第5章建筑内部排水系统

第5章建筑排水系统5-1分类和组成1.生活排水系统2.工业排水系统3.屋面雨水系统排水体制：合流制分流制一、分类生活污水生活废水生产污水生产废水1.卫生器具或生产设备受水器二、组成2.排水管道：卫生器具排水管、横支管、立管、总干管、出户管3.通气管道向排水管内补给空气、使水流畅通，减少气压变化幅度，防止水封破坏；排出臭气和有害气体；使管内有新鲜空气流动，减少废气对管道的锈蚀。4.清通设备检查口：立管上距地面1.0m；清扫口：横管上，隔一定间距清通用。5.提升设备6.污水局部处理构筑物2.双立管排水系统三、排水管道组合类型1.单立管排水系统（1）无通气（2）有通气：伸顶通气，高出屋面0.3m企鹅大于积雪厚度（3）特制配件3.三立管排水系统进入进入进入建筑内排水系统分类和组成四、卫生器具和管材1.卫生器具盥洗、沐浴器具：淋浴器、洗脸盆、浴盆洗涤器具：地漏、化验盆、污水池、洗涤盆排水塑料管UPVC。排水铸铁管2.管材便溺器具：（1）冲洗设备：低位水箱塞式阀、高位水箱塞式阀、延时自闭式冲洗阀；（2）大便器：蹲式大便器、坐式大便器（3）小便器：挂式小便器5-2排水管系中水气流动规律1.间断排水、水量变化大，气压不稳定与室外排水相比，建筑内部排水管网接纳排水量小且不均匀，排水历时短，高峰流量时可能充满整个管道断面，而大部分时间管道内可能没有水，管内水面和气压不稳定，水气容易掺和。2.流速变化剧烈室外排水管多数是水平管，只有少量跌水且深度不大，沿水流方向管内水流速度递增，但变化小，水气不易掺和，管内气压稳定。建筑内部横管与立管交替连接，当水流由横管进入立管时，流速急剧增大，水气混合；当水流由立管进入横管时，流速急剧减小，水气分离。3.事故危害大室外排水不畅时，有害有毒气体进入大气或污废水溢出路面，影响环境卫生。因其发生在室外，对人体危害小。建筑内部排水不畅，污水外溢到室内地面或管内气压波动，有毒有害气体进入室内，危害人体健康。一、建筑排水特点第5章建筑内部排水系统1.水封——卫生器具排水口下，用来抵抗排水管内气压变化，防止管内气体进入室内的措施，用存水弯来实现。2.水封高度（1）适宜范围50-100mm；（2）h太大，污水中固体杂质沉淀，堵塞管道；h太小，管内气体克服水封静水压力进入室内，污染环境。二、水封作用及破坏原因5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象4.水封破坏原因自虹吸损失静态损失诱导虹吸损失3.水封破坏——因静态和动态的原因造成存水弯内水封高度减少，不足以抵抗管道内允许的压力变化（±25mmH2O）管内气体进入室内的现象。卫生器具在瞬时大量排水的情况下。存水弯自身充满而形成虹吸。排水完毕后，水封实际高度小于应有高度。当管道系统内其他卫生器具大量排水时，系统内压力发生变化，使存水弯内的水上下波动引起水量损失。当管道系统内其他卫生器具大量排水时，系统内压力发生变化，使存水弯内的水上下波动引起水量损失。惯性晃动卫生器具较长时间不使用造成水量损失，如自然蒸发、毛细现象等5.建筑内部排水系统5.3水气流动的规律三、横管中的水流状态1.能量2.水流状态急流段——速度大，水深浅，冲刷力强。水跃——管壁阻力使流速减小，水深增加形成水跃。衰减段——管壁阻力，能量减小，水深减小，趋于均匀流。22022evvKhgg竖直下落末端水流速度（m/s)与立管与横管间连接形式有关的能量损失系数横管断面水深（m）he水深时水流速度（m/s）1）横支管内的压力变化5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象3.管内压力排水开始时排水结束时2）横干管内的压力变化5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象3.管内压力对于多层建筑地下横管而言，当立管排水量大时，在立管底部产生强烈的冲激流；掺混在水中的气体受阻不能自由运动，受到强烈冲击；管内压力增加，形成正压区，严重时将污水从卫生器具存水弯内喷出来。底层横支管与地下横干管中心线最小距离B（仅设置伸顶通气时）5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象立管连接卫生器具层数≤45~67~1213~19≥20垂直距离B（m）0.450.751.203.006.00B排水支管连接在排出管或排水横干管上，连接点距立管底部水平距离A不宜小于3.0m。A排水管内压力分布示意图四、排水立管水流状态1.立管中水气流的基本特征断续的非均匀流；水、气两相；压力变化。5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象2.立管中水流运动状态附壁螺旋状态流——水流附着管壁螺旋运动，空气自由流通，气压稳定为大气压。5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象水膜流会形成短时间的水塞——隔膜流，1/3~1/4充水率。水膜运动由变速到匀速，水膜形成后作加速运动，膜厚度与下降速度成正比，当重力与摩擦力相等时，e不变，v亦不变，此时流速vt——终限流速。5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象2.立管中水流运动状态水塞流——充水率1/3以上时，隔膜流形成频繁，形成稳定水塞，引起立管气体压力激烈波动，水封破坏。5.建筑内部排水系统5.3水气流动的物理现象2.立管中水流运动状态水膜状态，终限流速时,立管内通水能力ttvwQ101Ｑ——排水流量，L/s；Vt——终限流速，m/s；Ｗt——终限流速时过水断面积，cm2；5.