《雨水排水系統(tǒng)-用》PPT課件.ppt

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,7.1屋面雨水外排水系統(tǒng)7.2屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.3雨水內(nèi)排水系統(tǒng)中水氣流動的物理現(xiàn)象7.3.1單斗雨水系統(tǒng)7.3.2多斗雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算7.4.1雨水量的計算7.4.2普通外排水的設(shè)計計算7.4.3天溝外排水的設(shè)計計算7.4.4內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計計算,第7章建筑雨水排水系統(tǒng),,第7章建筑雨水排水系統(tǒng),建筑雨水排水系統(tǒng)是建筑物給排水系統(tǒng)的重要組成部分，它的任務(wù)是及時排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋頂積水對屋頂造成威脅，或造成雨水溢流、屋頂漏水等水患事故，以保證人們正常生活和生產(chǎn)活動。本章將對建筑物各種形式的雨水排水系統(tǒng)進行系統(tǒng)介紹。,本章概述,,,,,屋面雨水系統(tǒng)按照管道的設(shè)置位置不同可分為外排水系統(tǒng)、內(nèi)排水系統(tǒng)。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng),,,,屋面雨水系統(tǒng),外排水系統(tǒng),內(nèi)排水系統(tǒng),建筑雨水排水系統(tǒng)的分類,,,,,,外排水是指屋面不設(shè)雨水斗，建筑物內(nèi)部沒有雨水管道的雨水排放方式。按照屋面有無天溝可以分為以下兩種：,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.1雨水外排水系統(tǒng),,,,,,屋面雨水系統(tǒng),外排水系統(tǒng),內(nèi)排水系統(tǒng),檐溝外排水,天溝外排水,,外排水系統(tǒng)的分類,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一般用于居住建筑，屋面面積比較小的公共建筑和單跨工業(yè)建筑，屋面雨水匯集到屋頂?shù)拈軠侠?，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管溝或排到地面?,檐溝外排水,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,雨水斗,承雨斗,檐溝,立管,,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.1雨水外排水系統(tǒng)7.1.1檐溝外排水,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,天溝外排水,天溝,,,,,,一般用于排除大型屋面的雨、雪水。特別是多跨度的廠房屋面，多采用天溝外排水。,溢流口,山墻,泄壓管,消能池,檢查井,,,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.1雨水外排水系統(tǒng)7.1.2天溝外排水,,,,,天溝外排水,,,,,,,,,,,所謂天溝，是指屋面上在構(gòu)造上形成的排水溝，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天溝流向建筑物的兩端，經(jīng)墻外的立管排到地面或排到雨水道。,,,,,,天溝,消能池,檢查井,雨水斗,,,沉降縫,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.1雨水外排水系統(tǒng)7.1.2天溝外排水,,,雨水內(nèi)排水系統(tǒng)內(nèi)排水是指屋面設(shè)雨水斗，雨水管道設(shè)置在建筑內(nèi)部的雨水排水系統(tǒng)。雨水內(nèi)排水系統(tǒng)適用于屋面跨度大、屋面曲折（殼形、鋸齒形）、屋面有天窗等設(shè)置天溝有困難的情況，以及高層建筑、建筑立面要求比較高的建筑、大屋頂建筑、寒冷地區(qū)的建筑等不宜在室外設(shè)置雨水立管的情況，多采用內(nèi)排水。,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.1概述,,,,,,,,,屋面雨水系統(tǒng),外排水系統(tǒng),內(nèi)排水系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)是否與大氣相通分為密閉系統(tǒng)敞開系統(tǒng),,根據(jù)立管連接雨水斗的個數(shù)分為單斗、多斗雨水排水系統(tǒng),第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.2內(nèi)排水系統(tǒng)分類,,按雨水管中水流的設(shè)計流態(tài)可分為重力半有壓流雨水系統(tǒng)重力無壓流雨水系統(tǒng)壓力流雨水系統(tǒng)（虹吸式雨水系統(tǒng)）,,,,,,,,,↓單斗雨水排水系統(tǒng)系統(tǒng)：懸吊管上只連接單個雨水斗的系統(tǒng)?！喽酚晁潘到y(tǒng)系統(tǒng)：懸吊管上連接多個雨水斗（一般不得多于4個）的系統(tǒng)。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用單斗排水，以充分發(fā)揮管道系統(tǒng)的排水能力，單斗系統(tǒng)的排水能力大于多斗系統(tǒng)。