第6章建筑雨水排水系统幻灯片.ppt

1、,6.1 建筑雨水排水系统的分类 6.2 建筑雨水排水系统类型的选择 6.3 建筑雨水排水系统管材的选择 6.4雨水排水系统组成 6.5雨水内排水系统中水气流动的物理现象 6.6雨水排水系统的水力计算,第6章 建筑雨水排水系统,第6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、内排水系统内部有无雨水

2、管道，屋面有无雨水斗。,第6章 建筑雨水排水系统,屋面雨水系统,外排水 系统,内排水 系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,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6章 建筑雨水排水系统,屋面 雨水系统,外排水 系统,内排水 系统,檐沟外排水,天沟 外排水,6.1建筑雨水排水系统的分类,一般用于居住建筑，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。,檐沟外排水,雨水斗,承雨斗,檐沟,落水管,第6章 建筑雨水排水系统,雨水口：将地面雨水导入雨水管渠的带格栅的集

3、水口。 雨落水管：敷设在建筑物外墙，用于排除屋面雨水的排水立管。,雨水斗：将建筑物屋面的雨水导入雨水立管的装置。,6.1建筑雨水排水系统的分类,天沟外排水,天沟,一般用于排除大型屋 面的雨、雪水。特别是多 跨度的厂房屋面，多采用 天沟外排水。,溢流口,山墙,泄压管,消能池,检查井,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,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。坡度36 。应以伸缩缝、沉降缝、变形缝为分界。,天沟,消能池,检 查 井,雨水斗,沉降缝,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类

4、,天沟外排水,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。 雨水内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，多采用内排水。,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,雨水内排水系统,屋面雨水系统按照一根立管连接雨水斗数量不同可分为：,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,单斗雨水排水系统：悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。 多斗雨水排水

5、系统：悬吊管上连接多个雨水斗（一般不得多于6个）的系统。 在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水，以充分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排水能力大于多斗系统。多斗系统的排水量大约为单斗的80%。,屋面雨水系统按照管道内的压力不同可分为：,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,重力流雨水排水系统：按重力流设计的屋面雨水排水系统。 满管压力流雨水排水系统：按满管压力流原理设计管道内雨水流量、压力等可得到有效控制和平衡的屋面雨水排水系统。,屋面雨水系统按照出户横干管有无自由水可分为：,第6章 建筑雨水排水系统,6.1建筑雨水排水系统的分类,敞开式雨水排水系统：是重力流排水。管内有

6、自由水面，连接埋地干管的检查井是普通检查井。可以接纳生产废水，省去生产废水的排出管。系统与大气相通有冒水现象 密闭式雨水排水系统：是满管压力流排水。连接埋地干管的检查井内用密闭的三通连接。不能接纳生产废水。系统不与大气相通无冒水现象,敞开式排水系统存在检查井冒水现象的原因： 在敞开式排水系统中，立管或排出管中的高速水流冲入检查井，流速骤减，动能转化成位能，使井内水位上升。 同时，挟气水流在检查井内上下翻滚，使井内水流旋转紊乱，阻扰水流进入下游埋地管，水中挟带的气体与水分离，在井内产生压力。因此，在埋地管起端，因管径小，检查井内的雨水极易从井口冒出。,第6章 建筑雨水排水系统6.5雨水内排水系统

7、,6.1建筑雨水排水系统的分类,防止措施： 增大下游埋地管的管径。 设置消能池。,第6章 建筑雨水排水系统,6.2建筑雨水排水系统类型的选择,1.檐沟外排水宜按重力流设计； 2.长天沟外排水宜按满管压力流设计； 3.高层建筑屋面雨水排水宜按重力流设计； 4.工业厂房库房公共建筑的大型屋面雨水排水宜按满管压力流设计。 5.高层建筑裙房屋面的雨水应单独排放。 6.高层建筑阳台排水系统应单独设置，多层建筑阳台雨水宜单独设置。 阳台雨水立管底部应间接排水。 7.当生活阳台设有生活排水设备及地漏时，可不另设阳台雨水排水地漏 。,第6章 建筑雨水排水系统,6.2 建筑雨水排水系统类型的选择,下沉式广场地面

8、排水、地下车库出入口的明沟排水，应设置雨水集水池和排水泵提升排至室外雨水检查井 。 1.排水泵的流量应按排入集水池的设计雨水量确定 ； 2.排水泵不应少于 2 台，不宜大于 8 台，紧急情况下可同时使用 ； 3.雨水排水泵应有不间断的动力供应 ； 4.下沉式广场地面排水集水池的有效容积，不应小于最大一台排水泵 30 s 的出水量 ； 5.地下车库出入口的明沟排水集水池的有效容积，不应小于最大一台排水泵 5min 的出水量 。,第6章 建筑雨水排水系统,6.3 建筑雨水排水系统管材的选择,1.重力流排水系统多层建筑宜采用建筑排水塑料管，高层建筑宜采用耐腐蚀的金属管、承压塑料管； 2.满管压力流排

