建筑内部排水系统PPT课件.ppt

第3章建筑排水系统 1 3 1建筑内排水系统的分类和组成 一 分类1 按污废水性质 生活排水系统 生活污水 生活废水工业排水 屋面雨排水2 排水体制 合流制 生活污水和废水用一套管系排出 分流制 生活污水和废水分别设置管系排出 3 确定排水体制和系统的相关因素 2 二 建筑内排水系统组成1 卫生器具或生产设备受水器2 排水管道组成 卫生器具排水管 横支管 立管 总干管 出户管 管材 排水塑料管UPVC 胶粘剂粘接 柔性接口排水铸铁管 适用 T40 或瞬间排水温度 80 的排水管道 高度 100m建筑 3 3 通气管道作用 1 向排水管内补给空气 水流畅通 减小气压变化幅度 防止水封破坏 2 排出臭气和有害气体 3 使管内有新鲜空气流动 减少废气对管道的锈蚀 形式 1 伸顶通气高出屋面0 3m 且大于积雪厚 管径 北方比立管大一号南方比立管小一号 4 2 专用通气管 管径比最底层立管管径小一级 当立管设计流量大于临界流量时设置 且每隔二层与立管相同 3 结合通气管 不小于所连接的较小一根立管管径 10层以上的建筑每隔6 8层设结合通气管 连接排水立管及通气管 4 环形通气管横支管连接6个以上的便器 横支管连接4个以上的卫生器具且管道长度大于12m时设置 5 安全通气管横支管连接卫生器具较多且管线较长时设置 5 6 卫生器具通气管卫生标准及控制噪音要求高的排水系统 4 清通设备检查口 立管上 距地面1 0m 间距 10m 塑料排水立管宜每隔6层 机械清通15m 底层 最高层应设置 最冷月平均气温低于 13 的地区 在最高层离室内棚顶0 5m处设置 清扫口 横管 隔一定间距清通用 1 连接2个及2个以上大便器或3个及3个以上卫生器具的铸铁排水横管上宜设置 6 2 塑料排水管 连接4个及4个以上大便器的污水横管上宜设置 3 水流转角大于45度的排水横管上 应设置 4 生活污废水横管的直线管段上清扫口的最大距离 5 抽升设备6 污水局部处理构筑物 7 三 排水管道组合类型1 单立管排水系统 多层建筑 2 双立管排水系统 多层和高层建筑 3 三立管排水系统 多层高层建筑 8 3 2排水管系中水气流动的物理现象 一 建筑排水特点1 间断排水 水量变化大 气压不稳定 2 流速变化剧烈 二 水封作用及破坏原因1 水封 是利用一定高度的静水压力来抵抗排水管内气压变化 防止管内气体进入室内的措施 见附图1 9 2 水封破坏 因静态和动态的原因造成存水弯内水封高度减少 不足以抵抗管道内允许的压力变化值 25mmH2O 管内气体进入室内的现象 3 水封强度 存水弯内水封抵抗管道系统压力变化的能力 4 水封破坏原因自虹吸损失 诱导虹吸损失 静态损失 三 排水横管中的水流状态1 冲激流水流特点 历时短 流速大 来势猛 10 2 压力变化1 横支管 见附图2 2 横干管措施 设计时应将底层横支管与立管底部最小距离应符合表要求 见附图3 最低横支管与立管连接处距立管管底垂直距离 排水支管连接在排出管或排水横干管上时 连接点距立管底部水平距离不宜小于3 0m 不得小于1 5m 11 当靠近排水立管底部的排水支管的连接不能满足 两条要求时 排水支管应单独排出室外 排水竖支管接入横干管竖直转向管段时 连接点应在转向处以下 且垂直距离h2不小于0 6m 四 排水立管水流状态1 立管中水气流的基本特征断续的非均匀流 水气两相 压力变化 见附图4 12 2 立管中水流运动状态 见附图5 1 附壁螺旋状态流水流附着管壁作螺旋运动 空气可以自由流通 气压稳定为大气压 2 水膜流水膜流具有二个主要特征 会形成短时间的水塞 隔膜流 1 3 1 4充水率 水膜运动由变速运动到匀速运动 13 水膜形成后作加速运动 膜的厚度与下降变速运动的速度成反比 在足够长的管段上 当重力与摩擦力相等时 e不变 v亦不变 此时的流速vt终限流速 3 水塞运动当流量达到充水率1 3以上时隔膜流形成频繁 形成不易破坏的水塞 水塞引起立管气体压力激烈波动 形成有压冲击流 14 3 排水立管中水膜流运动的动水力分析终限流速 立管内的水流并非作自由落体运动 