第9講(2)：建筑雨水排水系統(tǒng)

一、雨水量計(jì)算1、設(shè)計(jì)流量雨水設(shè)計(jì)流量按(9-3)式計(jì)算：式中——設(shè)計(jì)雨水流量(L/s)；

——設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(L/s·ha)；

——徑流系數(shù)，按表9-3選取，

——匯水面積(m2)。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表9-3徑流系數(shù)ψ值（參考）屋面0.9-1.0混凝土和瀝青路面0.9塊石路面0.6級(jí)配碎石路面0.45干磚及碎石路面0.40非鋪砌地面0.30公園綠地0.15

室外匯水面平均徑流系數(shù)應(yīng)按地面的種類加權(quán)平均計(jì)算確定。如資料不足，小區(qū)綜合徑流系數(shù)根據(jù)建筑稠密程度在0.5～0.8內(nèi)選用。北方干旱地區(qū)的小區(qū)徑流系數(shù)一般可取0.3～0.6.建筑密度大取高值，密度小取低值。補(bǔ)充綜合徑流系數(shù)區(qū)域情況ψ城市建筑密集區(qū)0.6-0.85城市建筑較密集區(qū)0.45-0.6城市、建筑密稀疏區(qū)0.2-0.45一、雨水量計(jì)算2、設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度（了解）降雨強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤陱?qiáng)度公式計(jì)算，各地降雨強(qiáng)度公式可在室外排水設(shè)計(jì)手冊(cè)中查到。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算一、雨水量計(jì)算3、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P（了解）

9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表9-2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)地居住小區(qū)≥1～3車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)的基地≥2～5一、雨水量計(jì)算4、匯水面積（計(jì)算）一般坡度的屋面雨水的匯水面積按屋面水平投影面積計(jì)算。高出匯水面的側(cè)墻，應(yīng)將側(cè)墻面積的1/2折算為匯水面積。同一匯水區(qū)內(nèi)高出的側(cè)墻多于一面時(shí)，按有效受水側(cè)墻面積的1/2折算匯水面積。窗井、貼近建筑外墻的地下汽車庫(kù)出入口坡道和高層建筑裙房屋面的雨水匯水面積，應(yīng)附加其高出部分側(cè)墻面積的1/2。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)算集雨面積和雨水流量。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項(xiàng)投影面積的一半之和。

9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4、匯水面積（計(jì)算）（1）雨水匯水面積應(yīng)按地面、屋面的水平投影面積計(jì)算；（2）高出屋面的側(cè)墻的匯水面積計(jì)算：1）一面?zhèn)葔γ娣e50%折算成匯水面積；2）兩面相鄰側(cè)墻，按兩面?zhèn)葔Φ钠椒胶偷钠椒礁?0%折算成匯水面積；3）兩面相對(duì)不同高度的側(cè)墻，按高出低墻上面面積的50%折算；4）兩面相對(duì)等高側(cè)墻，可不計(jì)匯水面積；5）三面?zhèn)葔Γ醋畹蛪斠韵碌闹虚g墻面積的50%加上最低墻的墻頂以上墻面面積的值按2）或3）折算的水面面積；4、匯水面積（計(jì)算）6）四面?zhèn)葔?，最低墻頂以下的面積不計(jì)入，最低墻以上的面積，按1）或2）、3）、5）折算的匯水面積；（3）窗井、貼近建筑外墻的地下汽車庫(kù)出入口坡道和高層建筑裙房屋面的雨水匯水面積，應(yīng)附加其高出部分側(cè)墻面積的1/2。（4）排入雨水管中的生產(chǎn)廢水量如超過雨水量5%時(shí)，應(yīng)計(jì)入雨水設(shè)計(jì)流量中。一般可將其換算成當(dāng)量匯水面積。（換算系數(shù)K）匯水面積計(jì)算例題1高層建筑屋面標(biāo)高28m，建筑物平面總長(zhǎng)度90m，平面寬度32m，裙房屋面標(biāo)高12m，屋面140㎡，建筑物裙房屋面雨水匯水面積為（）㎡。A．140B．396C．524D．690裙房屋面高層建筑屋面一、雨水量計(jì)算5、降雨歷時(shí)（了解）雨水管道的降雨歷時(shí)，按(9-3)式計(jì)算：9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算——折減系數(shù)，小區(qū)支管和接戶管：m＝l；小區(qū)干管、暗管m＝2，明溝m＝1.2

二、系統(tǒng)設(shè)置（自學(xué)為主）1、雨水斗2、天溝與溢流設(shè)置3、懸吊管及其他橫管(包括排出管)4、立管5、管材與附件9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（一）重力流雨水系統(tǒng)計(jì)算1、單斗系統(tǒng)單斗系統(tǒng)的雨水斗、連接管、懸吊管、立管、排出橫管的口徑均相同，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量(金屬或非金屬材質(zhì))不應(yīng)超過表9-4中的數(shù)值。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表9-4單斗系統(tǒng)的最大排水能力口徑(mm)75100150200排水能力(L/s)8163252三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（一）重力流雨水系統(tǒng)計(jì)算2、多斗系統(tǒng)的雨水斗懸吊管上具有1個(gè)以上雨水斗的多個(gè)系統(tǒng)中，雨水斗的設(shè)計(jì)流量根據(jù)表9-5取值。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表9-587型和65型雨水斗的設(shè)計(jì)流量口徑(mm)75100150200設(shè)計(jì)流量(L/s)8122640三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（一）重力流雨水系統(tǒng)計(jì)算3、多斗系統(tǒng)的懸吊管多斗懸吊管的排水能力可按式(9.-4)、(9-5)、(9-6)近似計(jì)算，其中充滿度h/D不大于0.8。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

