1、排水系统1第十篇 排水系统目 录第十篇 排水系统 .1第一章 排水系统简介 .2第一节 排水系统的作用和任务 .2第二节 排水系统的分类及排水系统的体制 .2第二章 建筑排水系统 .3第一节 建筑雨水外排水系统 .4第二节 建筑雨水内排水系统 .5第三章 排水系统的相关计算知识 .7第一节 雨水排水系统的水力计算 .7第二节 排水管道计算知识 .11第四章 城市道路排水设计 .14第一节 城市排水设计的一般要求 .14第二节 道路雨水管道平面布置原则 .15第五章 排水管道的安装 .16第一节 室内排水管网的布置和敷设 .16第二节 室内排水管道的安装 .18第三节 屋面雨水管道的安装 .20
2、第四节 室外排水管道的安装 .22第五节 排水管网中的附件及构筑物 .25第六节 排水管道的充水试验 .27第六章 排水管道的维修管理 .28第一节 排水管道的维修 .28第二节 排水管道的管理 .28本文引用的标准和规范: .29排水系统2第一章 排水系统简介水是人们日常生活和从事一切活动不可缺少的物质。在人们的日常生活中，从住宅、工厂和各类公共建筑中不断地排出各种各样的污水和废水，另地球表面每年要承受大量的大气降水和冰雪融化的雨水, 这些雨水和污水若不及时有序排泄会使我们的居民区、工厂等遭受水涝危害，交通受阻, 环境污染, 严重影响人们的生产和生活秩序。公元前 6 世纪，古罗马城建造了排水
3、沟渠。中国战国时期的城市中已有陶制的排水沟渠，称“陶窦” 。明清北京城有比较完整的排水沟渠系统。从 19 世纪起，伦敦等城市为了防止传染病蔓延，开始建设近代排水系统。现实生活中人们就需要建设一整套将城市污水、工业废水、降水（雨水、冰雪融化水等）用完善的管渠系统、泵站及处理厂等各种设备，有组织地加以排泄和处理，以保证们的正常生产和生活目的的工程，这种收集、输送、处理、利用废水并将废水排入水体的全部工程设施称做排水系统。第一节 排水系统的作用和任务排水系统的基本任务是保护环境免受污染和及时排除雨水或冰雪融化水，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括：一是及时排泄各种降水，
4、消除水涝；二是收集各种污水并及时地将其输送至适当地点；三是对污水妥善处理后排放或再利用。一.排水系统在我国现代化建设中的作用（1）从安全环境保护方面讲，排水系统有保护和改善环境，消除污水危害和水患的作用。（2）从卫生角度讲，排水系统的兴建对保障人民的健康具有深远的意义。（3）从经济上讲，水是生活和生产都必不可缺少的资源，水资源的短缺，已成为世界性的问题，而水体的污染，又加重了水资源的缺乏，这必然会影响到工农业生产和人民的生活。总之，排水系统作为国民经济的一个组成部分，对保护环境、促进工农业生产和保障人民的健康和安全，具有巨大的现实意义和深远的影响。二.排水系统的特点(1) 排水管道为无压管道，
5、所以必须保证较大的敷设坡度。(2) 排水主管道为了保证顺利排放，水在管内为不满管流动，同时考虑高峰排水，因此排水主管道管径较大。(3) 日用水高峰时或急暴雨季节排水管道会出现瞬时排水量高峰值现象。(4) 排放的废污水中含有大量的杂质和固体颗粒。(5) 污水管道内会产生污染环境的臭味，系统内需设置排气设备。第二节 排水系统的分类及排水系统的体制一.排水系统的分类排水系统按排出水的性质可分为生活污水、工业废水及雨水三大类。 （一）城市污水排水系统的主要组成排水系统3城市污水包括生活污水和工业废水两大部分，将工业废水与生活污水采用同一排水系统就组成了城市污水排水系统。它是由下列几部分组成：1.室内污
6、水管道系统和设备；2.室外污水管道系统；3.污水泵站及压力管道；4.污水处理与利用构筑物；5.排入水体的出水口。（二）工业废水排水系统的主要组成根据企业性质及其行业不同产生废水的性质也不同，当废水所含物质的浓度不超过国家规定的排入城市排水管道的允许值时，可直接排入城市污水管，当浓度超标时必须经收集处理后排入城市污水管，当浓度超标时必须经收集处理后排入城市污水管或排放水体，也可再利用，工业废水排水系统主要由以下几部分组成：1) 车间内部的管道系统和设备：主要用于回收各生产设备排出的工业废水，并将其送到车间外部的厂区管道系统中去；2) 厂区管道系统：埋设在工厂内，用于收集并输送各车间排出的工业废水
7、的管道系统。3) 污水泵站及压力管道，用来输送废水。4) 废水处理站：主要是处理和利用废水；5) 出水口。（三）天然雨水排水系统的主要组成该系统承担排除城镇雨水、雪水，包括冲洗街道和消防用水。其主要组成部分包括：1) 房屋雨水管道系统和设备：其作用是收集建筑物屋面的雨雪水，并将其排入室外管渠中去，主要包括建筑物屋面上的天沟、雨水斗和水落管，同时包括雨水室内排水系统；2) 室外雨水管道系统：包括街坊、庭院或厂区雨水管道系统和街道雨水管道系统，由雨水口检查井和管道组成。3) 排洪沟：其作用是将可能危害居住区及厂矿的山洪及时拦截并将其引到附近的水体；4) 雨水原站；5) 雨水出水口。二.排水系统的体
8、制以上所讲述的三类排水系统的污水，是采用一个管渠系统来排除，还是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除，污水的这种不同排除方式称做为排水系统的体制。排水系统的体制，一般分为合流制、分流制和混流制三类。1.合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内排除的系统。可分为直排式合流制排水系统和截留式合流制排水系统。2.分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水和工业废水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水的方式不同，可分为完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统和半分流制排水系统。室外排水设