多斗系統(tǒng)的排水量大約為單斗的80%。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.2內(nèi)排水系統(tǒng)分類,,,,,敞開系統(tǒng)：為重力排水，檢查井設(shè)置在室內(nèi)，敞開式可以接納生產(chǎn)廢水，省去生產(chǎn)廢水的排出管，但在暴雨時可能出現(xiàn)檢查井冒水現(xiàn)象。密閉系統(tǒng)：雨水由雨水斗收集，進入雨水立管，或通過懸吊管直接排至室外的系統(tǒng)，室內(nèi)不設(shè)檢查井。密閉式排出管為壓力排水。一般為安全可靠，宜采用密閉式排水系統(tǒng)。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.2內(nèi)排水系統(tǒng)分類,,,,,壓力流（虹吸式）雨水系統(tǒng)：采用虹吸式雨水斗，管道中是全充滿的壓力流狀態(tài)，屋面雨水的排水過程是一個虹吸排水過程。重力半有壓流雨水系統(tǒng)：設(shè)計水流狀態(tài)為半有壓流，系統(tǒng)的設(shè)計流量、管材、管道布置等考慮了水流壓力的作用。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.2內(nèi)排水系統(tǒng)分類,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,內(nèi)排水系統(tǒng)由天溝、雨水斗、連接管、懸吊管、立管、排出管等部分組成。雨水斗雨水斗是整個雨水管道系統(tǒng)的進水口，主要作用是最大限度的排泄雨、雪水；對進水具有整流、導流作用，使水流平穩(wěn)，以減少系統(tǒng)的摻氣；同時具有攔截粗大雜質(zhì)的作用。目前國內(nèi)常用的雨水斗為65型、79型、87型雨水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等.,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,,,,,,,,,,,,,,,,整流罩,下沉式雨水斗,進水格柵,排出管,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,,虹吸式雨水斗,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,連接管連接雨水斗與懸吊管的短管。懸吊管懸吊管與連接管和雨水立管連接，對于一些重要的廠房，不允許室內(nèi)檢查井冒水，不能設(shè)置埋地橫管時，必須設(shè)置懸吊管。,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,立管接納雨水斗或懸吊管的雨水，與排出管連接。排出管將立管的水輸送到地下管道中，雨水排出管設(shè)計時，要留有一定的余地。埋地橫管密閉系統(tǒng)一般采用懸吊管架空排至室外的，不設(shè)埋地橫管；敞開系統(tǒng)，室內(nèi)設(shè)有檢查井，檢查井之間的管為埋地敷設(shè)。,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,檢查井雨水常常把屋頂?shù)囊恍╇s物沖進管道，為便于清通，室內(nèi)雨水埋地管之間要設(shè)置檢查井。設(shè)計時應(yīng)注意，為防止檢查井冒水，檢查井深度不得小于0.7m。檢查井內(nèi)接管應(yīng)采用管頂平接，而且平面上水流轉(zhuǎn)角不得小于135。具體方式見下頁示意圖所示,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.3內(nèi)排水系統(tǒng)組成,檢查井內(nèi)接管方式,,,,,,,,,,,,,,135,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)7.2.4雨水排水系統(tǒng)的選擇,根據(jù)建筑物的類型、建筑結(jié)構(gòu)形式、屋面面積大小、當?shù)貧夂驐l件以及生活生產(chǎn)的要求，本著安全、經(jīng)濟的原則選擇雨水排水系統(tǒng)。安全：迅速及時地將屋面雨水排至室外。密閉式系統(tǒng)優(yōu)于敞開式系統(tǒng)，外排水系統(tǒng)優(yōu)于內(nèi)排水系統(tǒng)。經(jīng)濟：系統(tǒng)造價低，壽命長。虹吸式的優(yōu)于87式雨水斗。,,單斗雨水排水系統(tǒng)：懸吊管上連接單個雨水斗的雨水排水系統(tǒng)。雨水斗水氣流動狀態(tài)：降雨過程中，隨著降雨歷時的延長，雨水斗泄流量Qy與天溝水深h、摻氣量比K、雨水入口處壓力值P1、流量遞增時間t等諸參數(shù)的關(guān)系見下頁圖。,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.3內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象,7.3.1單斗雨水系統(tǒng),,,,,,,,,,Qy,Qy,k,P1,QLj,泄流量Qy與各個參數(shù)之間的關(guān)系—１k—滲氣量比。P1—雨水入口處壓力值。