建筑给水排水工程

1. 建筑给水排水工程 沈阳建筑大学 市政与环境工程学院

2. 第6章 建筑雨水排水系统 6.1 建筑雨水排水系统分类与组成 6.1.1 建筑雨水排水系统分类

3. 第6章 建筑雨水排水系统 6.1 建筑雨水排水系统分类与组成 6.1.2 建筑雨水排水系统的组成 1 普通外排水 2 天沟外排水——天沟+雨水斗+排水立管，长度≤100m的多跨工业厂房，坡度=0.003~0.006，在伸缩缝、沉降缝、变形缝两侧分别设置，末端设溢流口，比天沟上檐低50~100mm。

4. 第6章 建筑雨水排水系统 6.1 建筑雨水排水系统分类与组成 6.1.2 建筑雨水排水系统的组成 天沟外排水

5. 第6章 建筑雨水排水系统 6.1 建筑雨水排水系统分类与组成 6.1.2 建筑雨水排水系统的组成 3 内排水——雨水斗+连接管+悬吊管+立管+排除管+埋地管+附属构筑物 （1）雨水斗：重力式（65式、79式、87式）+虹吸式 （2）连接管——连接雨水斗和悬吊管的一段竖向短管，管径=雨水斗管径 （3）悬吊管——悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱子上的雨水横管，连接雨水斗和雨水立管，管径≥连接管管径，≤300mm，坡度≥0.005（塑料管），0.01（铸铁管）

6. 第6章 建筑雨水排水系统 6.1 建筑雨水排水系统分类与组成 6.1.2 建筑雨水排水系统的组成 3 内排水——雨水斗+连接管+悬吊管+立管+排除管+埋地管+附属构筑物 （4）立管——管径≥悬吊管管径，与其连接的悬吊管不多于两根 （5）排出管——管径≥立管管径 （6）埋地管——管径=200mm（min）~600mm（max） （7）附属构筑物——检查井、检查口、排气井

7. 第6章 建筑雨水排水系统 6.1 建筑雨水排水系统分类与组成 6.1.3雨水排出系统的选用： 密闭式系统优于敞开式系统，外排水系统优于内排水系统，堰流斗重力流系统安全性最差；虹吸式〉87型雨水斗〉堰流斗重力流系统。

8. 第6章 建筑雨水排水系统 6.2 雨水内排水系统中的水气流动规律 三种状态：重力无压流、重力半有压流、压力流（虹吸流） 6.2.1 单斗雨水系统 掺气比——渗入雨水斗的空气量与雨水量的比值 三个阶段：初始阶段、过渡阶段、饱和阶段 初始阶段——降雨开始到掺气比最大 过渡阶段——掺气比最大到掺气比为零 饱和阶段——不掺气

9. 第6章 建筑雨水排水系统 6.2 雨水内排水系统中的水气流动规律 三种状态：重力无压流、重力半有压流、压力流（虹吸流） 6.2.2 多斗雨水系统 三个阶段：初始阶段、过渡阶段、饱和阶段 初始阶段——降雨开始到掺气比最大 过渡阶段——掺气比最大到掺气比为零 饱和阶段——不掺气

10. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.1 雨水量计算 1 设计暴雨强度q：设计重现期=2~5年，集水时间=5min 2 汇水面积F——水平投影面积+最大受雨面正投影的一半 3 雨水量计算公式 ——径流系数，=0.9 ——屋面雨水设计流量，L/s ——屋面设计汇水面积，m2 ——当地降雨历时为5min时的暴雨强度，L/（s·104 m2） ——当地降雨历时为5min时的小时降雨厚度，mm/h

11. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 1 雨水斗泄流量 重力流 ——通过雨水斗的泄流量，m3/s ——雨水斗进水口的流量系数=0.45 ——雨水斗进水口直径，m ——雨水斗进水口前水深，m

12. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 1 雨水斗泄流量 压力流 ——通过雨水斗的泄流量，m3/s ——雨水斗进水口的流量系数=0.95 ——雨水斗进水口直径，m ——雨水斗前水面至雨水斗出口处的高度，m ——雨水斗排水管中的负压，m

13. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 2 天沟流量 ——天沟排水流量，m3/s ——流速，m/s ——天沟粗糙系数 ——天沟坡度，≥0.003 ——天沟过水断面积，m2

14. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 雨水斗最大泄流量（L/s）

15. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 3 横管流量 ——横管排水流量，m3/s ——管内流速，≥0.75 m/s，≤1.8 m/s（出户管） ——管道粗糙系数，塑料管=0.010，混凝土管=0.013，铸铁管=0.014 ——水力半径，m，悬吊管按充满度h/D=0.8计算，横干管按满流计算 ——天沟过水断面积，m2

16. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 3 横管流量 ——水力坡度，金属管≥0.01，塑料管≥0.005；重力半有压流的水力坡度与横管两端管内的压力差有关： ——横管两端管内的压力差，mH2O，悬吊管=0.5m，埋地横干管=1.0m ——位置水头，mH2O，悬吊管指雨水斗顶面至悬吊管末端的几何高差，埋地横干管指其两端的几何高差 ——横管的长度，m

17. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 4 立管流量 ——立管排水流量，L/s ——粗糙高度，m，塑料管=15х10-6，铸铁管=25х10-5 ——充水率，塑料管=0.3，铸铁管=0.35 ——管道计算内径，m

18. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 4 立管流量 单斗流系统立管管径=雨水斗、悬吊管管径；多斗系统按下表确定 重力半有压流立管的最大允许泄流量

19. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） （1）沿程阻力损失计算 ——单位长度的阻力损失，KPa/m ——流量，L/min ——管道的计算内径，m ——海森·威廉系数，塑料管=130，铸铁管=100，内壁喷塑铸铁管=110，钢管=120

20. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） （2）局部阻力损失计算 ——管件的局部阻力损失，KPa ——流速，m/s ——管件局部阻力系数（查表）

21. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） （3）阻力损失估算 则算成等效长度，按沿程水头损失估算 ——等效长度，m ——设计长度，m ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6

22. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） 1） 计算管道阻力损失估算 ——等效长度，m ——设计长度，m ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6 ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6

23. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） 2）悬吊管阻力损失估算 ——等效长度，m ——设计长度，m ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6

24. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） （4）管内压力 ——等效长度，m ——设计长度，m ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6 ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6 压力流（虹吸式）雨水系统的最大负压值出现在悬吊管与总立管的连接处

25. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 5 压力流（虹吸式） （5）系统余压 总水头损失与排水管出口速度水头之和<雨水斗天沟底面至排水管出口的几何高差，压力余量稍大于10KPa ——设计长度，m ——等效长度，m ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6 ——系数，金属管=1.2~1.4，塑料管=1.4~1.6 悬吊管≥1m/s，排出管≤2.2m/s，立管6m/s≥v≥ 2.2m/s （6）管内流速

26. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 6 溢流口计算 ——溢流口服务面积内最大降雨量，L/s ——溢流口宽度，m 溢流口的排水功能≥50年重现期的雨水量 ——溢流口孔口高度，m ——流量系数=385 ——重力加速度，m/s2=9.81

27. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.3 设计计算步骤 1 普通外排水（宜按重力无压流系统设计） （1）根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，间距8~12m； （2）计算每根立管的汇水面积； （3）计算每根立管的泄水量； （4）按堰流式斗雨水系统查表确定管径。

28. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.3 设计计算步骤 2 天沟外排水（宜按重力半有压流系统设计） 方法一 （1）计算过水面积； （2）计算流速； （3）计算天沟允许通过的流量； （4）计算汇水面积； （5）计算5min的暴雨强度。

29. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.3 设计计算步骤 2 天沟外排水（宜按重力半有压流系统设计） 方法二 （1）确定分水线计算每条天沟的汇水面积； （2）计算5min的暴雨强度； （3）计算天沟的设计流量； （4）初步确定天沟形状和几何尺寸； （5）计算天沟过水断面面积； （6）计算流速； （7）计算天沟允许通过的流量； （8）若天沟的设计流量小于等于天沟允许通过的流量，确定立管管径；若若天沟的设计流量大于天沟允许通过的流量，改变天沟形状和几何尺寸，增大天沟的过水断面面积，重新计算。

30. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.3 设计计算步骤 3 重力流和重力半有压流内排水系统 （1）根据建筑物内部墙、梁、柱的位置，屋面的构造和坡度划分为几个系统，确定立管的数量和位置； （2）根据各个系统的汇水面积，查表确定雨水斗的规格和数量； （3）确定连接管管径，连接管管径与雨水斗出水管管径相同。对于单斗系统，悬吊管、立管、排出横管的管径均与连接管管径相同； （4）计算悬吊管连接的各雨水斗流量之和，确定（重力流）或计算（重力有压流）水力坡度，查表确定悬吊管管径，悬吊管管径宜保持不变； （5）计算立管连接的雨水斗泄流量之和，查表确定立管管径。

31. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.3 设计计算步骤 4 压力流（虹吸式）内排水系统 （1）计算屋面总的汇水面积； （2）计算总汇水面积上的降雨量； （3）确定雨水斗的口径和数量； （4）布置雨水斗，组成屋面与水排水管网系统； （5）绘制水力计算草图，标注各管段的长度，雨水斗、悬吊管和埋地管起端和末端的标高； （6）估算计算管道的单位等效长度的阻力损失； （7）估算悬吊管的单位管长的阻力损失；

32. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 6.3.3 设计计算步骤 4 压力流（虹吸式）内排水系统 （8）初步确定管径。根据最小允许流速vmin和悬吊管的单位管长的阻力损失Rxo查表，初步确定悬吊管管径。立管与排出管管径可采用相应的控制流速初选管径，立管管径一般可比悬吊管末端管径小一号； （9）列表进行水力计算，求得各管道的沿程水头损失、局部水头损失、位置水头、各节点的压力； （10）校核 1）系统的最大负压值（悬吊管与立管的连接处）； 2）不同支路计算到某一节点的压力差； 3）系统出口压力余量。 （11）按照最后的结果绘制正式图纸。

33. 第6章 建筑雨水排水系统 6.3 雨水内排水系统的水力计算 例题