǒng)適適用于跨度大大、特別長的的多跨建筑，，在屋面設(shè)天天溝有困難的的鋸齒形、殼殼形屋面建筑筑，屋面有天天窗的建筑，，建筑立面要要求高的建筑筑，大屋面建建筑及寒冷地地區(qū)的建筑，，在墻外設(shè)置置雨水排水立立管有困難時時，也可考慮慮采用內(nèi)排水形式。雨水斗是一種種雨水由此進進入排水管道道的專用裝置置，設(shè)在天溝溝或屋面的最最低處。實驗驗表明有雨水水斗時，天溝溝水位穩(wěn)定、、水面旋渦較較小，水位波波動幅度小，，摻氣量較小小；無雨水斗斗時，天溝水水位不穩(wěn)定，，水位波動幅幅度為大，摻摻氣量較大。。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成⑴雨水斗

雨水斗有重力式和虹吸式兩類，見圖6-4。圖6-46.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成重力式雨水斗斗由頂蓋、進進水格柵（導(dǎo)導(dǎo)流罩）、短短管等構(gòu)成，，進水格柵既既可攔截較大大雜物又對進進水具有整流流、導(dǎo)流作用用。重力式雨水斗斗有65式、79式和87式3種，其中87式雨水斗的進進出口面積比比（雨水斗格格柵的進水孔孔有效面積與與雨水斗下連連接管面積之之比）最大，，摻氣量少，，水力性能穩(wěn)穩(wěn)定，能迅速速排除屋面雨雨水。重力式雨水斗87式為避免在設(shè)計計降雨強度下下雨水斗摻入入空氣，虹吸吸式雨水斗設(shè)設(shè)計為下沉式式。挾帶少量量空氣的雨水水進入雨水斗斗的擴容進水水室后，因室室內(nèi)有整流罩罩，雨水經(jīng)整整流罩進入排排出管，挾帶帶的空氣被整整流罩阻擋，，不易進入排排水管。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成虹吸式雨水斗斗虹吸式雨水斗斗由頂蓋、進進水格柵、擴擴容進水室、、整流罩（二二次進水罩））、短管等組組成。虹吸式雨水斗6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成(2)連接管

在陽臺、花臺臺和供人們活活動的屋面，，可采用無格格柵的平箅式式雨水斗。平平箅式雨水斗斗的進出口面面積比較小，，在設(shè)計負(fù)荷荷范圍內(nèi)，其其泄流狀態(tài)為為自由堰流。。連接管是連接接雨水斗和懸懸吊管的l段豎向短管。。連接管一般般與雨水斗同同徑，連接管管應(yīng)牢固固定定在建筑物的的承重結(jié)構(gòu)上上，下端用斜斜三通與懸吊吊管連接。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成(3)懸吊管懸吊管是懸吊吊在屋架、樓樓板和梁下或或架空在柱上上的雨水橫管管。懸吊管連連接雨水斗和和排水立管，，其管徑不小小于連接管管管徑，也不應(yīng)應(yīng)大于300mm。塑料管的最最小設(shè)計坡度度不小于0.005；鑄鐵管的最最小設(shè)計坡度度不小于0.01。在懸吊管的的端頭和長度度大于15m的懸吊管上設(shè)設(shè)檢查口或帶帶法蘭盤的三三通，位置宜宜靠近墻柱，，以利檢修。。連接管與懸吊吊管，懸吊管管與立管間宜宜采用45o三通或90o斜三通連接。。懸吊管一般般采用塑料管管或鑄鐵管，，固定在建筑筑物的桁架或或梁上，在管管道可能受振振動或生產(chǎn)工工藝有特殊要要求時，可采采用鋼管，焊焊接連接。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成(4)立管雨水排水立管管承接懸吊管管或雨水斗流流來的雨水，，一根立管連連接的懸吊管管根數(shù)不多于于兩根，立管管管徑不得小小于懸吊管管管徑。立管宜宜沿墻、柱安安裝，在距地地面1m處設(shè)檢查口。。立管的管材材和接口與懸懸吊管相同。。排出管是立管管和檢查井間間的一段有較較大坡度的橫橫向管道，其其管徑不得小小于立管管徑徑。(5)排出管6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成埋地管敷設(shè)于于室內(nèi)地下，，承接立管的的雨水，并將將其排至室外外雨水管道。。埋地管最小小管徑為200mm，最大不超過過600mm。埋地管一般般采用混凝土土管，鋼筋混混凝土管或陶陶土管，管道道坡度按表5-5生產(chǎn)廢水管道道最小坡度設(shè)設(shè)計。(6)埋地管135o排出管與下游游埋地干管在在檢查井中宜宜采用管頂平平接，水流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角不得小于135°。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成(7)附屬構(gòu)筑物附屬構(gòu)筑物用用于埋地雨水水管道的檢修修、清掃和排排氣。主要有檢查井、檢查查口井和排氣氣井。檢查井適用于敞開式式內(nèi)排水系統(tǒng)統(tǒng)，設(shè)置在排排出管與埋地地管連接處，，埋地管轉(zhuǎn)彎彎、變徑及超超過30m的直線管路上上。檢查井井井深不小于0.7m，井內(nèi)采用管管頂平接，井井底設(shè)高流槽槽，流槽應(yīng)高高出管頂200mm。6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.2建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成排氣井埋地管起端檢檢查井與排出出管間應(yīng)設(shè)排氣井，見圖6-5。水流從排出管管流人排氣井井，與溢流墻墻碰撞消能，，流速減小，，氣水分離，，水流經(jīng)格柵柵穩(wěn)壓后平穩(wěn)穩(wěn)流人檢查井井，氣體由放放氣管排出。。密閉內(nèi)排水水系統(tǒng)的埋地地管上設(shè)檢查查口，將檢查查口放在檢查查井內(nèi)，便于于清通檢修，，稱檢查口井。