懸吊管的管徑根據(jù)各雨水斗流量之和確定，并宜保持管徑不變。

鋼管和鑄鐵管的設(shè)計(jì)負(fù)荷可按表9-6選取，表中n＝0.014，h/D＝0.8。

表9-6多斗懸吊管(鑄鐵管、鋼管)的最大排水能力(L/s)水力坡度管徑75(mm)100(mm)150(mm)200(mm)250(mm)0.023.076.6319.5542.1076.330.033.778.1223.9451.5693.500.044.359.3827.6559.54107.960.054.8610.4930.9166.57120.190.065.3311.4933.8672.92132.220.075.7512.4136.5778.76142.820.086.1513.2639.1084.20142.820.096.5214.0741.4784.20142.82≥0.106.8814.8341.4784.20142.82各種塑料管的設(shè)計(jì)負(fù)荷可按表9-7選取，表中n＝0.01，充滿度0.8。表9-7多斗懸吊管(塑料管)的最大排水能力(L/S)水力坡度公稱外徑×壁厚(mm×mm)90×3.2110×3.2125×3.7160×4.7200×5.9250×7.30.025.7610.2014.3027.6650.1291.020.037.0512.4917.5133.8861.38111.480.048.1414.4220.2239.1270.87128.720.059.1016.1322.6143.7379.24143.920.069.9717.6724.7747.9186.80157.650.0710.7719.0826.7551.7593.76170.290.0811.5120.4028.6055.32100.23170.290.0912.2121.6430.3458.68100.23170.29≥0.1012.8722.8131.9858.68100.23170.29三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（一）重力流雨水系統(tǒng)計(jì)算4、多斗系統(tǒng)的立管多斗系統(tǒng)的立管(金屬和非金屬)排水能力按表9-8選取，其中低層建筑不應(yīng)超過下限值，高層建筑不應(yīng)超過上限值。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表9-8立管的最大排水流量管徑(mm)75100150200250300排水流量(L/s10～1219～2542～5575～90135～155220～240三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（一）重力流雨水系統(tǒng)計(jì)算5、排出管和其他橫管排出管(又稱出戶管)和其他橫管(如管道層的匯合管等)可近似按懸吊管的方法計(jì)算，見表9-6和表9-7，但△h取橫管起點(diǎn)和末點(diǎn)的高差，h為橫管起點(diǎn)壓力，可取1。排出管的管徑根據(jù)系統(tǒng)的總流量確定，并且從起點(diǎn)始不宜變徑。排出管在出建筑外墻時(shí)流速若大于1.8m/s，管徑應(yīng)放大。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（二）壓力流雨水系統(tǒng)計(jì)算1、雨水斗雨水斗的名義口徑一般有三種：D50、D75和D100。各口徑斗的排水能力因型號(hào)和制造商而異，需根據(jù)生產(chǎn)廠提供的資料選取。表9-9是國(guó)標(biāo)01S302斗的排水流量。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算表9-9壓力流雨水斗排水能力(L/S)名義口徑D50D75D100國(guó)標(biāo)01S302斗6.012.025.0三、建筑物雨水系統(tǒng)水力計(jì)算（二）壓力流雨水系統(tǒng)計(jì)算2、管道計(jì)算公式管道水頭損失按海澄－威廉公式(Hazen－Williams)計(jì)算，也可采用柯爾勃克公式(Colebrook－Whites)。壓力流雨水系統(tǒng)的雨水斗和管道一般由專業(yè)設(shè)備商配套供應(yīng)，選用水頭損失計(jì)算公式時(shí)需參考供貨商的意見。9.2雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算（二）壓力流雨水系統(tǒng)計(jì)算3、懸吊管和立管的管徑確定懸吊管和立管的管徑選擇計(jì)算應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：(1)懸吊管最小流速不宜小于1m/s，立管最小流速不宜小于2.2m/s。管道最大流速宜小于6m/s，不得大于10m/s。(2)系統(tǒng)的總水頭損失(從最遠(yuǎn)斗到排出口)與出口處的速度水頭之和(mH2O)，不得大于雨水管進(jìn)、出口的幾何高差H。(3)系統(tǒng)中的各個(gè)雨水斗到系統(tǒng)出口的水頭損失之間的差值，不大于10kPa.,否則，應(yīng)調(diào)整管徑重算。同時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的壓力的差值不大于10kPa(DN≤75)或5kPa，(DN≥100)。(4)系統(tǒng)中的最大負(fù)壓絕對(duì)值應(yīng)小于：金屬管：80kPa；塑料管：視產(chǎn)品的力學(xué)性能而定，但不得大于70kPa。如果管道水力計(jì)算中負(fù)壓值超出以上規(guī)定，應(yīng)調(diào)整管徑(放大懸吊管管徑或縮小立管管徑)重算。(5)系統(tǒng)高度(雨水斗頂面和系統(tǒng)出口的幾何高差)H和立管管徑的關(guān)系應(yīng)滿足：立管管徑DN≤75,H≥3m；DN≥90，H≥5m。如不滿足，可增加立管根數(shù)，減少管徑。（二）壓力流雨水系統(tǒng)計(jì)算4、系統(tǒng)出口及下游管道系統(tǒng)出口處的下游管徑應(yīng)放大，流速應(yīng)控制在1.8m/s內(nèi)。管徑可按表9-6、表9-7確定，但計(jì)算坡度I取管道敷設(shè)坡度。系統(tǒng)出口的設(shè)置位置如下確定：當(dāng)只有一個(gè)立管或者多個(gè)立管，但雨水斗在同一高度時(shí)，可設(shè)在外墻處；當(dāng)兩個(gè)及以上的立管接入同一排出管，且雨水斗設(shè)置高度不同時(shí)，則各立管分別設(shè)出口，出口設(shè)在與排出管連接點(diǎn)的上游，先放大管徑再匯合。（二）壓力流雨水系統(tǒng)計(jì)算5、計(jì)算步驟(1)計(jì)算各斗匯水面積內(nèi)的設(shè)計(jì)雨水量Q；(2)計(jì)算系統(tǒng)的總高度H(雨水斗和系統(tǒng)出口的高差)和管長(zhǎng)L(最遠(yuǎn)的斗到系統(tǒng)出口)；(3)確定系統(tǒng)的計(jì)算(當(dāng)量)管長(zhǎng)LA；可按LA=1.2L(金屬管)和1.6L(塑料管)估計(jì)；(4)估算單位管長(zhǎng)的水頭損失I＝H/LA；(5)根據(jù)管段流量Q和水力坡度I在水力計(jì)算圖上查出管徑及新的I，需注意流速應(yīng)不小于1m/s；(6)檢查系統(tǒng)高度H和立管管徑的關(guān)系應(yīng)滿足要求；(7)精確計(jì)算管道計(jì)算長(zhǎng)度(直線長(zhǎng)＋配件當(dāng)量長(zhǎng))LA；(8)計(jì)算系統(tǒng)的壓力降hf=I×LA。有多個(gè)計(jì)算管段時(shí)，逐段累計(jì)；(9)檢查H－h(huán)f