9、水系统宜采用内壁较光滑的带内衬的承压排水铸铁管，承压塑料管和钢塑复合管等，其管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压。用于满管压力流排水的塑料管，其管材抗环变形外压力应大于 0.15 MPa ； 3.小区雨水排水系统可选用埋地塑料管、混凝土管或钢筋混凝土管、铸铁管等。,第6章 建筑雨水排水系统,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。,排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管等部分组成

10、。,6.4.1雨水斗,6.4雨水排水系统组成,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,虹吸式雨水斗,6.4.1雨水斗,平箅雨水斗,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,87型雨水斗,6.4.1雨水斗,整流罩,下沉式雨水斗,进水格栅,排出管,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,虹吸式雨水斗,6.4.1雨水斗,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,6.4.1雨水斗,虹吸排水系统主要工作原理是在降雨初期，屋面雨水高度未超过雨水斗高度时，整个排水系统工作状况与重力排水系统相同。随着降雨的持续，当屋面雨水高度超过雨水斗高度时由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗

11、(见上图)，通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡，从而极大地减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量，使得系统中排水管道呈满流状态，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能，在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用，并在该处管道内呈最大负压。屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外。,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,连接管 连接雨水斗与悬吊管的竖向短管。管径=雨水斗 悬吊管 悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱上的雨水横管。悬吊管与连接管和雨水立管连接，对于一些重要的厂房，不允许室内检查井冒水，不能设置埋地横管时，必须设置悬吊管。 管径=连接管

12、，300，最小坡度,6.4.2连接管、悬吊管,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,立管 接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。连接悬吊管不多于2根，DN悬吊管 排出管 立管和检查井之间的有较大坡度的横向管道。 DN立管，排出管与下游埋地管在检查井内管顶平接，水流转角135。雨水排出管设计时，要留有一定的余地 埋地横管 敷设于室内地下，承接立管的雨水并排至室外雨水管道。DN200，DN600，最小坡度,6.4.3立管、排出管、埋地横管,第6章 建筑雨水排水系统6.4 雨水排水系统组成,有检查井、检查口、排气井 检查井 雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于清通，室内雨水埋地管之

13、间要设置检查井。设计时应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于0.7m。检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上水流转角不得小于135。,检查井内接管方式,135,6.4.4附属构筑物,单斗雨水排水系统： 悬吊管上连接单个雨水斗的雨水排水系统。 雨水斗水气流动状态： 降雨过程中，随着降雨历时的延长，雨水斗泄 流量Qy与天沟水深h、掺气量比K、雨水入口处压力 值P1、流量递增时间t等诸参数的关系见下页图。,第6章 建筑雨水排水系统6.5内排水系统中的水气流动物理现象6.5.1 单斗雨水系统,Qy,Qy,k,P1,QLj,泄流量Qy与各个参 数之间的关系 k 渗气量比。 P1 雨水入口处压 力值

14、。,第6章 建筑雨水排水系统6.5内排水系统中的水气流动物理现象6.5.1 单斗雨水系统,k,Qy,Qy,hL1,t,tB,tA,A,B,QLj,h,泄流量Qy与各个参 数之间的关系 h 天沟水深 hL1 临界水深 T 流量递增时间,第6章 建筑雨水排水系统6.5内排水系统中的水气流动物理现象6.5.1 单斗雨水系统,悬吊管系统水气流状态 悬吊管的泄流能力远小于立管，随着天沟水深 的变化，悬吊管内出现不同的压力状态：,重力流状态,气水混合 两相流,压力流状态,第6章 建筑雨水排水系统6.5内排水系统中的水气流动物理现象6.5.1 单斗雨水系统,重力流状态：天沟水深比较小时，雨水进入雨水斗 时呈

15、自由堰流状态，悬吊管内空气贯 通，为不满流的重力流状态。 气水混合两相流：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， 则会产生抽吸作用，利于雨水的 排泄。 压力流状态：满流时为压力流。,第6章 建筑雨水排水系统6.5内排水系统中的水气流动物理现象6.5.1 单斗雨水系统,多斗系统雨水排水系统： 一根悬吊管上接几个（一般不超过6个）雨水斗。 特点： 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。,第6章 建筑雨水排水系统6.5内排水系统中的水气流动物理现象6.5.2 多斗雨水系统,

16、暴雨强度：单位时间内的降雨量。 重现期：经一定长的雨量观测资料统计分析，等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间。其单位通常以年表示。 降雨历时：降雨过程中的任意连续时段。 地面集水时间：雨水从相应汇水面积的最远点地表径流到雨水管渠入口的时间。简称集水时间。 管内流行时间：雨水在管渠中流行的时间。简称流行时间。 汇水面积：雨水管渠汇集降雨的面积。,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算,径流系数：一定汇水面积的径流雨水量与降雨量的比值。,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。设计重现期应不小于下表值。建筑物屋面

