雨水排水系统的水力计算讲义教材

2. 天沟流量
屋面天沟为明渠排水，天沟水流流速可按明渠均匀流公式计算
v
1
21
R3I 2
n
Q vw
（6-5） （6-6）
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
式中
Q ——天沟排水流量（ m3 /s）； v——流速（ m3 /s ）； n——天沟粗糙度系数，与天沟材料及施工情况有关，见表6.3.2； I——天沟坡度， 不小于0.003； w——天沟过水断面积，（m2）
各种抹面天沟粗糙度系数
表6-2
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
3. 横管
横管包括悬吊管、管道层的汇合管、埋地横干管和出户管， 横管可以近似地按圆管均匀流计算：
Q=vω
（6-7）
v
1
2
R3
I
1 2
n
（6-8）
式中 Q ——排水流量（ m3 /s）； v——管内流速(m／s)，不小于0.75m/s，埋地横干管出建筑外墙
第6章 建筑屋面雨水排水 系统
6.3 雨水排水系统的水力计算
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.1 雨水量计算
屋面雨水排水系统雨水量的大小是设计计算雨水排水系统的 依据，其值与该地暴雨强度q、汇水面积F以及径流系数ψ有关， 屋面径流系数一般取ψ＝0.9。
1．设计暴雨强度 q
设计暴雨强度公式中有设计重现期P和屋面集水时间t两个参 数。设计重现期应根据建筑物的重要程度、气象特征确定，一般 性建筑物取2～5年，重要公共建筑物不小于10年。由于屋面面积 较小，屋面集水时间应较短，因为我国推导暴雨强度公式实测降 雨资料的最小时段为5min，所以屋面集水时间按5min计算。2020/8/20源自6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
△h——位置水头，(mH2O)，悬吊管是指雨水斗顶面至悬吊管末端的
几何高差(m)，埋地横干管是指其两端的几何高差(m)；
L——横管的长度(m)。：
将各个参数代入6-7和6-8式，计算出不同管径、不同坡度 时非满流（h/D＝0.8）横管（铸铁管、钢管、塑料管）和满流 横管（混凝土管）的流速和最大泄流量，见附录6-1、附录6-2、 附录6-3。
Qd2 2g(HP)
4
（6-4）
式中 Q ——雨水斗出水口泄流量， m3 /s； μ——雨水斗出水口的流量系数，取0.95； d——雨水斗出水口内径， m； H——雨水斗前水面至雨水出水口处的高度， m； P——雨水斗排水管中的负压， m。
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6.3.2 系统计算原理与参数
25×10-5 m。
α ——充水率，塑料管取0.3，铸铁管取0.35。 d——管道计算内径（m）
重力流立管最大允许流量见附录6-4 重力半有压流系流状态下雨水排水立管按水塞流计算，
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6.3.2 系统计算原理与参数
铸铁管充水率α＝0.57～0.35，小管径取大值，大管径取小值。
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.1 雨水量计算
2．汇水面积 F
屋面雨水汇水面积较小，一般按m2计。对于有一定坡度的屋面， 汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算。
考虑到大风作用下雨水倾斜降落的影响，高出屋面的侧墙，应 附加其最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积计算。窗井、贴 近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出部分侧墙面 积的二分之一。
各种类型雨水斗的最大泄流量可按表6-1选取。 雨水斗最大泄流量（L/s）
表6-1
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6.3.2 系统计算原理与参数
87式多斗排水系统中，一根悬吊管连接的87式雨水斗最多 不超过4个，离立管最远端雨水斗的设计流量不得超过表中数值， 其他各斗的设计流量依次比上游斗递增10％。
进入室外雨水检查井时，为避免冲刷，流速应小于1.8m／s。
ω——管内过水断面积(m2)；
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6.3.2 系统计算原理与参数
n——粗糙系数；塑料管取0.010，铸铁管取0.014，混凝土管取0.013； R——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； I——水力坡度；重力流的水力坡度按管道敷设坡度计算，
重力半有压流系统除了重力作用外，还有负压抽吸作用，所 以，重力半有压流系统立管的排水能力大于重力流，其中，单斗 流系统立管的管径与雨水斗口径、悬吊管管径相同，多斗系统立 管管径根据立管设计排水量按表6-3确定。
同一汇水区内高出的侧墙多于一面时，按有效受水侧墙面积的 1／2折算汇水面积。
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6.3.2 系统计算原理与参数
1. 雨水斗泄流量
雨水斗的泄流量与流动状态有关，重力流状态下，雨水斗的 排水状况是自由堰流，通过雨水斗的泄流量与雨水斗进水口直径 和斗前水深有关，可按环形溢流堰公式计算
横管的管径根据各雨水斗流量之和确定，并宜保持管径不 变。
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
4. 立管
重力流状态下雨水排水立管按水膜流计算
Q789K 0p1653d83
（6-10）
式中 Q——立管排水流量，（L/s）； Kp——粗糙高度，（m），塑料管取15×10-6 m，铸铁管取
QDh2gh
（6-3）
式中
Q ——通过雨水斗的泄流量， m3 /s； μ——雨水斗进水口的流量系数，取0.45； D——雨水斗进水口直径， m； h——雨水斗进水口前水深， m。
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6.3.2 系统计算原理与参数
在半有压流和压力流状态下，排水管道内产生负压抽吸，所以 通过雨水斗的泄流量与雨水斗出水口直径、雨水斗前水面至雨水斗 出水口处的高度及雨水斗排水管中的负压有关：
金属管不小于0.01，塑料管不小于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，按下式计算：
I(hh)/L
（6-9）
式中
I——水力坡度； h——横管两端管内的压力差，(mH2O)，悬吊管按其末端（立管与
悬吊管连接处）的最大负压值计算，取0.5m，埋地横干管按其起端（立 管与埋地横干管连接处）的最大正压值计算，取1.0m；