圖6-5排氣井6.1建筑雨水排水水系統(tǒng)的分類類與組成6.1.3建筑雨水排水水系統(tǒng)的組成成6.1.3建筑雨水排排水系統(tǒng)的的組成選擇建筑物物屋面雨水水排水系統(tǒng)統(tǒng)時應(yīng)根據(jù)據(jù)建筑物的類類型、建筑筑結(jié)構(gòu)形式式、屋面面面積大小、、當(dāng)?shù)貧夂蚝驐l件以及及生活生產(chǎn)產(chǎn)的要求，經(jīng)過技術(shù)術(shù)經(jīng)濟比較較，本著既既安全又經(jīng)濟的原則選擇擇雨水排水水系統(tǒng)。為此，密閉閉式系統(tǒng)優(yōu)優(yōu)于敞開式式系統(tǒng)，外外排水系統(tǒng)統(tǒng)優(yōu)于內(nèi)排排水系統(tǒng)。。堰流斗重重力流排水水系統(tǒng)的安安全可靠性性最差。安全的含義義是指能迅迅速、及時時地將屋面面雨水排至至室外，屋面溢水頻頻率低，室室內(nèi)管道不不漏水，地地面不冒水水。安全6.1建筑雨水排排水系統(tǒng)的的分類與組組成6.1.3建筑雨水排排水系統(tǒng)的的組成虹吸式系統(tǒng)統(tǒng)泄流量大大管徑小造造價最低，，87斗重力流系系統(tǒng)次之，，堰流斗重重力流系統(tǒng)統(tǒng)管徑最大大，造價最最高。經(jīng)濟是指在在滿足安全全的前提下下，系統(tǒng)的的造價低，，壽命長。。經(jīng)濟6.1建筑雨水排排水系統(tǒng)的的分類與組組成6.1.3建筑雨水排排水系統(tǒng)的的組成屋面集水建筑屋面內(nèi)排水、長天溝外排水大型屋面的庫房、公共建筑內(nèi)排水檐溝外排水陽臺雨水優(yōu)先考慮天天溝形式，，雨水斗置于于天溝內(nèi)。。一般宜采用用重力半有有壓流系統(tǒng)統(tǒng)宜采用虹吸吸式有壓流流系統(tǒng)宜采用重力力無壓流系系統(tǒng)應(yīng)自成系統(tǒng)統(tǒng)排到室外外，不得與屋面面雨水系統(tǒng)統(tǒng)相連接下一節(jié)：6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水、氣流流動規(guī)律第6章建筑筑屋面雨水水排水系統(tǒng)統(tǒng)6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)

雨水從屋面流入雨水斗用管道輸送到雨水井或地面，其間沒有能量輸入，水體的這種流動通常稱為重力流動。屋面雨水進入雨水斗時，會挾帶一部分空氣進入雨水管道，所以，雨水管道中泄流的是水、氣兩種介質(zhì)。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)這些變化受受到天溝距距埋地管的的位置高度H、天溝水深h、懸吊管的管管徑、長度、坡度及立管管徑等諸多因素素的影響。。其變化規(guī)規(guī)律是合理理設(shè)計雨水水排水系統(tǒng)統(tǒng)的依據(jù)。。降雨歷時、、匯水面積積和天溝水深影響了雨水水斗斗前的的水面深度度h，雨水斗斗斗前水面深深度又決定定了進氣口口的大小和和進入雨水水管道的相相對空氣量量的多少，，進入雨水水管道的相相對空氣量量的多少直直接影響管管道內(nèi)的壓壓力波動和和水流狀態(tài)態(tài)，隨著雨雨水斗斗前前水深h的不斷增加加，輸水管管道中會出出現(xiàn)重力無壓流流、重力半有壓壓流和壓力流（虹虹吸流）三種流態(tài)。。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)降雨開始后后，降落到到屋面的雨雨水沿屋面面徑流到天天溝，再沿沿天溝流到到雨水斗。。隨降雨歷歷時的延長長，雨水斗斗斗前水深深不斷增加加，見圖6.2.1。圖6-6“”雨雨水斗前水水流狀態(tài)圖6-6雨水前水流流狀態(tài)6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)進氣口不斷斷減小，系系統(tǒng)的泄流流量Q、壓力P和摻氣比K隨之發(fā)生變變化，見圖圖6-7。摻氣比是指指進入雨水水斗的空氣氣量與雨水水量的比值值。圖6-7圖6-76.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)在初始階段段，降雨剛剛剛開始，，只有少部部分匯水面面積上的雨雨水匯集到到雨水斗，，天溝水深深較淺。隨隨著匯水面面積的增加加，天溝水水深增加較較快，雨水水斗泄流量量也增加較較快。但泄泄流量和水水深的增長長速度變緩緩。1.初始階段（0≤t＜tA，α＜1/3)⑴雨水斗和連接管按降雨歷時時t，系統(tǒng)的泄泄流狀態(tài)可可分為三個個階段：降雨開始到到摻氣比最最大的初始始階段（0≤t＜tA），摻氣比最大大到摻氣比比為零的過過渡階段(tA≤t＜tB）和不摻氣的飽飽和階段(t≥tB)。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)在這一階段段，因天溝溝水深較淺淺，雨水斗斗大部分暴暴露在大氣氣中，雨水水斗斗前水水面穩(wěn)定，，進氣面積積大，而泄泄水量較小小，所以摻摻氣比急劇劇上升，到到tA時達到最大大，見圖6-6.a.因泄水量較較小，充水水率α＜1/3，雨水在連連接管內(nèi)呈呈附壁流或或膜流，管管中心空氣氣暢通，管管內(nèi)壓力很很小且變化化緩慢，約約等于大氣氣壓力。雨水由連接接管進入懸懸吊管后，，因泄水量量較小，管管內(nèi)是充滿滿度很?。ǎ╤/D＜0.37）的非滿流流,呈現(xiàn)有自由由水面的波波浪流、脈脈動流、拉拉撥流,水面上的空空氣經(jīng)連接接管和雨水水斗與大氣氣自由流通通，懸吊管管內(nèi)壓力變變化很小。。⑵懸吊管與立管6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)立管管徑與與連接管管管徑相同，，立管內(nèi)也也是附壁水水膜流。