水力计算是在初步布置的管路系统上进行的,计算的成功要遵守水力计算的各项要求。因此,管路系统不同区段的管径、连接的配件,以至管路的布置都可能有所变动。手工进行水力计算是非常繁琐的,最好使用专用软件,用Excel编制电子表格进行计算比较方便。水力计算的要点如下:
(1)管道的设计最小流速不小于1m/s,使管道有良好的自净能力,这一要求适用于系统的所有管段;最大流速常发生在立管上,宜小于6 m/s,以减小水流动时的噪音,最大不小于10m/s。系统底部的排出管的流速压力流小于1.5 m/s,减少水流对排水井的冲击。
(2)排水管系统的总水头损失与排水管出口速度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100mbar(1mbar=100Pa)。
(3)虹吸式屋面雨水排水系统的最大负压值在悬吊管与总立管的交叉点。该点的负压值,应根据不同的管材而有不同的限定值。对于使用铸铁管和钢管的排水系统应小于-900 mbar;对于塑料管道,管径50~160应小于-800 mbar,管径200~300应小于-700 mbar。
(4)虹吸式屋面雨水排水系统各节点由不同支路计算得到的压力差不大于-150 mbar。
(5)虹吸式屋面雨水排水系统使用内壁喷塑柔性排水铸铁管或钢管及高密度聚乙烯管等,采用海曾-威廉公式计算管道的沿程阻力损失,并采用不同的C值。
5.实际工程的应用
石狮服装城位于福建省石狮市主干道南北路,南、北向分别临横二、横三路。服装批发城分为南北两个规模相等的区域,隔中央组团相望。每个区域都是独立的建筑群,均由A、B、C、D四幢三层建筑组成,各幢建筑之间用天桥连成一个整体,可以方便服装城分期建设与招商。地下设一层停车库,屋面设停车场和花园。正在建设中的石狮服装城将成为石狮市的标志性建筑。
其中的服装交易区是典型的大屋面建筑,由地上三层服装商场和地下一层停车库组成,每栋屋面面积均达1.5万平方米,如果采用传统的重力流雨水排水系统设计,则在商场内形成雨水立管林立,给后期的装修带来很大的困难,因为在本工程中雨水管必需穿越地下室才能排出室外,如采用重力流雨水排水系统则地下室内较多而且过长的排水横管会给地下室各种类型管线安装带来极大的麻烦。重力流雨水排水系统的横干管需要一定的坡度排出室外,这样,过长的雨水横干管会占用更大的安装空间,势必会增加地下室的层高,会增大整个工程的造价。因此,结合本工程的特点,采用虹吸式屋面雨水排放系统的设计就能很好地解决上述的各种困难,更能显示该系统的优越性。由于设计上采用了虹吸式屋面雨水排放系统,整个雨水排水系统的立管的数量大大减少,而且立管均沿建筑物的周边下至地下室,在地下室的横干管只需较短的长度就能排至室外;另外,虹吸式屋面雨水排放系统的横干管不需要找坡,这样就大大减少了管道的安装空间,从而降低了地下室的层高,节约了工程的投资成本。
6.结论
大屋面雨水排水系统采用虹吸式屋面雨水排水具有以下优点:
①雨水斗在屋面上可以灵活设置;
②虹吸雨水斗的排水能力大大高于同样规格的重力流雨水斗,因此可减少雨水斗的设置数量;
③由于压力流管道按满管流设计,横管不需要设坡度,因此可以降低室内空间的层高,节省建筑造价;
④虹吸式屋面雨水排水系统属单相满管流,在同样条件下,相同的屋面汇水面积可减少管道的数量和直径。从而减少室外雨水检查井的数量;
⑤压力流时,雨水在管道中高速流动,可起到清洁管道的作用,避免管道淤积。
参考文献
1. 中华人民共和国建设部,《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
2.《建筑给水排水设计手册》第二版,中国建筑工业出版社
3.《民用建筑给水排水设计技术措施》,中国建筑工业出版社.
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