第7章 建筑雨水排水系统.ppt

第七章建筑雨水排水系统,,,第7章建筑雨水排水系统本章概述,建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。本章将对建筑物各种形式的雨水排水系统进行系统介绍。,,,,,屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为外排水系统、内排水系统。,建筑雨水排水系统的分类,第一节屋面雨水排放方式,,外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。按照屋面有无天沟可以分为以下两种,,第一节屋面雨水排放方式一、外排水,,,1、普通外排水一般用于普通住宅，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑，屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。,第一节屋面雨水排放方式一、外排水,,雨水口,,2、天沟外排水一般用于排除大型屋面的雨、雪水。特别是长度不超过100m的多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。,第一节屋面雨水排放方式一、外排水,,所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天沟流向建筑物的两端，经墙外的立管排到地面或排到雨水道。,第一节屋面雨水排放方式一、外排水,,天沟断面多为矩形、梯形，坡度不宜过大，一般为0.0030.006，一般以建筑物的伸缩缝和沉降缝为屋面分水线，长度不超过50m，天沟末端可以设溢流口。,,雨水内排水系统内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。适用于屋面跨度大、屋面曲折（壳形、锯齿形）、屋面有天窗等设置天沟有困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜在室外设置雨水立管的情况。系统组成雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管、检查井。,,内排水系统工程图CAD设计图在这里单击鼠标左键查看,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,屋面内排水系统,,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,单斗雨水排水系统悬吊管上只连接单个雨水斗的系统，不设悬吊管。多斗雨水排水系统系统悬吊管上连接多个雨水斗（一般不得多于4个）的系统。在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水。,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,,,,,,敞开系统为重力排水，检查井设置在室内，敞开式可以接纳生产废水，省去生产废水的排出管，但在暴雨时可能出现检查井冒水现象。密闭系统雨水由雨水斗收集，进入雨水立管，或通过悬吊管直接排至室外的系统，室内不设检查井。密闭式排出管为压力排水。一般为安全可靠，宜采用密闭式排水系统。,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,,3、内排水系统的布置于与敷设雨水斗雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作用是最大限度的排泄雨、雪水；对进水具有整流、导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；同时具有拦截粗大杂质的作用。目前国内常用的雨水斗为65型、79型、87型雨水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等.,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,,,,3、内排水系统的布置于与敷设雨水斗应按计算确定间距和个数，并考虑建筑结构特点使立管沿墙柱布置；接入同一立管的雨水斗，安装高度宜在同一标高层；当雨水斗连在同一悬吊管上时，靠近立管的雨水斗口径减小一号；多斗排水雨水斗应对称立管布置，1根悬吊管连接的雨水斗数不得超过4个，且应设在立管顶端。,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,,,,,,,,,,,整流罩,下沉式雨水斗,进水格栅,排出管,,虹吸式雨水斗,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,连接管连接雨水斗与悬吊管的短管，一般和雨水斗同径，但不宜小于100mm，应牢固固定在建筑物的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。