因因立管內(nèi)雨雨水流速大大于懸吊管管內(nèi)的流速速，雨水會會挾帶一部部分空氣向向下流動，，其空間會會由經(jīng)雨水水斗、連接接管、懸吊吊管來的空空氣來補充充，所以，，立管內(nèi)壓壓力變化也也很小。因泄水量與與懸吊管相相同，排出出管和埋地地干管內(nèi)的的流態(tài)與懸懸吊管相似似，也是充充滿度很小小有自由水水面的波浪浪流、脈動動流，系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)壓力變變化很小。。⑶埋地干管6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)由以上分析析可以看出出，單斗雨雨水系統(tǒng)的的初始階段段，雨水排排水系統(tǒng)的的泄流量小小，管內(nèi)氣氣流暢通，，壓力穩(wěn)定定，雨水靠靠重力流動動，是水氣氣兩相重力力無壓流。。在過渡階段段，隨著匯匯水面積增增加，雨水水斗斗前水水深逐漸增增加，因泄泄流量隨水水深增加而而加大，所所以這個階階段水深增增加緩慢，，近似呈線線性關(guān)系。。2.過渡階段（tA≤t＜tB，1/3≤αα＜1）⑴雨水斗和連接管6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)因泄流量逐逐漸增加，，管內(nèi)充水水率增加，，而管道斷斷面積固定定不變，所所以，泄流流量的增長長速率越來來越小。因因大氣壓力力、地球引引力和地球球自轉(zhuǎn)切力力的共同作作用，當(dāng)天天溝的水深深達到一定定高度時，，在雨水斗斗上方，會會自然生成成漏斗狀的的立軸旋渦渦，雨水斗斗斗前水面面波動大。。見圖6-6b。隨著雨水斗斗前水位的的上升，漏漏斗逐漸變變淺，旋渦渦逐漸收縮縮，雨水斗斗進氣面積積和摻氣量量逐漸減小小，而泄流流量增加，，所以摻氣氣比急劇下下降，到tB時摻氣比為為零。因泄泄水量增加加和摻氣量量減少，管管內(nèi)頻繁形形成水塞，，出現(xiàn)負(fù)壓壓抽力，管管內(nèi)壓力增增加較快。。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)連接管內(nèi)頻頻繁形成水水塞的氣水水混合流進進入懸吊管管后流速減減小，雨水水與挾帶的的空氣充分分混合，形形成沒有自自由水面的的滿管氣泡泡流、滿管管氣水乳化化流，管內(nèi)內(nèi)壓力波動動大。⑵懸吊管與立管懸吊管的水水頭損失迅迅速增加，，因可利用用的水頭幾幾乎不變，，所以，管管內(nèi)負(fù)壓不不斷增大。。由單斗雨雨水系統(tǒng)壓壓力實測資資料可得單單斗雨水排排水系統(tǒng)管管內(nèi)壓力分分布示意圖圖。見圖6-8。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)從中可以得得出，懸吊吊管起端呈呈正壓，懸懸吊管末端端和立管的的上部呈負(fù)負(fù)壓，在懸懸吊管末端端與立管連連接處負(fù)壓壓最大。上部形成負(fù)負(fù)壓圖6-8單斗系統(tǒng)管管內(nèi)壓力分分布示意圖圖下部形成正正壓6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)氣水混合物物流入立管管后，由橫橫向流動變變成豎向流流動，流速速增加，但但不足部分分不能由空空氣來補充充。為達到平衡衡，抽吸懸懸吊管內(nèi)的的水流，水水氣紊流混混合。形成成水塞流、、氣泡流、、氣水乳化化流。隨著水流沿沿立管向下下流動，可可利用的水水頭迅速增增加，立管管內(nèi)的負(fù)壓壓值迅速減減小，至某某一高度時時壓力為零零。再向下下管內(nèi)壓力力為正，壓壓力變化曲曲線近似呈呈線性關(guān)系系，其斜率率隨泄流量量增加而減減小，零壓壓點隨泄流流量增加而而上移，滿滿流時零壓壓點的位置置最高。高速挾氣水水流進入密密閉系統(tǒng)的的埋地管后后，流速急急驟減小，，其動能大大部分用于于克服水流流沿程阻力力、轉(zhuǎn)變?yōu)闉樗?，形形成水躍，，水流波動動劇烈，是是使立管下下半部產(chǎn)生生正壓的主主要原因。。水中挾帶帶的氣體隨隨水流向前前運動的同同時，受浮浮力作用作作垂直運動動擾動水流流，使水流流摻氣現(xiàn)象象激烈，形形成滿管的的氣水乳化化流，導(dǎo)致致水流阻力力和能量損損失增加。。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)⑶埋地干管因橫干管內(nèi)內(nèi)的流速比比立管流速速小，水氣氣在立管下下部進行劇劇烈的能量量交換，水水氣完全混混合，所以以立管底部部正壓力達達到最大值值。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)水流在埋地地橫管內(nèi)向向前流動過過程中，水水中氣泡的的能量減小小，逐漸從從水中分離離出來，聚聚積在管道道斷面上部部形成氣室室，并具有有壓力作用用在管道內(nèi)內(nèi)雨水液面面上。雖然氣室占占據(jù)了一定定的管道斷斷面積，使使管道過水水?dāng)嗝鏈p小小，但同時時有壓力作作用在水面面上，水力力坡度不再再僅是管道道坡度一項項，還有液液面壓力產(chǎn)產(chǎn)生的水力力坡度，這這又增加了了埋地管的的排水能力力。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)對于敞開式式內(nèi)排水系系統(tǒng)，立管管或排出管管中的高速速水流沖入入檢查井，，流速驟減減，動能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成位能能，使檢查查井內(nèi)水位位上升。同同時，挾氣氣水流在檢檢查井內(nèi)上上下翻滾，，使井內(nèi)水水流旋轉(zhuǎn)紊紊亂，阻擾擾水流進人人下游埋地地管。水中中挾帶的氣氣體與水分分離，在井井內(nèi)產(chǎn)生壓壓力。在埋埋地管起端端，因管徑徑小，檢查查井內(nèi)的雨雨水極易從從井口冒出出，造成危危害。