压力流(虹吸式)雨水排水系统.pdf

返回本章总目录返回本书总目录第6章 建筑屋面雨水排水系统6.4压力流（虹吸式）雨水排水系统后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统a虹吸式雨水斗最大负压值/H,雨水悬吊管雨水立管/检杳井与大气连诵虹吸式屋面雨水排水系统水力分析后退 前进返回本章总目录返回本书总目录一 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统1.雨水斗水气流动状态采用虹吸式雨水斗，管道中是全充满的压力流状态。虹吸式雨水斗为下沉式，置于屋面层中，具有良好整流功能。降雨过程中，雨水通过格栅盖进入雨水斗后，落入屋面层以下的 深斗内，斗内设有带孔隙的整流罩，使处于涡流状态的雨水平稳 地以淹没泄流状态进入排水管。下沉式雨水斗最大限度减小了天沟积水深度使屋面承受的雨水荷载降至最小使雨水斗的出口获得较大的淹没水深 消除了掺气现象提高了雨水斗的额定流量虹吸排水的过程后退 前进返回本章总目录返回本书总目录接出管后退 前进返回本章总目录返回本书总目录币二6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统在雨水斗的接出管上，由于一般的虹吸式雨水 斗都有较大的水头损失，加上雨水斗的出水管较 细，管道内流速较快，速度水头较大，两项之和 与可利用的水头之差的绝对值不大，雨水斗以下 的连接管，管道内呈小的负压或正压。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统2.悬吊管水气流动状态压力流雨水排水系统内管道的压力和水的流动状态是变化的。悬吊管内的水流状态雨量较小降雨量变化有自由表面的波浪流脉动流满管气泡流和满管气水乳化流雨量大水的单相流状态血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统2.悬吊管水气流动状态降雨末期，雨量减少，雨水斗淹没泄流的斗前水位降低 到某一定值，雨水斗开始有空气掺入，排水管内的真空被破 坏，排水系统从虹吸流工况转向重力流。在降雨的全过程中，悬吊管内的压力和水流状态会随着 降雨量的变化而变化。返回本章总目录 X反回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统在悬吊管中，水流从悬吊管的最远端向立管方向运动,沿流动方向，水头损失迅速增加，而雨水斗前的水位变化不 大，即可利用的水头几乎维持不变，按水力学中的能量方程 进行分析，可知管内呈不断增大的负压，在与立管的交叉点处负压最大。后退 前进o&回本章总目录冲回本书总目录m J 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统3.立管和排出管水气流动状态从立管与悬吊管交点向下，可利用的水头迅速增加，大 大超过因管道长度增加而增加的水头损失，立管内的负压值 也随之很快减少至零，继之出现逐渐增加的正压，立管底部 达到最大值后再逐渐减少，正压逐渐被消耗，至排水井处与 大气相通，管道中的压力为零，雨水斗的进水水面至排出口 的总高度差，即有效作用水头，全部用尽。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统4.压力流雨水排水系统的适用条件各种屋面雨水排水系统的选择，除考虑安全性、经济性以外，主要应根据各种雨水排水系统的特点，结合当地以及 该建筑的实际情况综合分析后确定。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录一 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统w 6.4.1雨水排水系统的设置1.雨水斗的设置布置：应以伸缩缝或沉降缝作为排水分水线否则应在该缝两侧各设置二个雨水斗。雨水斗的间距：应计算确定，应考虑建筑物结构特点，如柱 子的布置等，一般可采用1224限天沟的坡度：可采用0.0030.006。雨水斗的安装要求：连接处密封不漏水，与屋面的连接处必须作好防水处理。2.连接管连接管应牢固地固定在建筑物的承重结构上，其管径一 般与雨水斗短管的管径相同o血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录一 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统w 6.4.1雨水排水系统的设置3.悬吊管布置：悬吊管一般沿梁或屋架下弦布置，应牢固固定在其上。管径：不得小于雨水斗连接管管径。坡度：虹吸式雨水系统的悬吊管，原则上为压力流不需要设坡 度，但由于大部分时间悬吊管内可能处于非满流排水状 态，宜设置不小于0.003的坡度，以便管道排空。连接：悬吊管与雨水立管连接，应采用两个45。弯头或90。斜三通。防护：悬吊管不得设置在精密机械设备，和遇水会产生危害的 产品及原料的上空，否则应采取予防措施。血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录一 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统w 6.4.1雨水排水系统的设置4.立管布置：立管一般沿墙、柱明装，民用建筑内，一般设在楼 梯间、管井、走廊等处，不得设置在居住房间内。管径：立管管径应经计算确定，可小于上游横管管径。不宜小 于100mm。重力流雨水系统立管的上部为负压，下部为正压,所以立管是处于压力流状态，排水能力较大。连接：排出管埋设在地下，是整个雨水管道系统中容易出问题的薄弱环节，立管的下端宜采用2个45。弯头 或大曲率半径的弯头接入排出管。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统641雨水排水系统的设置5.排出管雨水排出管设计时，要留有一定的余地。6.埋地横管管径：埋地管的最小管径为200mln,最大不超过600mm。埋设要求：不得穿越设备基础及其它地下构筑物；埋设深度,一般可参照排水管道的规定，在民用建筑中不得 小于0.15m。管道材料：可采用铸铁管、钢管或高密度聚乙烯管等。埋地 管也可采用混凝土管、陶土管。血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算1.虹吸式雨水系统水力计算一般规定为了保障虹吸式雨水排水系统维持正常的压力流排水状 态，压力流雨水排水系统应符合以下规定：森雨水斗的设置虹吸式雨水斗应设置在天沟或檐沟内天沟的宽度和深 度应按雨水斗的安装要求确定，一般沟的宽度不小于 550mm，沟的深度不小于300mln。返回本章总目录 X反回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算:“几何高度悬吊管中心线与雨水斗的出口高差宜大于1m以上;雨水排水管道中的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。计算公式Q=-2g(H+P)返回本章总目录 X反回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算水流速度系统中的所有管段，管道内的设计最小流速应大于血合 悬吊 管设计流速不宜小于次心 最大流速常发生在立管上。立管的 设计流速_）不宜小于2.2m/s；最大不宜大于10m/s雨水管系的出口应放大管径，出口的水流速度不宜大于 8m/s,以减少水流对排水井的冲击，如出口速度大于1,物去,应采取消能措施，宜通过消能井溢流至室外排水管道。