17、p一般采用25年。 t采用5min,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算,各种汇水区域的设计重现期,注： 1 工业厂房屋面雨水排水设计重现期应由生产工艺、重要程度等因素确定； 2 下沉式广场设计重现期应由广场的构造、重要程度、短期积水即能引起较严重后果等因素确定。,2.汇水面积F(m2) 屋面汇水面积一般较小，一般以m2计算。 地面、屋面有一定的坡度，汇水面积应按地面、屋面水平投影面积计算。 高出屋面的毗鄰侧墙应附加其最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积。 窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出部分侧墙面积的二分之一。,第6章 建筑雨水

18、排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算,例题：西安某一般性公共建筑，屋面为66m长、20m宽的长方形。屋面上中心位置有一个边长8m的方形塔楼，塔楼高7m。,(3)汇水面积：包括屋面水平投影面积(F1)和高出屋面毗鄰侧墙最大受雨面正投影面积的一半(F2)两部分， 其中：屋面汇水面积F1=6620=1320m2 高出屋面毗鄰侧墙的有效汇水面积m2,屋面总汇水面积 F= F1+F2=1320+39.6=1359.6m2,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算,中间设置分

19、水线,(3)汇水面积：其中：、屋面汇水面积F1=6610=660m2 、高出屋面毗鄰侧墙的有效汇水面积m2,屋面总汇水面积F= 2F1+2F2=1320+63=1383m2, , , ,从中间向四周设置分水线,(3)汇水面积：其中：、 屋面汇水面积F1=3310=330m2 、高出屋面 毗鄰侧墙的有效汇水面积m2,屋面总汇水面积F= 4F1+4F2=1320+82=1402m2,3.雨水量计算公式,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算, 屋面雨水设计流量，L/s; 屋面设计汇水面积，m2； 当地降雨历时5min时的暴雨强度,L/（s104 m2）； 当地降

20、雨历时5min时的小时降雨厚度,mm/h; 屋面径流系数，一般取0.9。见下页表,Q F q5 h5 ,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算 6.6.1 雨水量计算,径 流 系 数,各种汇水面积的综合径流系数应加权平均计算。,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.1 雨水量计算,例题：西安某一般性公共建筑，屋面为66m长、20m宽的长方形。屋面上中心位置有一个边长8m的方形塔楼，塔楼高7m。该地区暴雨强度公式为 L/( sm2),计算该建筑屋面的雨水设计流量最小是多少？ 解：1、确定设计参数 (1)暴雨强度 设计重现期：一般性公共建筑屋面的雨水设计重现期为

21、25年，最小设计重现期取2年； 设计降雨历时：按规范规定，设计降雨历时t取5min； 暴雨强度： L/( sm2),(2)径流系数：查表，屋面径流系数取0.9 (3)汇水面积：包括屋面水平投影面积(F1)和高出屋面毗鄰侧墙最大受雨面正投影面积的一半(F2)两部分，其中：屋面汇水面积F1 高出屋面毗鄰侧墙的有效汇水面积F2,屋面总汇水面积F= F1+F2 2、屋面的雨水最小设计流量 Q=qF=0.90.0179F= L/s,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。,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.2雨水斗管径设计计算,

22、屋面雨水斗的最大泄流量 （ L/s ）,满管压力流雨水斗应根据不同型号的具体产品确定其最大泄流量 。,根据屋面坡度和建筑立面要求等情况，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 。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，应按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。按重力流和满管压力流分别进行。,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.3雨水立管管径设计计算,重力流屋面雨水排水立管DN100，泄流量见下页表,满管压力流屋面雨水排水管道管径应经过计算确定 。,建筑屋面各汇水范围内，雨水排水立

23、管不宜少于 2 根。,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.3雨水立管管径设计计算,重力流屋面雨水排水立管的最大泄流量,2.连接管：管径=雨水斗，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。,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.4雨水连接管、悬吊管、排出管等管径设计计算,重力流的悬吊管其充满度不宜大于 0.8，管内流速不宜小于 0.75m/s 。DN100。长度大于 15m 的雨水悬吊管，应设检查口，其间距不宜大于 20m，且应布置在便于维修操作处。,小区雨水管道宜按满管重力流设计，管内流速不宜小于 0.75m/s。,满管压力流屋面雨水排水管道应符合下列规定： 1.悬吊管中心线与雨水斗出口的高差宜大于1.0m； 2.悬吊管设计流速不宜小于1m/s，立管设计流速不宜大于10m/s； DN50 3.雨水排水管道总水头损失与流出水头之和不得大于雨水管进、出口的几何高差； 4.悬吊管水头损失80kPa； 5.满管压力流排水管系各节点的上游不同支路的计算水头损失之差，在管径DN75时，10kPa；在管径DN100时，5kPa；,第6章 建筑雨水排水系统6.6雨水排水系统的水力计算6.6.4雨水连接管、悬吊管、排出管等管径设计计算,4.排出管 管径一般与立管