由以上分析析可以看出出，單斗雨雨水系統(tǒng)的的過渡階段段的泄流量量較大，管管內(nèi)氣流不不暢通，管管內(nèi)壓力不不穩(wěn)定，變變化大，雨雨水靠重力力和負(fù)壓抽抽吸流動，，是水氣兩兩相重力半半有壓流。。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)到達tB時刻，變成成飽和階段段。這時天天溝水深淹淹沒雨水斗斗，雨水斗斗上的漏斗斗和旋渦消消失，見圖圖6-6c。3.飽和階段（t≥tB，α＝1）⑴雨水斗和連接管不摻氣，管管內(nèi)滿流。。因雨水斗斗安裝高度度不變，天天溝水深增增加所產(chǎn)生生的水頭不不足以克服服因流量增增加在管壁壁上產(chǎn)生的的摩擦阻力力，泄流量量達到最大大，基本不不再增加。。所以天溝溝水深急劇劇上升，泄泄水主要靠靠負(fù)壓抽力力，所以雨雨水斗和連連接管內(nèi)為為負(fù)壓。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)因雨水斗完完全淹沒不不進氣，所所以懸吊管管、立管和和埋地橫干干管內(nèi)都是是水單相流流，受位能能和系統(tǒng)管管路壓力損損失的制約約，懸吊管管起端管內(nèi)內(nèi)壓力可能能是負(fù)壓也也可能是正正壓。⑵懸吊管與立立管隨懸吊管的的延伸,管內(nèi)壓力逐逐漸減小，，負(fù)壓值增增大，至懸懸吊管與立立管的連接接處負(fù)壓值值最大，形形成虹吸。。立管內(nèi)的的壓力變化化規(guī)律與過過渡階段末末端相似，，由負(fù)壓逐逐漸增加到到正壓。在在立管與埋埋地管連接接處達到最最大正壓。。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)雨水進入埋埋地干管向向前流動過過程中，水水頭損失不不斷增加，，而可利用用水頭H不變，所以以，埋地干干管正壓值值逐漸減少少，至室外外雨水檢查查井處壓力力減為零，，從屋面雨雨水斗斗前前的進水水水面至埋地地干管排出出口的總高高度差，即即有效作用用水頭H，全部用盡盡。⑶埋地干管由以上分析析可以看出出，單斗雨雨水系統(tǒng)飽飽和階段的的雨水斗完完全淹沒，，不摻氣，，管內(nèi)滿流流不摻氣，，雨水排水水系統(tǒng)的泄泄流量達到到最大，雨雨水主要靠靠負(fù)壓抽吸吸流動，是是水單相壓壓力流。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.1單斗雨水系系統(tǒng)通過以上對對單斗雨水水排水系統(tǒng)統(tǒng)各個組成成部分的水水流狀態(tài)、、壓力變化化規(guī)律和泄泄水量大小小的分析，，壓力流狀狀態(tài)下系統(tǒng)統(tǒng)的泄流量量最大，重重力流時泄泄流量最小小。在重力力半有壓流流和壓力流流狀態(tài)下，，雨水排水水系統(tǒng)的泄泄水能力取取決于天溝溝位置高度度、天溝水水深、管道道摩阻及雨雨水斗的局局部阻力，，其中主要取取決于天溝位置高高度。雨水斗離排排出管的垂垂直距離越越大，產(chǎn)生生的抽力越越大，泄水水能力也就就越大。系系統(tǒng)最大負(fù)負(fù)壓在懸吊吊管與立管管的連接處處，最大正正壓在立管管與埋地橫橫干管的連連接處。6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.2多斗雨水排排水系統(tǒng)一根懸吊管管上連接2個或2個以上雨水水斗的雨水水排水系統(tǒng)統(tǒng)為多斗雨雨水系統(tǒng)，，這些雨水水斗都與大大氣相通，，當(dāng)雨水斗斗斗前水深深較淺時，，從連接管管落入懸吊吊管的雨水水，產(chǎn)生向向下沖擊力力，在連接接管與懸吊吊管的連接接處，水流流呈八字形形，向上游游產(chǎn)生回水水壅高，對對上游雨水水的排放產(chǎn)產(chǎn)生阻隔和和干擾作用用，使上游游雨水斗的的泄水能力力減小。1.初始和過渡渡階段6.2.2多斗雨水排排水系統(tǒng)6.2雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)中的的水氣流動動規(guī)律6.2.2多斗雨水排排水系統(tǒng)在初始和過過渡階段，，多斗雨水水系統(tǒng)中雨雨水斗之間間相互干擾擾的大小與與懸吊管上上雨水斗的的個數(shù)、互互相之間的的間距及雨雨水斗離排排水立管的的遠近有關(guān)關(guān)。即使每每個雨水斗斗的直徑和和匯水面積積都相同，，其泄流量量也是不同同的?；厮€線長長度度與與管管徑徑、、坡坡度度、、泄泄流流量量及及管管內(nèi)內(nèi)壓壓力力有有關(guān)關(guān)。。初初始始階階段段泄泄流流量量小小，，管管內(nèi)內(nèi)空空氣氣流流通通，，氣氣壓壓穩(wěn)穩(wěn)定定，，回回水水線線長長，，隨隨泄泄流流量量的的增增加加，，管管內(nèi)內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生生負(fù)負(fù)壓壓抽抽吸吸，，雨雨水水在在重重力力半半有有壓壓流流狀狀態(tài)態(tài)下下流流動動時時，，則則回回水水線線縮縮短短。。6.2雨水水內(nèi)內(nèi)排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的水水氣氣流流動動規(guī)規(guī)律律6.2.2多斗斗雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)圖6-9多斗斗系系統(tǒng)統(tǒng)雨雨水水泄泄流流規(guī)規(guī)律律圖6-9是立立管管高高度度為為4.2m，天天溝溝水水深深為為40mm時多多斗斗雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)泄泄流流量量的的實實測測資資料料，，圖圖中中數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)為為泄泄流流量量，，單單位位為為L／s。