9、计规范 （GBJ14-87）明确规定：排水体制的选择，应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水文条件，综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。新建地区的排水系统宜采用分流制。排水系统4第二章 建筑排水系统建筑排水系统分建筑污水排水系统和建筑雨水排水系统，它们是建筑物给排水系统的重要组成部分，建筑雨水排水系统的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。如图 2-1 所示：图 2-1 建筑排水系统示意图建筑排水系统按照管道的设置位置不
10、同可分为外排水系统、内排水系统。本章将对建筑物各种形式的雨水排水系统进行系统介绍。第一节 建筑雨水外排水系统建筑雨水外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。按照屋面有无天沟可以分为两种：檐沟和天沟外排水。一.檐沟外排水一般用于居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑，屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。如左图 2-1 所示：图 2-2二.天沟外排水一般用于排除大型屋面的雨、雪水。特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。如下图 2-2 所示。所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天沟流向建筑
11、物的两端，经墙外的立管排到地面或排到雨水道。排水系统5图 2-3第二节 建筑雨水内排水系统雨水内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。雨水内排水系统适用于屋面跨度大、屋面曲折（壳形、锯齿形） 、屋面有天窗等设置天沟有困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑，大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜在室外设置雨水立管的情况，多采用内排水。一.内排水系统分类1.根据立管连接雨水斗的个数分为单斗、多斗雨水排水系统单斗雨水排水系统：悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。多斗雨水排水系统：悬吊管上连接多个雨水斗（一般不得多于 4 个）的系统。在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水，以充
12、分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排水能力大于多斗系统。多斗系统的排水量大约为单斗的 80%。2.根据系统是否与大气相通分为密闭系统和敞开系统敞开系统：为重力排水，检查井设置在室内，敞开式可以接纳生产废水，省去生产废水的排出管，但在暴雨时可能出现检查井冒水现象。密闭系统：雨水由雨水斗收集，进入雨水立管，或通过悬吊管直接排至室外的系统，室内不设检查井。密闭式排出管为压力排水。一般为安全可靠，宜采用密闭式排水系统。3.按雨水管中水流的设计流态可分为重力半有压流雨水系统、重力无压流雨水系统、压力流雨水系统（虹吸式雨水系统）压力流（虹吸式）雨水系统：采用虹吸式雨水斗，管道中是全充满的压力流状态，屋面
13、雨水的排水过程是一个虹吸排水过程。重力半有压流雨水系统：设计水流状态为半有压流，系统的设计流量、管材、管道布置等考虑了水流压力的作用。二.内排水系统组成内排水系统由天沟、雨水斗、卫生器具、排水横支管、连接管、悬吊管、立管、排出管、通气管、清通设备及某些特殊设备等部分组成。1.雨水斗：雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作用是最大限度的排泄雨、雪水；对进水具有整流、导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；同时具有拦截粗大杂质的作用。目前国内常用的雨水斗为 65 型、79 型、87 型雨水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等.排水系统6图 2-42.卫生器具（或生产设备）：是室内排水系统的起点，接纳各
14、种污水后排入管网系统。污水从器具排出口经过存水弯和器具排入管流入横支管。便溺器具：大便器（坐便器、蹲便器、大便槽 ） 、小便器（槽） 、盥洗、淋浴器具：洗脸盆、盥洗槽、浴盆、淋浴器、净身盆。洗涤器具：洗涤盆、化验盆、污水盆、地漏等。3.连接管：连接雨水斗与悬吊管的短管。4.悬吊管：悬吊管与连接管和雨水立管连接，对于一些重要的厂房，不允许室内检查井冒水，不能设置埋地横管时，必须设置悬吊管。5.横支管：作用：把各卫生器具排水管流来的污水排至立管。横支管应具有一定的坡度。6.立管：接受各横支管流来的污水和雨水斗或悬吊管的雨水，然后再排至排出管。为保证污水排出畅通，立管管径不得小于 50mm 。7.排