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.3內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象,7.3.1單斗雨水系統(tǒng),,Qy,Qy,,,,,,,,,,,,hL1,t,tB,tA,A,B,QLj,h,泄流量Qy與各個參數(shù)之間的關(guān)系—２h—天溝水深hL1—臨界水深t—流量遞增時間,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.3內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象,7.3.1單斗雨水系統(tǒng),,,懸吊管系統(tǒng)水氣流狀態(tài)懸吊管的泄流能力遠小于立管，隨著天溝水深的變化，懸吊管內(nèi)出現(xiàn)不同的壓力狀態(tài)：,,,重力流狀態(tài),氣水混合兩相流,壓力流狀態(tài),第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.3內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象,7.3.1單斗雨水系統(tǒng),,,重力流狀態(tài)：天溝水深比較小時，雨水進入雨水斗時呈自由堰流狀態(tài)，懸吊管內(nèi)空氣貫通，為不滿流的重力流狀態(tài)。氣水混合兩相流：天溝水位增加，泄流量增大，懸吊管內(nèi)壓力會出現(xiàn)壅水狀態(tài)的氣水兩相流。如立管中形成水塞，則會產(chǎn)生抽吸作用，利于雨水的排泄。壓力流狀態(tài)：滿流時為壓力流。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.3內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象,7.3.1單斗雨水系統(tǒng),,,多斗系統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)：一根懸吊管上接幾個（一般不超過4個）雨水斗。特點：一根懸吊管上的不同位置的雨水斗的泄流能力不同，距離立管越遠的雨水斗，泄流量越小，距離立管越近的雨水斗泄流量越大。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.3內(nèi)排水系統(tǒng)中的水氣流動物理現(xiàn)象,7.3.2多斗雨水系統(tǒng),按照管道的設(shè)置位置不同可分為外排水系統(tǒng)、內(nèi)排水系統(tǒng)。雨水外排水是指屋面不設(shè)雨水斗，建筑物內(nèi)部沒有雨水管道的雨水排放方式。分為檐溝和天溝外排水兩種。雨水內(nèi)排水：單斗多斗、密閉敞開、有壓無壓,課前復(fù)習：,,1.設(shè)計暴雨強度q設(shè)計暴雨強度公式中應(yīng)有重現(xiàn)期p和屋面集水時間t兩個參數(shù)。集水時間取5min。設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝及建筑物的性質(zhì)確定，一般采用一年，工業(yè)建筑可參考下表各種數(shù)據(jù)確定。,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.1雨水量計算,,,2.匯水面積F(m2)屋面匯水面積一般較小，一般以m2計算。屋面有一定的坡度，匯水面積應(yīng)按照水平投影面積計算。3.徑流系數(shù)k1屋面一般取0.9。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.1雨水量計算,,,4.雨水量計算公式,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,——屋面雨水設(shè)計流量，L/s;——屋面設(shè)計匯水面積，m2；——當?shù)亟涤隁v時5min時的暴雨強度,L/（s?104m2）；——當?shù)亟涤隁v時5min時的小時降雨厚度,mm/h;——屋面徑流系數(shù)，取0.9。,QFq5h5k1,7.4.1雨水量計算,,,根據(jù)屋面坡度和建筑物立面要求等情況，按經(jīng)驗布置立管，劃分并計算每根立管的匯水面積，計算每根立管需排泄的雨水量Q。查下表使設(shè)計雨水量不大于表中最大設(shè)計泄流量，確定雨水立管管徑。,雨水立管最大設(shè)計泄流量,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.2普通外排水設(shè)計計算,,,,屋面天溝為明渠排水時，天溝水流流速可按明渠均流公式計算：,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,——天溝水流速度；——水力半徑；——天溝坡度；——天溝粗糙系數(shù)與天溝材料及施工情況有關(guān)；（見下頁表格數(shù)據(jù)，教材表6.3.2）,vRIn,7.4.3天溝外排水設(shè)計計算,,,7.4.3天溝外排水設(shè)計計算各種抹面天溝n值,,1.雨水斗渲泄流量與雨水斗前水深有關(guān)，隨水深增大而增大，斗前水深一般不超過100mm。下表是各類型一個雨水斗最大允許泄流量。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.3天溝外排水設(shè)計計算,,2.連接管：管徑一般和雨水斗相同，直接選用。3.懸吊管懸吊管的泄流量與連接的雨水斗個數(shù)、管道坡度、管道長度等因素有關(guān)?？山瓢磮A管均勻流計算：,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.3天溝外排水設(shè)計計算,,Q=ωv,,4.立管立管連接一根懸吊管時，立管管徑與懸吊管管徑相同。若一根立管連接兩根懸吊管時，應(yīng)計算立管的匯水面積，再根據(jù)5min小時降雨厚度h5、“k1=1時立管最大允許匯水面積表”確定管徑。5.排出管管徑一般與立管相同，為改善排水系統(tǒng)的泄水能力，也可以比立管大一級。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.3天溝外排水設(shè)計計算,,6.