建筑内部排水系统5.2水气流动的物理现象3.水膜流运动的力学分析终限流速计算重力↓gtQmgWt时刻内通过所给断面水流的质量,kg水的密度,kg/m3下落水流流量,m3/s时间,sLdPj摩擦力↑水流内摩擦力立管内径,m中空圆柱体长度,m28v(5-1)(5-2)(5-3)3288QdgQtvLdgdtdvjjPWdtdvmmaF31)(1212.0tpeK管壁粗糙高度，mtvvtee0dtdv33121pttkedQgv与终限流速相对应的水膜流层厚度，m？(5-4)(5-5)(5-6)时水膜的厚度。d0djeetttuvQ222202)2(4)(4tjttjjjtedeeddddtvtettuvedQtutvdQe521013)()(22.2jptdQKgv很小，忽略不计将g=9.81m2/s代入52101)()1(4.4jptdQKv52101)()1(75.1jptdQKvQ单位：m3/sd——m代入(5-6)式得Q单位：L/sd——cm(5-7)(5-8)(5-9)(5-10)五、排水立管的设计负荷ttuvQ[]3235)-()1(3686.0=dedeKQttPu)-(=tjttede52101)()1(75.1jptdQKv41~31t水膜流时，立管充水率为202202)(14)(4jjjtddddd过流断面立管断面？d0djeet41t41)(120jdd866.075.04110jddjdd866.00jjjjtddddde067.02866.020mm7.6=mm100=tjed31t31)(120jdd816.0667.03110jddjjjjtddddde092.02816.020jdd816.00mm2.9=mm100=tjed把，，对应的(终限状态时)列入表（附表）中，得水膜流状态时水膜厚度。41t24731jtde已知d、et，就可以求出Qu附表水膜流状态时水膜厚度管内径mm1／47／241／3503.34.04.6755.05.96.91006.77.99.21258.49.911.515010.011.913.81／14.91／12.61／10.9jt/jtde/六、立管内压力波动的因素及防止措施1.影响立管内部压力因素00112112vP1455119.68pjQPKd空气阻力系数空气密度粗燥高度流量内经52101)()1(4.4jptdQKv最大负压值与Kp和dj成反比；与Q、V及β成正比。(1)LKd1)减小vta.设乙字管(5－6层)消能，可以减小流速50%左右。b.增加管内壁粗糙高度Kp，使水膜与管壁间的界面力增加。c.设偏心三通，使横支管水流沿切线方向进入立管，水流旋转而下，其垂直方向的下落速度大幅度降低。vtd.横支管与立管连接处的特殊构造，发生溅水现象，使下落水流与空气混合，形成密度小的水沫状水气混合物，减小下降速度。e.对立管内壁作特殊处理，增加水与管壁间的附着力。K2.稳定立管压力增大通水能力的措施a设通气立管.向负压区补充的空气不经过水舌，水舌阻力系数K￫0，立管内负压减小。b在排水横管与立管连接处设挡水板c内螺旋管d偏心异径管水舌阻力系数K2)减小K方法：改变水舌形状；向负压区补给空气5-3管道的布置与敷设1.排水畅通水利条件好2.安全且不影响建筑的使用3.室内卫生条件好4.施工安装维护管理方便支管——短，少转弯立管——靠近水量大杂质多的点排出管——最短距离出户一、排水管道布置二、通气管道布置1）伸顶通气高度:高出屋面0.3m，且大于积雪厚管径：北方比立管大一号；南方比立管小一号2）专用通气管设计流量大于临界流量设置，每隔二层与立管相通，管径比最底层立管管径小一级3）结合通气管10层以上的建筑每隔6~8层设置管径不小于所连接的较小一根立管管径4）环形通气管连6个以上大便器，连4个以上卫生器具且管长大于12m时设置。5）安全通气管横支管连接卫生器具较多且管线较长时设置。管径（mm）清扫设备种类距离（m）生产废水生活污水及与其成分接近的生产污水含大量悬浮物和沉淀物的生产污水50~57检查口清扫口1510128106100~150检查口清扫口20151510128200检查口252015污水横管检查口、清扫口最大距离5-4污水提升和局部处理一、污水提升1.水泵sqQhQQ2.集水池V≮最大一台泵5min吸水量，1小时启动次数≯6次或3.污水泵房二、污水局部处理1.化粪池定义：利用沉淀和厌氧发酵原理去除生活污水中悬浮性有机物的最初级处理构筑物。功能：去除污水中可沉淀和悬浮污物，贮存并厌氧消化池底的污泥。效果：沉淀去除率50～60%；机物去除率20～30%。构造：圆、矩形，砖砌、混凝土设置：背街面、庭院内。距建筑物＞5m，距水源地＞30m6.容积计算V——化粪池有效容积，m3；V1——污水容积，m3V2——污泥容积，m3；N——设计总人数（或床位数、座位数）；α——使用卫生器具人数占总人数的百分比，q——每人每天排水量，t——污水在池中停留时间，h，12-24h；a——每人每天的污泥量，T——污泥清掏周期，d，取180天；b、c——新鲜污泥和发酵污泥的含水率，取95%和90%；K——发酵污泥体积减缩系数，取0.8；m——清掏后残留的熟污泥量容积系数，1.2。21VVV100024tqNa1000)1()1(cmKbTaN2.隔油池公共餐饮的厨房排水隔油池结构隔油池控制条件:隔油池设计参数含有污水种类停留时间t(min)水平流速v(m/s)含食物油污水2～10含矿物油污水0.5～1.00.002～0.0105F4F3F2F1F1B无通气排水系统伸顶通气排水系统特制配件通气排水系统双立管排水系统三立管排水系统