15、出管：将立管的水输送到地下管道中，雨水排出管设计时，要留有一定的余地。8.埋地横管：密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外的，不设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井之间的管为埋地敷设。9.通气系统通气管的作用：对于层数不多的建筑，采取将排水立管上部延伸出屋顶的通气措施。排水立管上部延伸部分称为通气管。对于层数较多及高层建筑：除了采取伸顶通气管外，还应设环形通气管或主通气立管等。如图 2-5 和 2-6 所示。图 2-5 图 2-610.清通设备作用：疏通排水管道。包括检查口 、清扫口、检查井检查口 设在排水立管上及较长的水平管段上。如右图 2-7.清扫口排水系统7检查井： 图 2-7雨水常
16、常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于清通，室内雨水埋地管之间要设置检查井。设计时应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于 0.7m。检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上水流转角不得小于 135。具体方式见下图 2-8.图 2-8 检查井内接管方式11.室外排水管道建筑物内部污、废水接市政或工厂排水管道。自排水管接出的第一检查井后至城市下水道或工业企业排水主干管。12.特殊设备（1）污水抽升设备污水泵、集水池,地下建筑或建筑的地下层的污、废水排放。（2）污水局部处理设备当建筑内排出的污水不允许直接排入室外排水管道时（如呈强酸性、强碱性、含多量汽油、油脂或大量杂质的污水） ，则要设置污水局部处
17、理设备，使污水水质得到初步改善后再排入室外排水管道，如图 2-9 所示。图 2-9根据污水性质不同，采用不同的污水局部处理设备，如沉淀池、除油池、化粪池、中和池等。（3）特殊设备作用：消化大分子有机杂质；拦截、沉淀无机杂质、大块污物；消毒、杀菌。三.雨水排水系统的选择根据建筑物的类型、建筑结构形式、屋面面积大小、当地气候条件以及生活生产的要求，本着安全、经济的原则选择雨水排水系统。安全：迅速及时地将屋面雨水排至室外。密闭式系统优于敞开式系统，外排水系统优于内排水系统。经济：系统造价低，寿命长。虹吸式的优于 87 式雨水斗。排水系统8第三章 排水系统的相关计算知识第一节 雨水排水系统的水力计算一
18、.雨水量计算1.设计暴雨强度 q设计暴雨强度公式中应有重现期 p 和屋面集水时间 t 两个参数。集水时间取 5min。设计重现期根据生产工艺及建筑物的性质确定，一般采用一年，工业建筑可参考表 3-1 数据确定。表 3-12.汇水面积 F(m2)屋面汇水面积一般较小，一般以 m2 计算。屋面有一定的坡度，汇水面积应按照水平投影面积计算。 3.径流系数 k1屋面一般取 0.9。4.雨水量计算公式(3-1)二.普通外排水设计计算根据屋面坡度和建筑物立面要求等情况，按经验布置立管，划分并计算每根立管的汇水面积，计算每根立管需排泄的雨水量 Q 。查下表 3-2 使设计雨水量不大于表中最大设计泄流量，确定
19、雨水立管管径。表 3-2三.天沟外排水设计计算屋面天沟为明渠排水时，天沟水流流速可按明渠均流公式计算：排水系统9(3-2)1.雨水斗渲泄流量与雨水斗前水深有关，随水深增大而增大，斗前水深一般不超过 100mm。下表3-3 是各类型一个雨水斗最大允许泄流量。表 3-32.连接管：管径一般和雨水斗相同，直接选用。3.悬吊管悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、管道坡度、管道长度等因素有关。可近似按圆管均匀流计算： (3-3)4.立管立管连接一根悬吊管时，立管管径与悬吊管管径相同。若一根立管连接两根悬吊管时，应计算立管的汇水面积，再根据 5min 小时降雨厚度 h5、 “k1=1 时立管最大允许汇水面积
20、表”确定管径。5.排出管管径一般与立管相同，为改善排水系统的泄水能力，也可以比立管大一级。6.埋地管 为排水通畅，坡度应不小于 0.003。敞开式排水系统按非满流设计，最大允许充满度在管径小于或等于 300mm 时为 0.50；管径 350450mm 时为 0.65；管径大于 500mm 时为 0.80。密闭式内排水系统按满流计算。排水系统10埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。四.内排水系统设计计算内排水系统设计计算包括选择布置雨水斗，布置并确定连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管。根据最大允许泄流量换算成最大允许汇水面积：(3-4)五.设计计算步骤(一)普通外排水系统步骤1、根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管间距 8-12m2、计算每根立管的汇水面积3、求每根立管的泄水量4、求堰流式雨水系统查附录确定立管管径(二)天沟外排水系统步骤(三)另一种是已知天沟的长度、坡度、材料、汇水面积和设计重现期，设计天沟的形状和几何尺寸，其设计计算步骤为：1、确定分水线求每条天沟的汇水面积 F2、求 5min 的暴雨强度3、求天沟设计流量 Q 设4、初步确定天沟形状和几何尺寸5、求天沟过水断面积 6、求流速 V7、求天沟允许通过的流量 Q 允