埋地管為排水通暢，坡度應(yīng)不小于0.003。敞開式排水系統(tǒng)按非滿流設(shè)計，最大允許充滿度在管徑小于或等于300mm時為0.50；管徑350～450mm時為0.65；管徑大于500mm時為0.80。密閉式內(nèi)排水系統(tǒng)按滿流計算。埋地管計算方法和步驟與懸吊管相同。,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.3天溝外排水設(shè)計計算,,內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計計算包括選擇布置雨水斗，布置并確定連接管、懸吊管、立管、排出管和埋地管。根據(jù)最大允許泄流量換算成最大允許匯水面積：,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,（接下頁）,7.4.4內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計計算,,N=3600/h5FQK1N,降雨強度h5與系數(shù)N的關(guān)系表,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,——最大允許匯水面積,m2；——最大允許泄流量；——徑流系數(shù)；——取決于5min小時降雨厚的系數(shù)度，取值見下表,（接上頁）,7.4.4內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計計算,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.5設(shè)計計算步驟,普通外排水系統(tǒng),1、根據(jù)屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管間距8-12m2、計算每根立管的匯水面積3、求每根立管的泄水量4、求堰流式雨水系統(tǒng)查附錄確定立管管徑,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.5設(shè)計計算步驟,天溝外排水系統(tǒng),1、計算過水斷面積ω2、求流速V3、求天溝允許通過的流量Q4、計算匯水面積F5、由求5min的暴雨強度q56、求計算重現(xiàn)期P計，若計算重現(xiàn)期P計大于等于設(shè)計重現(xiàn)期P設(shè)，確定立管管徑；若計算重現(xiàn)期P計小于設(shè)計重現(xiàn)期P設(shè)，改變天溝幾何尺寸，增大過水斷面積，重新計算校核重現(xiàn)期。,,,,,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.5設(shè)計計算步驟,另一種是已知天溝的長度、坡度、材料、匯水面積和設(shè)計重現(xiàn)期，設(shè)計天溝的形狀和幾何尺寸，其設(shè)計計算步驟為：1、確定分水線求每條天溝的匯水面積F2、求5min的暴雨強度3、求天溝設(shè)計流量Q設(shè)4、初步確定天溝形狀和幾何尺寸5、求天溝過水斷面積ω6、求流速V7、求天溝允許通過的流量Q允8、若天溝的設(shè)計流量Q設(shè)小于等于天溝允許通過的流量Q允，確定立管管徑；若天溝的設(shè)計流量Q設(shè)大于天溝允許通過的流量Q允，改變天溝的形狀和幾何尺寸，增大天溝的過水斷面積ω，重新計算,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.5設(shè)計計算步驟,重力流和重力半有壓流內(nèi)排水系統(tǒng),1、根據(jù)建筑物內(nèi)部墻、梁、柱的位置，屋面的構(gòu)造和坡度劃分為幾個系統(tǒng)，確定立管的數(shù)量和位置2、根據(jù)各個系統(tǒng)的匯水面積，查附錄確定雨水斗的規(guī)格和數(shù)量3、確定連接立管管徑，連接管管徑與雨水斗出水管管徑相同。對于單斗系統(tǒng)，懸吊管、立管、排出橫管的管徑與雨水斗出水管管徑相同4、計算懸吊管連接的各雨水斗流量之和，確定或計算水力坡度，查附錄確定懸吊管的管徑，懸吊管的管徑宜保持不變5、計算立管連接的雨水斗泄流量之和，查立管最大允許泄流量表確定立管管徑，當立管只連接一根懸吊管時，因立管管徑不得小于懸吊管管徑，所以立管管徑與懸吊管管徑相同6、排出管管徑一般與立管管徑相同，如果為了改善整個雨水排水系統(tǒng)的泄水能力，排出管可以比立管放大一級管徑、7、計算埋地干管的設(shè)計排水量，確定或計算水力坡度，查附錄確定橫干管管徑,,第7章建筑雨水排水系統(tǒng)7.4雨水排水系統(tǒng)的水力計算,7.4.5設(shè)計計算步驟,壓力流雨水系統(tǒng)設(shè)計計算,1、計算屋面總的匯水面積2、計算總匯水面積上的降雨量3、確定雨水斗的口徑和數(shù)量4、布置雨水斗，組成屋面雨水排水管網(wǎng)系統(tǒng)5、繪制水力計算草圖，標注各管段的長度，雨水斗、懸吊管和埋地管起端與末端的標高6、估算計算管路的單位等效長度的阻力損失7、估算懸吊管的單位管長的阻力損失8、初步確定管徑9、列表進行水力計算求出各管段的沿程水頭損失、局部水頭損失、位置水頭、各節(jié)點的壓力10、校核,1、名詞：雨水外排水，雨水內(nèi)排水2、雨水外排水的分類及其適用的建筑。3、已知某省會城市暴雨強度為：P＝5a時q5＝354L/（s?ha），P＝10a時q5＝400L/（s?ha），該市中省政府辦公樓屋面水平投影面積為2000m2，求該辦公樓設(shè)計雨水流量。4、建筑雨水排水系統(tǒng)根據(jù)安全性大小，密閉式系統(tǒng)____________敞開式系統(tǒng)；外排水系統(tǒng)___________內(nèi)排水系統(tǒng)；,習題：,