柔性接头悬吊管悬吊管与连接管和雨水立管连接，是架空布置的横向管道。立管接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,排出管是立管和检查井间的一段有较大坡度的横向管道，与下游埋地管在检查井中宜采用管顶平接，水流转角不得小于135度。埋地管室内检查井敷设在室内地下，连接立管与室外雨水管道。附属构筑物主要有检查井、检查口井、排气井。检查井连接排出管与埋地管。,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,,,,第一节屋面雨水排放方式二、内排水,,检查口井室内密闭系统埋地管上设检查口放在检查井内，便于清通。水平检查口室内埋地管上的检查井。,,,雨水斗泻流状态按降雨历时的延长，雨水斗泻流状态分为三个阶段初始阶段0≤ttA。降雨开始，天沟内水浅，掺气比急剧上升，立管内为附壁螺旋流，空气通畅，此时主要为重力流；过渡阶段tA≤ttB。汇水面积增加，天沟内水深增大，泻流量增加，充水率增加，掺气比急剧下降，tB时掺气比为零，立管内出现水塞，出现抽力，管内压力增加较快。属水气两相重力、压力流。,,第二节内排水系统中的水气流动物理现象一、单斗雨水排水系统,,雨水斗泻流状态饱和阶段t≥tB。天沟内水深淹没雨水斗，不掺气，管内满流，泻流量基本不增加，泄水由立管内抽水进行，为单相压力流。,,第二节内排水系统中的水气流动物理现象一、单斗雨水排水系统,,泄流量Q与各个参数之间的关系１k渗气量比。P雨水入口处压力值。,泄流量Q与各个参数之间的关系２h天沟水深t流量递增时间单斗雨水系统排水能力主要取决于天沟位置高度，雨水斗离排水管垂直距离越大，产生的抽力越大，泄水能力就越大。,第二节内排水系统中的水气流动物理现象一、单斗雨水排水系统,,,2、悬吊管系统水气流状态随着天沟水深的变化，悬吊管内出现不同的压力状态天沟水浅时，悬吊管为非满管流，立管内为附壁水膜重力流，立管能力大于悬吊管泄水能力的部分由空气流动来补偿，系统内无压力变化；天沟水位增加，泄流量增大，悬吊管内压力会出现壅水状态的气水两相流。如立管中形成水塞，立管上部形成负压，则会产生抽吸作用，利于雨水的排泄，立管下部呈现正压。悬吊管起端呈正压，末端及立管上部呈负压，立管下部呈正压。,第二节内排水系统中的水气流动物理现象一、单斗雨水排水系统,,,,,,,,第二节内排水系统中的水气流动物理现象一、单斗雨水排水系统,,3、排出管雨水进入排水管，速度降低，水深增加，水跃可以使检查井冒水；4、埋地管密闭系统管中流流动状态为水气两相半有压非满流；敞开系统水流冲入检查井，流速骤减，动能转化为位能，井内水位上升。,,,实测表明一根悬吊管上的不同位置的雨水斗的泄流能力不同，距离立管越远的雨水斗，泄流量越小，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。同一悬吊管上部立管的两个雨水斗泄流量之和是总泄流量的87.8。,第二节内排水系统中的水气流动物理现象二、多斗雨水排水系统,,,,结论1、1根立管设两个雨水斗时，应用两根悬吊管对称布置；2、1根立管连接4个雨水斗时，也宜设两根悬吊管对称布置；3、1根悬吊管设两个雨水斗时，应尽量靠近立管，增大系统泄水量，两个雨水斗间距不宜过大；4、1根悬吊管连接的雨水斗不宜超过2个。,第二节内排水系统中的水气流动物理现象二、多斗雨水排水系统,,,,,,1.设计暴雨强度q设计暴雨强度公式中应有重现期p和屋面集水时间t两个参数。设计重现期应根据生产工艺及建筑物的性质确定，一般采用一年。如果屋面较小，t取5min。,,第三节雨水排水系统的水力计算一、雨水量计算,,,2.汇水面积Fm2屋面汇水面积一般较小，一般以m2计算。屋面有一定的坡度，汇水面积应按照水平投影面积计算。考虑大风雨水倾斜降落的因素，侧墙垂直面积的1/2计入汇水面积。3.渲泄能力系数k1设计重现期为一年，屋面坡度小于2.5时，k1取1.0；屋面坡度大于2.5时，k1取1.5～2.0。,第三节雨水排水系统的水力计算一、雨水量计算,,,4.雨水量计算公式,,第三节雨水排水系统的水力计算一、雨水量计算,,,,根据屋面坡度和建筑无立面要求等情况，按经验布置立管，划分并计算每根立管的汇水面积，计算每根立管需排泄的雨水量Q。查表使设计雨水量不大于表中最大设计泄流量，确定雨水立管管径。,第三节雨水排水系统的水力计算二、普通外排水设计计算,,,屋面天沟为明渠排水时，天沟水流流速可按明渠均流公式计算,,第三节雨水排水系统的水力计算三、天沟外排水设计计算,,,各种抹面天沟n值,,1、土建根据屋面结构要求，确定天沟形式和断面尺寸，需要计算天沟泄水能力，检验P。步骤（1）计算每条天沟的汇水面积；（2）计算天沟过水断面积；（3）计算天沟水流速度；（4）计算天沟允许泄流量；QTwv（5）确定重现期，计算5分钟暴雨强度；（6）计算雨水量，并与天沟允许泄流量比较检验；（7）根据雨水量查表确定立管管径。