6.2雨水水內(nèi)內(nèi)排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的水水氣氣流流動動規(guī)規(guī)律律6.2.2多斗斗雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)由圖圖中中的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)可可以以看看出出，，離離立立管管近近的的雨雨水水斗斗泄泄水水能能力力大大；；離離立立管管遠遠，，則則泄泄水水能能力力小小。。這這是是因因為為沿沿水水流流方方向向懸懸吊吊管管內(nèi)內(nèi)的的負(fù)負(fù)壓壓值值逐逐漸漸增增大大，，離離立立管管近近的的雨雨水水斗斗受受到到的的負(fù)負(fù)壓壓抽抽吸吸作作用用大大，，由由雨雨水水斗斗流流到到立立管管的的水水頭頭損損失失小小，，所所以以泄泄流流能能力力大大；；而而離離立立管管遠遠的的雨雨水水斗斗受受到到的的負(fù)負(fù)壓壓抽抽吸吸作作用用小小，，且且排排水水流流程程長長，，水水流流阻阻力力大大，，還還受受到到近近立立管管處處的的雨雨水水斗斗排排泄泄流流量量的的阻阻擋擋和和干干擾擾，，泄泄流流能能力力小小。。因離離立立管管遠遠的的雨雨水水斗斗泄泄水水能能力力小小，，該該雨雨水水斗斗處處天天溝溝水水位位上上升升快快，，雨雨水水斗斗可可能能淹淹沒沒。。為為防防止止屋屋頂頂溢溢水水，，天天溝溝水水深深不不可可能能無無限限增增高高，，所所以以近近立立管管雨雨水水斗斗不不可可能能淹淹沒沒。。這這樣樣近近立立管管雨雨水水斗斗泄泄水水時時總總要要摻摻氣氣，，立立管管內(nèi)內(nèi)呈呈水水氣氣兩兩相相流流。。6.2雨水水內(nèi)內(nèi)排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的水水氣氣流流動動規(guī)規(guī)律律6.2.2多斗斗雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)在設(shè)設(shè)兩兩個個雨雨水水斗斗，，且且近近立立管管雨雨水水斗斗至至立立管管距距離離相相等等的的情情況況下下（（圖圖6-9中的的b、c、d、e），，總總泄泄流流量量基基本本相相同同。。隨隨著著2個雨雨水水斗斗間間距距的的增增加加，，近近立立管管雨雨水水斗斗泄泄流流量量逐逐漸漸增增加加，，遠遠離離立立管管雨雨水水斗斗泄泄流流量量逐逐漸漸減減小小，，但但變變化化幅幅度度不不大大。。當(dāng)兩兩個個雨雨水水斗斗間間距距相相同同(圖6-9中的的a和c)，距距離離立立管管不不同同時時，，兩兩個個雨雨水水斗斗泄泄流流量量的的比比值值基基本本相相同同(18.9／9.05＝2.09，21.62／10.30＝2.10)。但但兩兩種種情情況況總總泄泄流流量量不不同同，，離離立立管管越越近近，，總總泄泄流流量量越越大大。。6.2雨水水內(nèi)內(nèi)排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的水水氣氣流流動動規(guī)規(guī)律律6.2.2多斗斗雨雨水水排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)若1根懸懸吊吊管管上上連連接接5個雨雨水水斗斗時時（（圖圖6-9中的的f），，各各個個雨雨水水斗斗泄泄流流量量變變化化很很大大。。離離立立管管越越遠遠，，泄泄流流量量越越小小，，5個雨雨水水斗斗泄泄流流量量之之比比為為1︰15︰22︰80︰196。距距離離立立管管最最近近的的兩兩個個雨雨水水斗斗泄泄流流量量之之和和已已占占總總泄泄流流量量的的87.8％，第3個及其以以后的雨雨水斗形形同虛設(shè)設(shè)。比較圖6-9中的b與f兩種情況況還可以以看出，，近立管管雨水斗斗泄流量量和總泄泄流量基基本相同同，f中其余4個雨水斗斗泄流量量之和(11.82L／s)比b中離立管管較遠的的一個雨雨水斗的的泄流量量(12L／s)還小。6.2雨水內(nèi)排排水系統(tǒng)統(tǒng)中的水水氣流動動規(guī)律6.2.2多斗雨水水排水系系統(tǒng)重力半有有壓流的的多斗雨雨水排水水系統(tǒng)中中，一根根懸吊管管連接的的雨水斗斗不宜過過多，雨雨水斗之之間的距距離不宜宜過大，，雨水斗斗應(yīng)盡量量靠近立立管。在飽和階階段，多多斗雨水水排水系系統(tǒng)的每每個雨水水斗都被被淹沒，，空氣不不會進入入系統(tǒng)，，系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)為水一一相流，，懸吊管管和立管管上部負(fù)負(fù)壓值達達到最大大，抽吸吸作用大大，下游游雨水斗斗的泄流流不會向向上游回回水，對對上游雨雨水斗排排水產(chǎn)生生的阻隔隔和干擾擾很小，，各雨水水斗得泄泄流量相相差不多多。2.飽和階段段通過以上上分析，，可以得得出下列列結(jié)論：：6.2雨水內(nèi)排排水系統(tǒng)統(tǒng)中的水水氣流動動規(guī)律6.2.2多斗雨水水排水系系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)水水流速度度大，泄泄流量遠遠大于初初始和過過渡階段段的重力力流和重重力半有有壓流。。下游某雨雨水斗到到懸吊管管的距離離小于上上游雨水水斗到這這一點的的距離，，為保持持該處壓壓力平衡衡，應(yīng)增增加下游游雨水斗斗到懸吊吊管的水水頭損失失。因懸吊管管和立管管上部負(fù)負(fù)壓值很很大，為保證安安全，防防止管道道損壞，，應(yīng)選用用鑄鐵管管或承壓壓塑料管管。