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居住小区总平面雨水管道快速设计计算

摘要：居住小区总平面雨水计算，在施工图设计中相对比较费时，为了加快给排水总平面雨水设计计算的速度，推出《快速计算表》，作为设计计算辅助资料，相信，是有一定的使用价值的。
快速计算构想
建筑给水排水专业，在整个建筑工程设计全过程中 ，如何加快自身的设计进度，从一个技术管理人员的视觉，有很多工作可以做。我们曾经推荐“自喷泵简易计算”（自喷系统设计流量与供水水压的确定），而今我们又推出关于居住小区总平面雨水管道设计计算《快速计算表》，作为初步设计和施工图设计的参考资料，供设计者选用。
城市居住小区总平面雨水管道设计计算，按照教科书上的演算或设计手册的步骤，可谓循规蹈矩一板一眼，当然是很好的。但设计进度追求“越快越好”，快速计算当然是受欢迎的，在计算次序上我们提出如下构想，来实现快速计算。
快速计算思路：一个小区总平面雨水设计，首先确定最小管径，再是快速计算出小区总排出口的最大管径，有了一个最大管径(总排出口管道的直径)和一个最小管径,那么,中间路段的设计雨水管，以面积内插即可全部得到。
最不利点小区道路最小管径，规范GB50015-2003 4.9.25条“小区道路下干管、支管最小管直径为DN300”已经明确。
总排出口最大管径，以居住小区建筑红线内汇水总面积（由建筑工种提供的资料），作为小区全部雨水排除的总汇水面积（当只有一个排出口时），通过查《快速计算表》，立即得到小区总雨水排出口的最大管径和管道坡度。
最大的和最小的管径有了，中间各道路雨水管，同样以累计的汇水面积，通过查表确定管径和坡度。
《快速计算表》的编制
沿海地区以上海市雨量公式为演算实例。
中西部地区以西安市雨量公式为演算实例。
雨量公式：按规范GB50014-2006采用。
设计暴雨强度计算公式：
qi=A1（1+C lgP）/（t+b）n
qi——设计暴雨强度L/s·hm2
t——降雨强度min
P——设计重现期a
A1、C、 b 、n为当地降雨参数
上海市雨量公式演算参数：
（上海市雨量公式由同济大学采用解析法编制。）
上海降雨参数：
A1=17.812；
C=0.823；
b=10.472；
n=0.796
西安市雨量公式演算参数：
（西安市雨量公式由西北建筑工程学院采用数理统计法编制。）
西安降雨参数：
A1=6.064；
C=1.475；
b=14.72；
n=0.704；
重现期P：室外场地P=1—5a（按规范GB50015-2003 4.9.5。）
降雨历时t：居住小区雨水管道设计降雨历时t，按规范GB50015-2003 4.9.4采用：
t=t1+mt2
t——降雨历时min
t1——地面集流时间（设计取 5min）
t2——排水管内雨水流行时间
m——折减系数（小区道路干管m取2）
根据国内外资料，地面集水时间采用的数据，大多按经验确定。排水管内雨水流行时间，按照一般小区道路下的雨水管道，按照正常设计坡度和计算设计管道长度，排水管内雨水流行时间取
t2=1.5—2.5min
当m=2 mt2=2×（1.5—2.5）=3-5min
则 t=t1+mt2=5+（3—5）=8—10min
按照以上参数的上海降雨强度为：
qi =17.812（1+0.823lg p）/（8+10.472）0.796

qi =17.812（1+0.823lg p）/（10+10.472）0.796
按照以上参数的西安降雨强度为：
qi =6.064（1+1.475g p）/（8+14.72）0.704

qi =6.064（1+1.475g p）/（10+14.72）0.704

计算得到：
p =1-5a 降雨强度pi计算表（上海地区）
p
1a
2
3
4
5
t= 8min
288.498L/s·ha
350.929
387.448
413.359
433.457
t=10min
263.735 L/s·ha
320.807
354.192
377.879
396.252

p =1-5a 降雨强度pi计算表（西安地区）
p
1a
2
3
4
5
t= 8min
111.698L/s·ha
161.294
190.306
210.890
226.856
t=10min
105.257 L/s·ha
151.993
179.332
198.729
213.775

关于地面雨水径流系数，可以按照规范采用加权平均，求得综合径流系数，当小区建筑容积率大时，综合径流系数取大值，反之取小值，当城镇建筑在一般常规密度的情况下，综合径流系数取 ψ=0.45-0.60；当城镇建筑密集区，综合径流系数取ψ=0.60-0.80；本文采用ψ=0.60作为演算值。

居住小区总平面雨水管道快速计算表
条件：
沿海地区以上海市雨量公式为计算表依据；
中西部地区以西安市雨量公式为演算依据：
总平面场地雨水管道按满流计算；
按规范设计雨水流量采用公式：
qy=qiψ FW/10000
即FW=10000·qy/ψ qi
qy：设计雨水流量L/s
qi：设计降雨强度L/s·ha
ψ：径流系数
FW：汇水面积m2
《快速计算表》采用：
P=1、2 、5a。
t=8-10min
ψ=0.6
按小区雨水管道常用坡度编制。
《快速计算表》可汇总如下：