應(yīng)≥1m；(10)計(jì)算系統(tǒng)的最大負(fù)壓值，負(fù)壓值發(fā)生在立管最高點(diǎn)。若不符合要求，調(diào)整管徑；(11)檢查節(jié)點(diǎn)壓力平衡狀況，若不滿足要求，調(diào)整管徑。（三）溢流口計(jì)算溢流口的功能主要是(雨水系統(tǒng))事故排水和超量雨水排除。按最不利情況考慮，溢流口的排水能力應(yīng)不小于50年重現(xiàn)期的雨水量。溢流口的孔口尺寸可按式(9-7)近似計(jì)算：（四）天溝外排水設(shè)計(jì)計(jì)算天溝外排水設(shè)計(jì)計(jì)算主要是配合土建要求，設(shè)計(jì)天溝的形式和斷面尺寸，確定天溝匯水長(zhǎng)度。為了增大天溝泄流量，天溝斷面形式多采用水力半徑大、濕周小的寬而淺的矩形或梯形，具體尺寸應(yīng)由計(jì)算確定。為了排水安全可靠，天溝應(yīng)有不小于100mm的保護(hù)高度，天溝起點(diǎn)水深不小于80mm。對(duì)于粉塵較多的廠房，考慮到積灰占去部分容積，應(yīng)適當(dāng)增大天溝斷面，以保證天溝排水暢通。（四）天溝外排水設(shè)計(jì)計(jì)算屋面天溝排水屬明渠排水，天溝水流流速可按(9-5)式計(jì)算。天溝粗糙度系數(shù)與天溝材料及施工情況有關(guān)，見表9-10。表9-10各種抹面天溝n值天溝壁面材料n水泥砂漿光滑抹面0.011普通水泥砂漿抹面0.012～0.013無(wú)抹面0.014～0.017噴漿護(hù)面0.016～0.021不整齊表面0.020豆砂瀝青瑪蹄脂表面0.025（四）天溝外排水設(shè)計(jì)計(jì)算天溝的設(shè)計(jì)計(jì)算有兩種情況，一種是土建專業(yè)根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)要求，已確定了天溝的形式和斷面尺寸，需要計(jì)算天溝的排水能力，其設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：

確定屋面分水線，計(jì)算每條天溝的匯水面積F；計(jì)算天溝過水?dāng)嗝婷娣eW；(3)利用式(9-5)計(jì)算天溝水流速度v