下一節(jié):6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算第6章建建筑屋面面雨水排排水系統(tǒng)統(tǒng)6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.1雨水量計計算屋面雨水水排水系系統(tǒng)雨水水量的大大小是設(shè)設(shè)計計算算雨水排排水系統(tǒng)統(tǒng)的依據(jù)據(jù)，其值值與該地地暴雨強強度q、匯水面面積F以及徑流流系數(shù)ψ有關(guān)，屋屋面徑流流系數(shù)一一般取ψ＝0.9。設(shè)計暴雨雨強度公公式中有有設(shè)計重重現(xiàn)期P和屋面集集水時間間t兩個參數(shù)數(shù)。設(shè)計計重現(xiàn)期期應(yīng)根據(jù)據(jù)建筑物物的重要要程度、、氣象特特征確定定，一般般性建筑筑物取2～5年，重要要公共建建筑物不不小于10年。由于于屋面面面積較小小，屋面面集水時時間應(yīng)較較短，因因為我國國推導(dǎo)暴暴雨強度度公式實實測降雨雨資料的的最小時時段為5min，所以屋屋面集水水時間按按5min計算。1．設(shè)計暴暴雨強度度q6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.1雨水量計計算屋面雨水水匯水面面積較小小，一般般按m2計。對于于有一定定坡度的的屋面，，匯水面面積不按按實際面面積而是是按水平平投影面面積計算算。考慮到大大風(fēng)作用用下雨水水傾斜降降落的影影響，高高出屋面面的側(cè)墻墻，應(yīng)附附加其最最大受雨雨面正投投影的一一半作為為有效匯匯水面積積計算。。窗井、、貼近高高層建筑筑外墻的的地下汽汽車庫出出入口坡坡道應(yīng)附附加其高高出部分分側(cè)墻面面積的二二分之一一。同一匯水水區(qū)內(nèi)高高出的側(cè)側(cè)墻多于于一面時時，按有有效受水水側(cè)墻面面積的1／2折算匯水水面積。。2．匯水面面積F6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.1雨水量計計算雨水量可可按以下下兩個公公式計算算：3.雨水量計計算公式式（6-1）（6-2）式中ψ——徑流系數(shù)數(shù)，屋面面取0.9；Q——屋面雨水水設(shè)計流流量，L/s；F——屋面設(shè)計計匯水面面積，m2；qs——當(dāng)?shù)亟涤暧隁v時5min時的暴雨雨強度，，L/s··104m2；hs——當(dāng)?shù)亟涤暧隁v時5min時的小時時降雨深深度，mm/h；6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)雨水斗的的泄流量量與流動動狀態(tài)有有關(guān)，重重力流狀狀態(tài)下，，雨水斗斗的排水水狀況是是自由堰堰流，通通過雨水水斗的泄泄流量與與雨水斗斗進水口口直徑和和斗前水水深有關(guān)關(guān)，可按按環(huán)形溢溢流堰公公式計算算1.雨水斗泄泄流量式中Q——通過雨水水斗的泄泄流量，，m3/s；μ——雨水斗進進水口的的流量系系數(shù)，取取0.45；D——雨水斗進進水口直直徑，m；h——雨水斗進進水口前前水深，m。（6-3）6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)在半有壓壓流和壓壓力流狀狀態(tài)下，，排水管管道內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)壓壓抽吸，，所以通通過雨水水斗的泄泄流量與與雨水斗斗出水口口直徑、、雨水斗斗前水面面至雨水水斗出水水口處的的高度及及雨水斗斗排水管管中的負(fù)負(fù)壓有關(guān)關(guān)：式中Q——雨水斗出出水口泄泄流量，，m3/s；μ——雨水斗出出水口的的流量系系數(shù)，取取0.95；d——雨水斗出出水口內(nèi)內(nèi)徑，m；H——雨水斗前前水面至至雨水出出水口處處的高度度，m；P——雨水斗排排水管中中的負(fù)壓壓，m。（6-4）6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)各種類型型雨水斗斗的最大大泄流量量可按表表6-1選取。雨水斗最最大泄流流量（L/s）表表6-16.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)87式多斗排排水系統(tǒng)統(tǒng)中，一一根懸吊吊管連接接的87式雨水斗斗最多不不超過4個，離立立管最遠遠端雨水水斗的設(shè)設(shè)計流量量不得超超過表中中數(shù)值，，其他各各斗的設(shè)設(shè)計流量量依次比比上游斗斗遞增10％。屋面天溝為為明渠排水水，天溝水水流流速可可按明渠均均勻流公式式計算2.天溝流量（6-5）（6-6）6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)式中Q——天溝排水流流量（m3/s）；v——流速（m3/s）；n——天溝粗糙度度系數(shù)，與與天溝材料料及施工情情況有關(guān)，，見表6.3.2；I——天溝坡度，，不小于于0.003；w——天溝過水?dāng)鄶嗝娣e，（（m2）各種抹面天天溝粗糙度度系數(shù)表表6-26.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)橫管包括懸懸吊管、管管道層的匯匯合管、埋埋地橫干管管和出戶管管，橫管可可以近似地地按圓管均均勻流計算算：3.橫管（6-7）（6-8）Q=vω式中Q——排水流量（（m3/s）；v——管內(nèi)流速(m／s)，不小于0.75m/s，埋地橫干干管出建筑筑外墻進入入室外雨水水檢查井時時，為避免免沖刷，流流速應(yīng)小于于1.8m／s。