（按上海市雨量公式为计算依据）
管径DN
坡度
i
流速V
流量Q
P=1a汇水面积FW1
P=2a汇水面积FW2
P=5a汇水面积FW5
300
0.003
0.97
m/s
68.84
L/s
3900-4300m2
3200-3500m2
2400-2650m2
300
0.005
1.25
88.92
5100-5600
4200-4600
3100-3450
300
0.002
0.795
56.195
3200-3500
2600-3000
2100-2400
400
0.002
0.96
121.02
7000-7600
5700-6300
4300-4700
400
0.003
1.18
148.28
8000-8600
7000-7700
5250-5750
500
0.002
1.118
219.52
12600-13800
10000-11000
7800-8500
500
0.003
1.37
268.80
15500-16800
12700-13900
9500-10400
600
0.001
0.893
252.49
14500-15900
12000-13100
9000-9800
600
0.002
1.263
357.10
20500-22500
17000-18600
12600-13800
700
0.001
0.989
380.61
22000-24000
18000-19800
13500-14800
700
0.002
1.399
538.39
31100-34000
25500-27900
20700-22600
800
0.001
1.081
543.37
31400-34300
25800-28300
20900-22900
800
0.002
1.529
768.56
41000-44800
36500-39900
29500-32300
1000
0.001
1.255
985.67
52500-57400
46800-51000
35000-38300
1000
0.002
1.775
1394.08
74000-81000
66000-72000
49000-53000

（按西安市雨量公式为计算依据）
管径DN
坡度
i
流速V
流量Q
P=1a汇水面积FW1
P=2a汇水面积FW2
P=5a汇水面积FW5
300
0.003
0.97
m/s
68.84L/s
9500-10000m2
7100-7500m2
5000-5300m2
300
0.005
1.25
88.92
12200-13000
9100-9700
6500-6900
300
0.002
0.795
56.195
8400-8800
5800-6200
4100-4400
400
0.002
0.96
121.02
16600-17700
12500-13200
8900-9400
400
0.003
1.18
148.28
20400-21600
15300-16200
10900-11500
500
0.002
1.118
219.52
32700-34700
22700-24100
16100-17100
500
0.003
1.37
268.80
40000-42600
27700-29400
19700-20900
600
0.001
0.893
252.49
34700-36900
26100-27700
18500-19700
600
0.002
1.263
357.10
49200-52200
36900-39100
26300-27900
700
0.001
0.989
380.61
52400-55600
39300-41700
27900-29700
700
0.002
1.399
538.39
74100-78600
55600-59000
39500-41900
800
0.001
1.081
543.37
74800-79400
56100-59500
39900-42300
800
0.002
1.529
768.56
105000-112000
79400-84200
56400-59900
1000
0.001
1.255
985.67
135000-144000
101800-10800
72400-76900
1000
0.002
1.775
1394.08
208000-220000
144000-153000
102500-108600

应用计算步骤：
①在总平面图上算出场地汇水面积（或由建筑工种提供的资料）FW；
②以设计的重现期Pa、汇水面积FW、查表，选择管径（DN）和坡度（i），即得到了总出口的雨水管道直径和坡度；
③由起始点（最远点）道路处，为最小管径，按规范为DN300；
④有了起点DN300管径和坡度，又有了总出口管径和坡度，中间各段，按累计分段面积查表选择，得到管径和坡度；
⑤由起点埋深和管道坡度确定纵断面各管道的标高（管内底标高）；
例：上海市阳光住宅小区，建筑红线范围，为南北210m东
西100m，总平面雨、污水为分流制，全部雨水排入市政雨水管，接入井为最南面小区大门外的市政雨水管。小区总汇水面积21000m2（由建筑工种提供的资料为20919）。小区从西北最远点到南端大门口处，道路总长为290m。设计重现期P=1a。
①21000m2查《快速计算表》选择得到总出口管径DN600和坡度0.002；
②小区起点（西北最远点）最小管径DN300、管道坡度采用i=0.003，查表选择得出，在小区起点4000m2汇水面积内，设计雨水管管径和坡度为DN300、i=0.003；
③第2段合计8000m2（4000+4000）汇水面积，查《快速计算表》选择得到管径和坡度为DN400、i=0.003；
④第三段合计14800m2（4000+4000+6800）汇水面积，查《快速计算表》 选择得到管径和坡度为DN500、i=0.003；
⑤最后21000m2（14800+4200）汇水面积，应是DN600、i=0.002；
⑥按照以上计算的管道坡度，计算确定总的水力坡降；
通过以上演算，可以认为，只要有了汇水面积，查表快速选得雨水管道的管径和设计坡度。

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