,第三节雨水排水系统的水力计算三、天沟外排水设计计算,,,,,,,,,,,2、已知天沟长度，暴雨强度重现期，计算天沟形式和断面尺寸。步骤如下（1）计算每条天沟的汇水面积；（2）根据暴雨强度重现期，计算5分钟暴雨强度；（3）计算雨水量；（4）初步确定天沟形式和断面尺寸；（5）计算天沟允许泄流量；QTwv（6）比较Q与QT，若QTQ，增加天沟的宽和深没，重复5、6步，直至QT≥Q；（7）根据雨水量查表确定立管管径。,第三节雨水排水系统的水力计算三、天沟外排水设计计算,,,,,,,,,第三节雨水排水系统的水力计算四、内排水系统设计计算,计算内容确定连接管、悬吊管、立管、排除管管径。,,最大允许汇水面积，m2；渲泄能力系数最大允许泄流量，L/s;取决于5分钟小时降雨厚度的系数（查表）。,1.雨水斗渲泄流量与雨水斗前水深有关，随水深增大而增大，斗前水深一般不超过100mm。2.连接管管径一般和雨水斗相同，直接选用。3.悬吊管悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、管道坡度、管道长度等因素有关。当建筑屋面渲泄能力系数k11，5min小时降雨厚度h5100mm/h时，最大允许汇水面积查表。当建筑屋面坡度大于2.5，渲泄能力系数k1不等于1时，应按汇水面积折算成相当于k11时的汇水面积F。,第三节雨水排水系统的水力计算四、内排水系统设计计算,,,,,4.立管立管连接一根悬吊管时，立管管径与悬吊管管径相同。若一根立管连接两根悬吊管时，应计算立管的汇水面积，再根据5min小时降雨厚度h5、“k11时立管最大允许汇水面积表”确定管径。5.排出管管径一般与立管相同，为改善排水系统的泄水能力，也可以比立管大一级。,第三节雨水排水系统的水力计算四、内排水系统设计计算,,,,6.埋地管为排水通畅，坡度应不小于0.003。敞开式排水系统按非满流设计，最大允许充满度在管径小于或等于300mm时为0.50；管径350～450mm时为0.65；管径大于500mm时为0.80。密闭式内排水系统按满流计算。埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。,第三节雨水排水系统的水力计算四、内排水系统设计计算,,,第三节雨水排水系统的水力计算,,【例题】某工业厂房雨水内排水系统如图，悬吊管对称布置，每根悬吊管连接2个雨水斗，每个雨水斗的实际汇水面积为432m2。设计重现期为1年，屋面宣泄能力系数k1，该地5min小时降雨厚度h560mm/h。采用密闭式排水系统，计算确定各管段管径。,【解】,1．求每个雨水斗考虑宣泄能力系数时的汇水面积F′,,第三节雨水排水系统的水力计算,,２．求每个雨水斗相当于h5100mm/h时汇水面积F100,,３．选择雨水斗,查附录7-1的多斗系统，h560mm/h，选用DN100mm的雨水斗。474m2648m2774m2,4．连接管管径,连接管管径与雨水斗直径相同,DN100mm,第三节雨水排水系统的水力计算,,５．悬吊管管径,为排水通畅，悬吊管坡度取0.010，管段12折算汇水面积为388.8m2，查附录7-2，N150mm182m2388.8m2536m2；管段23折算汇水面积为388.82777.6m2，查附录7-2，DN200mm,536m2777.6m21156m2,6．立管管径,立管汇水面积为64842592m2，查附录7-3，h560mm/h时，DN200mm，252025924500m2。且满足立管管径不小于悬吊管管径的要求。,第三节雨水排水系统的水力计算,,7．排出管管径,排出管管径与立管管径相同DN200mm。排出管折算汇水面积，F100777.621555.2m2查附录7-2，当排出管管径取DN200时，只要排出管坡度大于0.020，就可以满足要求1555.2m21635m2。,8．埋地管管径,埋地管坡度取0.005，查附录7-5（密闭系统），计算结果见下表。,,工程实例,北京某大厦雨水设计,工程概况,本工程位于北京市。建设面积为11054m2。工程性质为办公及配套项目，包括金融、办公及商业、餐饮、后勤设备用房等。总建筑面积12.3万m2，地下3层，地上22层，建筑高度为83.30m,,工程实例,雨水系统设计,屋面雨水设计重现期P50年。屋顶女儿墙设溢流口，屋面雨水排水与溢流口总排水能力按50年重现期的雨水量计算。屋面雨水采用传统内排水系统。经室内雨水管排至室外排水管道。地下车库出入口处设雨水沟将截流的雨水排至室外雨水管道。,,工程实例,雨水系统图,,,前沿动态,压力流雨水系统压力流排水系统由国外水力学专家在6O年代末始创，但是，该系统目前在我国使用实例较少。系统采用压力流雨水斗。该系统的主要工作原理是充分利用屋面雨水斗与排出管之间的几何高差，当降雨强度达到设计值时，管道内呈满流状态，雨水从水平管悬吊管转入立管跌落时管道内形成负压，产生虹吸作用，可快速排除屋面雨水。,,思考题,,1、建筑物侧墙面积很大时应如何考虑其雨水量的计算2、同一悬吊管上最佳雨水斗是多少为什么,,5,6,7,8,第三节雨水排水系统的水力计算,,单击返回,,第三节雨水排水系统的水力计算,单击返回,