ω——管內(nèi)過水?dāng)鄶嗝娣e(m2)；6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)n——粗糙系數(shù)；；塑料管取取0.010，鑄鐵管取取0.014，混凝土管管取0.013；R——水力半徑(m)，懸吊管按按充滿度h/D=0.8計算，橫干干管按滿流流計算；I——水力坡度；；重力流的的水力坡度度按管道敷敷設(shè)坡度計計算，金屬管不小小于0.01，塑料管不不小于0.005；重力半有有壓流的水水力坡度與與橫管兩端端管內(nèi)的壓壓力差有關(guān)關(guān)，按下式式計算：式中I——水力坡度；；h——橫管兩端管管內(nèi)的壓力力差，(mH2O)，懸吊管按按其末端（（立管與懸懸吊管連接接處）的最最大負(fù)壓值值計算，取取0.5m，埋地橫干干管按其起起端（立管管與埋地橫橫干管連接接處）的最最大正壓值值計算，取取1.0m；（6-9）6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)△h——位置水頭，，(mH2O)，懸吊管是是指雨水斗斗頂面至懸懸吊管末端端的幾何高高差(m)，埋地橫干干管是指其其兩端的幾幾何高差(m)；L——橫管的長度度(m)。：將各個參數(shù)數(shù)代入6-7和6-8式，計算出出不同管徑徑、不同坡坡度時非滿滿流（h/D＝0.8）橫管（鑄鑄鐵管、鋼鋼管、塑料料管）和滿滿流橫管（（混凝土管管）的流速速和最大泄泄流量，見見附錄6-1、附錄6-2、附錄6-3。橫管的管徑徑根據(jù)各雨雨水斗流量量之和確定定，并宜保保持管徑不不變。6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)重力流狀態(tài)態(tài)下雨水排排水立管按按水膜流計計算4.立管式中Q——立管排水流流量，（L/s）；Kp——粗糙高度，，（m），塑料管管取15×10-6m，鑄鐵管取取25×10-5m。α——充水率，塑塑料管取0.3，鑄鐵管取取0.35。d——管道計算內(nèi)內(nèi)徑（m）（6-10）重力流立管管最大允許許流量見附附錄6-4重力半有壓壓流系流狀狀態(tài)下雨水水排水立管管按水塞流流計算，6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)重力半有壓壓流系統(tǒng)除除了重力作作用外，還還有負(fù)壓抽抽吸作用，，所以，重重力半有壓壓流系統(tǒng)立立管的排水水能力大于于重力流，，其中，單單斗流系統(tǒng)統(tǒng)立管的管管徑與雨水水斗口徑、、懸吊管管管徑相同，，多斗系統(tǒng)統(tǒng)立管管徑徑根據(jù)立管管設(shè)計排水水量按表6-3確定。重力半有壓壓流立管的的最大允許許泄流量表表6-3鑄鐵管充水水率α＝0.57～0.35，小管徑取取大值，大大管徑取小小值。6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)壓力流（虹虹吸式）系系統(tǒng)的連接接管、懸吊吊管、立管管、埋地橫橫干管都按按滿流設(shè)計計，管道的的沿程阻力力損失按海海森－威廉廉公式計算算。5.壓力流（虹虹吸式）⑴沿程阻力損損失計算（6-11）式中R——單位長度的的阻力損失失，KPa／m；Q——流量，L／min；Dj——管道的計算算內(nèi)徑，m,內(nèi)壁噴塑鑄鑄鐵管塑膜膜厚度為0.005m。6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)管件的局部部阻力損失失應(yīng)按下式式計算C——海森－威廉廉系數(shù)，塑塑料管：C＝130，內(nèi)壁噴塑鑄鑄鐵管：C＝110，鋼管C＝120，鑄鐵管：：C＝100。常用的內(nèi)壁壁噴塑鑄鐵鐵管水力計計算表見附附錄6-5⑵局部阻力損損失計算式中hj——管件的局部部阻力損失失KPa;v——流速，m/s；ζ——管件局部阻阻力系數(shù)，，見表6.3.4（6-12）6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)管件局部ξ系數(shù)表表6-46.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)管路的局部部阻力損失失可以折算算成等效長長度，按沿沿程水頭損損失估算⑶阻力損失估估算式中L0——等效長度，，m;L——設(shè)計長度，，m；k——考慮管件阻阻力引入的的系數(shù)：鋼鋼管、鑄鐵鐵管k＝1.2～1.4，塑料管k＝1.4～1.6（6-13）L0=kL6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)計算管路單單位等效長長度的阻力力損失可按按下式計算算式中R0——計算管路單單位等效長長度的阻力力損失，Kpa/m；E——系統(tǒng)可以利利用的最大大壓力，Kpa；H——雨水斗頂面面至雨水排排出口的幾幾何高差，，m;L0——計算管路等等效長度，，m。懸吊管單位位等效長度度的阻力損損失按下式式計算（6-14）①計算管路阻阻力損失估估算②懸吊管阻力力損失估算算6.3雨水排水系系統(tǒng)的水力力計算6.3.2系統(tǒng)計算原原理與參數(shù)數(shù)式中RX0——懸吊管單位位等效長度度的阻力損損失，Kpa/m；Pmax——最大允許負(fù)負(fù)壓值，Kpa；H——雨水斗頂面面至雨水排排出口的幾幾何高差，，m;L0——懸吊管等效效長度，m。⑷管內(nèi)壓力（6-15）由于雨水水在管道道內(nèi)流動動過程中中的水頭頭損失不不斷增加加，橫向向管道的的位置水水頭變化化微小，，而立管管內(nèi)的位位置水頭頭增加很很大，6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)所以，系系統(tǒng)中不不同斷面面管內(nèi)的的壓力變變化很大大，為使使各個雨雨水斗泄泄流量平平衡，不不同支路路計算到到某一節(jié)節(jié)點的壓壓力差不不大于5～10Kpa。系統(tǒng)某斷斷面處管管內(nèi)的壓壓力按下下式計算算Pi＝9.8Hi－(Vi2/2+∑∑hi)（6-16）式中Pi——i斷面處管管內(nèi)的壓壓力，KPa；Hi——雨水斗頂頂面至i斷面的高高度差，，m；Vi——i斷面處管管內(nèi)流速速，m／s；∑hi——雨水斗頂頂面至i斷面的總總阻力損損失，Kpa6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)壓力流(虹吸式)雨水排水水系統(tǒng)的的最大負(fù)負(fù)壓值在在懸吊管管與總立立管的連連接處。。