04-4压力流(虹吸式)雨水排水系统

4.4
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。
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4.4
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 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
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
H
hx
x x
Hx
虹吸式屋面雨水排水系统水力分析退前进返回本章总目录
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
(３)沿程水头损失 虹吸式屋面雨水排水系统一般使用内壁喷塑柔性排水承 压铸铁管或钢塑复合管及承压塑料管等，应采用海曾—威廉 公式计算管道的沿程水头损失，并采用不同的C 值：
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 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i，i=H/LA ； (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1m/s； (８)检查系统的高度H和立管管径的关系应满足设计要求； (９)计算系统的压力降hf=iLA，有多个计算管段时，应逐段 计算后累计； (10)检查是否满足：H－hf≥1m ；并计算系统的立管最高处 的最大负压值，检查各节点压力平衡状况，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。
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4.4
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
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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。
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.1 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：立管的管径不得小于与其连接的悬吊管管径。 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
屋面汇水最低处应 至少设置一个雨水斗； 同一系统中的雨水斗宜 在同一水平面上。
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
几何高度
悬吊管应低于雨水斗的出口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。
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虹吸式雨水斗
进水格栅
整流罩
下沉式雨水斗
接出管
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4.4
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。
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压 力 流 雨 水 排 水 系 统 水 力 计 算 图
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。
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4.4
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 雨量大 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 水的单相流状态
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第4 章
建筑屋面雨水排水系统
4.4 压力流(虹吸式)雨水排水系统
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
H
虹吸式屋面雨水排水系统水力分析
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4.4
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 最大限度减小了天沟积水深度 沉 使屋面承受的雨水荷载降至最小 虹吸排水的过程 式 使雨水斗的出口获得较大的淹没水深 雨 水 消除了掺气现象 斗 提高了雨水斗的额定流量
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 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1m/s， 最大流速常发生在立管上。
立管的 设计流速
宜小于6m/s； 不宜小于2.2m/s； 最大不宜大于10m/s。
立管底部接至室外窨井的排出管管内流速不宜大于1.5m/s。 雨水管系的出口应放大管径，出口的水流速度不宜大于1.8m/s， 以减少水流对排水井的冲击，如出口速度大于1.8m/s，应采取 消能措施，宜通过消能井溢流至室外排水管道。
问题的薄弱环节，立管的下端宜采用 2个45º 弯头
或大曲率半径的90º 弯头接入排出管。
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.1 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200mm，最大不超过600mm。
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第5章 建筑内部热水供应系统
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压力流雨水排水系统的适用条件
雨水排水系统应优先考虑外排水，但要先征得建筑师同意。 屋面集水优先考虑天沟形式，雨水斗应设置于天沟内。 虹吸式屋面雨水排水系统适用于大型屋面的库房、工业厂 房、公共建筑等。 不允许室内冒水的建筑，应采用密闭系统或外排水系统， 不得采用敞开式内排水系统。 87型雨水斗系统和虹吸式压力流系统应采用密闭系统。 寒冷地区应尽量采用内排水系统。 单斗与多斗系统比较，一般情况下，优先采用单斗系统。 虹吸式雨水系统悬吊管上接入的雨水斗数量一般不受限制。
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
水头损失
雨水排水系统的总水头损失和流速水头之和应小于雨水 斗天沟底面与排水管出口的几何高差，其压力余量宜稍大于 100Pa。 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，对于金属管道不得大于80kPa ；对于塑料 管道应视产品的力学性能而定，但不得大于70kPa。 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。
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：
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300mm。
一个计算汇水面积内， 不论其面积大小， 均应设置不少于两个雨水斗； 而且雨水斗之间的距离 不应大于 20m。
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4.4
压力流(虹吸式)雨水排水系统
4.4.2 虹吸式雨水排水系统设计计算
２．计算公式 (１)额定流量下雨水斗的水头损失与局部阻力系数 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。 国产虹吸式雨水斗的局部阻力系数
雨水斗型号
局部阻力系数
YT50
1.3
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