而是在下降之初具有加速度 e与v成反比 水流下降一段距离后 当水流受到的管壁摩擦阻力P与重力W达到平衡时 做匀速运动 不再变化 这种一直降落到立管底部保持不变的下落速度 终限长度 自水流入口到开始形成终限流速的距离 15 1 终限流速计算重力 摩擦力 牛顿第二定律 1 2 16 17 将式 2 和代入 1 3 当时 则 4 5 18 将 5 代入 4 6 由图所示 在终线流速时水膜的厚度 忽略 则 7 19 将 7 代入 6 8 取g 9 81m s2 若Q L s d cm 取Kp 0 00025m 9 20 2 终线长度计算由终线长度定义 对复合函数v f L L f t 取导数演算得 终限长度 10 L 自水流入口处起的下落距离 将 3 代入 10 21 两边积分 经数学运算得 11 将 8 代入 11 12 终限长度 终线流速 流量 管径 五 排水立管的设计负荷排水立管的允许通过流量按水膜流计算 即按 确定流量 联立以下三式 22 解 水膜流时 立管充水率为 23 当时 即 即当当时 24 即当把 对应的 终限状态时 水膜流状态时水膜厚度 见附表1 已知 25 3 3排水管道的布置与敷设 一 排水管道的布置1 排水立管应设在靠近最脏 杂质最多的排水点处 污水管道的布置应尽量减少不必要的转角及曲折 尽量作直线连接 2 生活污水立管不得穿越卧室 病房等对卫生 安静要求较高的房间 并不宜靠近与卧室相邻的内墙 3 明装的排水管道应尽量沿墙 梁 柱作平行设置 以保持美观 4 管道的安装位置应有足够的空间以利于拆换管件和进行清通和维护 26 5 排水出户管一般按坡度要求埋设于地下 并宜以最短地距离通至室外 6 排水管道不得布置在食堂 饮食业的主副食操作烹调的上方 7 排水管道不得穿过沉降缝 伸缩缝 烟道和风道 8 排水管道不得布置在遇水引起燃烧 爆炸或损坏的原料 产品和设备的上面 9 当排出管与给水引入管布置在同一处进出建筑物时 排出管与给水引入管的水平距离不得小于1 0m 27 二 排水管道的敷设与安装管道的敷设安装要求 1 在标准较高的建筑内所有的排水管道均暗装 2 管道的连接方式应满足下列要求 卫生器具排水管与排水横支管连接时 可采用90 斜三通 排水管道的横管与横管 横管与立管的连接 宜采用45 三通 45 四通 90 斜三通 90 斜四通 排水立管与排出管端部的连接 宜采用两个45 弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90 弯头 排水管应避免轴线偏置 当受条件限制时 宜采用乙字弯管或两个45 弯头连接 排水管与室外排水管道连接 排出管管顶标高不得低于室外排水管管顶标高 其连接处的水流转角不得小于90 当有大于0 3m的跌落差时 可不受角度限制 28 3 排水管必须采取可靠的固定措施 立管必须在每层设置支撑支架 横管一般用吊箍吊设在楼板下 4 为防止埋设在地下地排水管道受机械损坏 排水管道的最小埋设深度 可参照下表确定 29 5 排水管穿过承重墙或基础处 应预留洞口 且管顶上部净空不得小于建筑物的沉降量 一般不小于0 15m 6 排水管穿过地下室外墙或地下构筑物的墙壁处 应采取防水措施 7 排水管外表面可能结露 应根据建筑物性质和使用要求 采取防结露措施 30 3 4排水定额和设计秒流量 一 排水量定额二 设计秒流量1 按同时排水百分数计算qu 计算管段排水设计秒流量 L s qp 同类型的一个卫生器具排水流量 L s n0 同类卫生器具数 31 2 按排水当量数计算 32 3 5排水管网的水力计算 一 横管水力计算1 设计规定 1 充满度h D 1 见附表2 目的 排除气体 调节压力波动 容纳高峰流量 2 自净流速 见附表3 3 管道坡度 见附表4 4 最小管径 最小管径d 50mm 接大便d 100mm 大便槽排水管d 150mm 公共食堂排水支管d 75 干管d 100 33 2 横管水力计算方法计算公式 式中 qu 排水设计秒流量 m3 s w 水流断面积 m2 v 流速 m s R 水力半径 m I 水力坡度 