為防止管管道損壞壞，選用鑄鐵鐵管和鋼鋼管時，系統(tǒng)統(tǒng)允許的的最大負(fù)負(fù)壓值為為－90KPa，選用塑料料管時，小管管徑（de=50～150mm）允許的的最大負(fù)負(fù)壓值為為－80Kpa，大管徑徑（de=200～300mm）允許的的最大負(fù)負(fù)壓值為為－70Kpa。6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)排水管系系統(tǒng)的總總水頭損損失與排排水管出出口速度度水頭之之和應(yīng)小小于雨水水斗天溝溝底面至至排水管管出口的的幾何高高差，其其壓力余余量宜稍稍大于10KPa。系統(tǒng)壓壓力余量量為⑸系統(tǒng)的余壓ΔP=9.8H－(Vn2/2+∑∑hn)（6-17）式中ΔP——壓力余量量，KPa；Vn2——雨水管出出口的管管道流速速，m／s；H——雨水斗頂頂面與排排水管出出口的高高差，m；∑hn——雨水斗頂頂面到雨雨水管出出口處系系統(tǒng)的總總阻力損損失，KPa。6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)壓力流雨雨水排水水管道系系統(tǒng)內(nèi)的的流速和和壓力直直接影響響著系統(tǒng)統(tǒng)的正常常使用，，為使管管道有良良好的自自凈能力力，懸吊吊管的設(shè)設(shè)計流速速不宜小小于1m／s，立管的的設(shè)計流流速不宜宜小于2.2m／s，系統(tǒng)的的最大流流速通常常發(fā)生在在立管上上，為減減小水流流動時的的噪音，，立管的的設(shè)計流流速宜小小于6m／s，最大不不大于10m／s。系統(tǒng)底底部的排排出管的的流速小小于1.8m／s，以減少少水流對對檢查井井的沖擊擊。⑹管內(nèi)流速6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算6.3.2系統(tǒng)計算算原理與與參數(shù)溢流口的的功能主主要是雨雨水系統(tǒng)統(tǒng)事故時時排水和和超量雨雨水排除除。按最最不利情情況考慮慮，溢流流口的排排水能力力應(yīng)不小小于50年重現(xiàn)期期的雨水水量。溢溢流口的的孔口尺尺寸可按按下式近近似計算算。6.溢流口計計算（6-18）式中Q——溢流口服服務(wù)面積積內(nèi)的最最大降雨雨量(L／s)；b——溢流口寬寬度(m)；h——溢流孔口口高度(m)；m——流量系數(shù)數(shù)，取385；g——重力加速速度(m／s2)，取9.81。6.3雨水排水水系統(tǒng)的的水力計計算⑴根據(jù)屋面面坡度和和建筑物物立面要要求，布布置立管管，立管管間距8～12米；⑵計算每根根立管的的匯水面面積；⑶求每根立管的的泄水量；⑷按堰流式斗雨雨水系統(tǒng)查附附錄6-4確定立管管徑徑。1.普通外排水系系統(tǒng)(宜按重力無壓壓流系統(tǒng)設(shè)計計)6.3.3設(shè)計計算步驟驟6.3雨水排水系統(tǒng)統(tǒng)的水力計算算6.3.3設(shè)計計算步驟驟天溝外排水系系統(tǒng)的設(shè)計計計算主要是配配合土建要求求，確定天溝溝的形式和斷斷面尺寸，校校核重現(xiàn)期。。為了增大天天溝泄流量，，天溝斷面形形式多采用水水力半徑大、、濕周小的寬寬而淺的矩形形或梯形，具具體尺寸應(yīng)由由計算確定。。為了排水安全全可靠，天溝溝應(yīng)有不小于于100mm的保護高度，，天溝起點水水深不小于80mm。對于粉塵較較多的廠房，，考慮到積灰灰占去部分容容積，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)增大天溝斷斷面，以保證證天溝排水暢暢通。天溝的的設(shè)計計算有有兩種情況，，一種是已經(jīng)經(jīng)確定天溝的的長度、形狀狀、幾何尺寸寸、坡度、材材料和匯水面面積，校核重重現(xiàn)期是否滿滿足要求。2.天溝外排水(宜按重力半有有壓流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計)⑴計算過水?dāng)嗝婷娣eω；⑵求流速V；⑶求天溝允許通通過的流量Q允；⑷計算匯水面積積F；⑸由求求5min的暴雨強度q5；⑹求計算重現(xiàn)期期P計，若計算重重現(xiàn)期P計大于等于設(shè)計計重現(xiàn)期P設(shè)，確定立管管管徑；若計算算重現(xiàn)期P計小于設(shè)計重現(xiàn)現(xiàn)期P設(shè)，改變天溝幾幾何尺寸，增增大過水?dāng)嗝婷娣e，重新計計算校核重現(xiàn)現(xiàn)期。6.3雨水排水系統(tǒng)統(tǒng)的水力計算算6.3.3設(shè)計計算步驟驟其設(shè)計計算步驟為：6.3雨水排水系統(tǒng)統(tǒng)的水力計算算6.3.3設(shè)計計算步驟驟⑴確定分水線求求每條天溝的的匯水面積F；⑵求5分鐘的暴雨強強度q5；⑶求天溝設(shè)計流流量Q設(shè)；⑷初步確定天溝溝形狀和幾何何尺寸；⑸求天溝過水?dāng)鄶嗨娣eω；⑹求流速V；⑺求天溝允許通通過的流量Q允；另一種是已知知天溝的長度度、坡度、材材料、匯水面面積和設(shè)計重重現(xiàn)期，設(shè)計計天溝的形狀狀和幾何尺寸寸，其設(shè)計計算步驟為：6.3雨水排水系統(tǒng)統(tǒng)的水力計算算6.3.3設(shè)計計算步驟驟⑻若天溝的設(shè)計計流量Q設(shè)小于等于天溝溝允許通過的的流量Q允，確定立管管管徑；若天溝溝的設(shè)計流量量Q設(shè)大于天溝允許許通過的流量量Q允，改變天溝的的形狀和幾何何尺寸，增大大天溝的過水水?dāng)嗨娣eω，重新計算。。某一般性公共