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算水头损失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；悬吊管水头损失不得大于80 kPa；压力流屋面雨水排水系统悬吊管与立管交点（转 折点）处的最大负压值不得丈小勿为4%。管段计算所得压力值应基本平衡，否则应调整管 径重新计算。血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算2.计算公式(1)沿程水头损失7 _ z v2 rl r=A-f d 2g管内流速不大于3m/s,管道水头损失可采用海曾一威廉公式计 算管道的沿程水头损失，并采用不同的。值：2.893 xJxlO-4R=-CL85x487后退 前进返回本章总目录返回本书总目录一-6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(2)局部阻力损失v2h.=10 x J 2g雨水斗的局部阻力系数因雨水斗的结构、尺寸、材质不同 而有所差别。弯头、三通等管件的有各自的局部阻力系数。国产虹吸式雨水斗的局部阻力系数雨水斗型号YT50YG50YT75YG75YG100局部阻力系数1.31.32.42.45.6*血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录一-6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(3)阻力损失估算Lg kLLo等效长度，m；L设计长度，m；K考虑管件阻力引入系数；钢管、铸铁管k=l.2-1.4,塑料管k=l.4-1.6.血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录*-6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6,4,2虹吸式雨水排水系统设计计算1）计算管路阻力损失估算9.8田 L。Ro计算管路等效长度的阻力损失，kPa/m；E系统可以利用的:大压力,kPa；H-雨水斗顶面至雨水排出口的几何高差，叫Lo计算管路等效长度，叫后退 前进返回本章总目录返回本书总目录 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6,4.2虹吸式雨水排水系统设计计算2）悬吊管阻力损失估算Rxo=maxLxoRxo悬吊管单位等效长度的阻力损失，kPa/吗Pmax最大允许负压值,kPa；Lxo悬吊管路等效长度，叱后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(4)管段压力计算天沟水面和任一计算断面x断面之间的伯诺里方程为:LZ 4“1 TT Px 77/+=/+/?,丫X c l-XY 2g/2g由于上式中，凸=0,匕=0力，则有:2=h-hxY后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算虹吸式雨水斗/,最大负压值/Hhx雨水悬吊管雨水立管XXHx检查并与大气连通_M_.虹吸式屋面雨水排水系统水力分析血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录一 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统第旦6,4.2虹吸式雨水排水系统设计计算2=h-hx x X c L-XY 2gv2尸=9.8且（，+4）L L x L/Pii断面处管内的压力，kPa；%雨水斗顶面至i断面的高度差，m；V-1断面处管内流速，m/s52%-雨水斗顶面至i断面的总阻力损失，kPa。血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录一 6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统W 6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(5)系统的余压v*2AP=9.8H-(+S/zJ2 P-压力余量，kPa；H雨水斗顶面与排水管出口的高度差，m；vn排水管出口的管道流速，m/s52%雨水斗顶面到排水管出口的总阻力损失，kPao血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录一 6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统W 6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算3.水力计算方法(1)计算汇水面积根据建筑物的设计图，计算排水屋面的水平投影面积和 汇水面积。(2)计算总的降雨量确认当地气象资料如降雨强度和重现期。(3)布置雨水斗选择压力流雨水斗的规格和额定流量，计算各汇水面积 需要雨水斗的数量。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录一 6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统W 6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(4)绘制水力计算管系图确定雨水斗、悬吊管、立管和排出管(接至室外窖井)的平面和空间位置。绘制雨水排水系统的水力计算管系图，并确定节点和管段，为各节点和管段编号。(5)计算系统中雨水斗至系统出口之间的高度差最远的 雨水斗到系统出口的管道长度心并确定系统的计算管长 估算：铸铁管的局部水头损失当量长度为管道长度的0.2倍;塑料管当量长度为管道长度的0.6倍。故：金属管计算管长可按4=L 2Z；塑料管计算管长可按4=1.6估算。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算后退 前进返回本章总目录返回本书总目录6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(6)估算单位长度的水头损失即水力坡度九i二H/L(7)根据管段流量和水力坡度，查压力流雨水排水系统水力 计算图确定管径,水流速度应不小于血合(8)检查系统的高度和立管管径的关系应满足设计要求；如不满足，需调整系统布置，增加立管，减小管径。(9)计算系统的压力降4=，a，有多个计算管段时，应逐段 计算后累计；血 字 o O 回本章总目录 十回本书总目录6.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统6.4.2虹吸式雨水排水系统设计计算(10)检查是否满足：H421m；悬吊管与雨水斗出口的高差应大于hn口系统出口处的剩余1m以上的水压即可。并计算系统的悬吊管末端的负压绝对值，应小于0.09MPa,即 立管最高处的最大负压值，检查各节点压力平衡状况，管径475时，APiMlOKPa管径00 时，PjVKPa如负压值或节点压力平衡不满足要求，应调整管径，重新计 算，达到要求为止。返回本章总目录返回本书总目录压力流雨水排水系统的适用条件4.9.10建筑屋面雨水管道设计流态宜符合下列状态：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。后退 前进返回本章总目录返回本书总目录雨水集水池和排水泵设计应符合下列要求：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；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。