即管道坡度 n 管道粗糙系数 可直接查水力计算表计算 34 二 立管水力计算1 设伸顶通气2 设专用通气立管3 设特制配件伸顶通气4 无通气四种情况最大允许通水能力 见附表5 三 通气管道计算1 单立管排水系统2 双立管排水系统一般不宜小于污水立管管径的1 2 最小管径按照附表5计算 当管长大于50m的时候 通气立管管径与排水立管相同 35 3 6庭院排水 一 排水体制1 分流制 生活污水 生活废水 雨水 2 合流制 生活污水 雨水 二 排水管道布置原则1 沿道路及建筑物周围呈直线平行布置 2 与其他管道及建筑物之间距离应符合要求 3 埋深 检查井设置 管道连接方式及接口同 室外排水设计规范 36 三 设计计算最小管径 可由下表确定 37 3 三立管排水系统和多立管排水系统应按最大一根排水立管管径查附表5确定共用通气立管管径 4 共用横向通气管管径按照下式计算 38 3 7建筑物雨水系统分类 一 按管道设置位置1 外排水1 檐沟排水组成 檐沟 水落管 见附图7 管径75mm 100mm 间距8 12m 适用 普通住宅 一般公共建筑 小型单跨厂房 39 2 天沟外排水 见附图8 雨水 屋面 天沟 立管 地面或管道天沟长度 40 50m i 0 0032 内排水组成 雨水斗 连接管 悬吊管 立管 排出管 埋地横管 检查井 二 屋面雨水系统按设计流态划分1 压力流 虹吸式 2 半有压流 87式 3 重力流 堰流式 40 屋面雨水系统的特点比较三 出户管在室内部分是否存在自由液面1 密闭系统2 敞开系统 41 四 建筑物雨水系统设计 1 雨水斗形式 87型 65型 79型 雨水斗布置时除按水力计算确定雨水斗的间距和个数 还应考虑建筑结构的特点 伸缩缝 防火墙 沉降缝 87斗系统的立管承接的雨水斗宜在同一层位上 虹吸式系统的雨水斗宜在同一水平面上 各雨水立管单独排除 堰流斗系统可以承接不同高度的雨水 42 2 连接管 与雨水斗同径 100mm 3 悬吊管 空中吊设 适当位置接立管 i 0 005 端头及 15m的悬吊管上设检查口 管材 铸铁 固定在墙梁衍架上 4 立管 与悬吊管同径 且不宜大于300mm 距地面1 0m设检查口 5 排出管 DN 立管管径 6 埋地横管 DN 2007 附属构筑物 检查井 敞开式 管件 封闭式 43 五 雨水内排系统流动的物理现象 一 单斗系统1 雨水斗泄流状态Q 泄流量 h 天沟水深 P 雨水斗入口处压力 K 掺气比 按降雨历时 雨水斗泄流状态分三个阶段 见附图9 初始阶段Q h 泄流量和h 速度缓慢 Q K K急剧上升 在tA处达到最大 Q P 压力增加但变化缓慢 水气两相重力流 44 过渡阶段Q h h增加缓慢近似线性 泄流量增长速率小 Q K K tB时K 0 Q P 管内压力增加较快 水气两相压力流 饱和阶段Q h Q基本不增加 Q K K 0 Q不增加 h 泄水由抽力进行 单相压力流 45 综上 雨水排泄能力 取决于H h 和 主要是H 2 悬吊管和立管内的压力变化悬吊管 立管压力变化曲线 见附图10 3 埋地横管的水气流动水流特点 水流掺气半有压非满波动水跃的流动状态 46 二 多斗系统气水两相流 各斗雨水泄流到立管的水力阻力 因配件及立管负压抽吸作用影响不同而有差别 实测 近斗泄流能力为远斗泄流能力的数十倍 远斗由于少受或不受立管负压抽吸作用影响 天沟水位高 泄流量亦不会明显增加 故多设亦无实际意义 47 六 雨排水系统的计算 一 雨量计算 1 按 48 2 按小时降雨厚度计算 二 水力计算 87型 一 单斗系统1 雨水斗泄流量计算 单斗 49 2 雨水斗排泄雨水面积 取决于暴雨强度大小的系数 见下表3 连接管与雨水斗同径 50 4 管道的泄流能力 单斗 列1 1与2 2断面方程 51 5 排出管与立管同径 可以放大一号 6 埋地横管泄流量埋地横管按单相流计算 开式系统 非满流 充满度闭式系统 满流 例 计算管道系统1 选择雨水斗 DN10065 52 雨水斗前水深 查附录7 1 屋面面积 2 雨水流量3 管道泄流量 53 二 多斗系统1 雨水斗雨水斗设计流量按下表取值 表