排水系統水力計算

建築內部排水系統計算是進行排水管線布置，繪出管道軸測圖後進行的。計算的目的是確定排水管網各管段的管徑、橫向管道的坡度和通氣管的管徑，以及各控制點的標高和排水管件的組合形式。

基本介紹

• 中文名：排水系統水力計算
• 外文名：hydraulic calculation of drainage
• 性質：科學
• 領域：建築給水排水

排水定額

建築內部排水定額有兩個：一個是以每人每日為標準，另一個是以衛生器具為標準。每人每日排放的污水量和時變化係數與氣候、建築物內衛生設備完善程度有關。由於建築內部給水量散失較少，所以生活排水定額和時變化係數與生活給水相同。生活排水平均時排水量和最大時排水量的計算方法與建築內部的生活給水量計算方法相同，計算結果主要用來設計污水泵、化糞池等。

衛生器具排水定額是經過實測得來的。主要用來計算建築內部各管段的排水設計秒流量，進而確定各管段的管徑。某一管段的設計流量與其接納的衛生器具類型、數量及使用頻率有關。為了便於累加計算，與建築內部給水一樣，以污水盆排水量0.33L/s為一個排水當量，將其他衛生器具的排水量與0.33L/s的比值，作為該種衛生器具的排水當量。由於衛生器具排水具有突然、迅速、流率大的特點，所以一個排水當量的排水流量是一個給水當量額定流量的1.65倍。

排水設計秒流量

建築內部排水設計秒流量有三種計算方法：經驗法、平方根法和機率法。當前，我國生活排水設計秒流量計算公式有兩個。

①住宅、集體宿含、旅館、醫院、療養院、幼稚園、養老院、辦公樓、商場，會展中心、中國小教學樓等建築用水設備使用不集中，用水時間長，同時排水百分率隨衛生器具數量增加而減少。

其設計秒流量計算公式為：

q_p=0.12 +q_max

式中 q_p—計算管段排水設計秒流量，L/s；

N_p—計算管段衛生器具排水當量總數；

q_max—計算管段上排水量最大的一個衛生器具的排水流量，L/s；

—根據建築物用途而定的係數，宜按表1確定。

表1 根據建築物用途而定的係數

建築物名稱	住宅、賓館、醫院、療養院、幼稚園、養老院的衛生間	集體宿舍、旅館和其他公共建築的公共盥洗室和廁所間
	1.5	2.0～2.5

②工業企業生活間、公共浴室、洗衣房、職工食堂或營業餐廳的廚房、實驗室、影劇院、體育場、候車（機、船）等建築的衛生設備使用集中，排水時間集中，同時排水百分率高。其排水設計秒流量計算公式為：

q_p=q₀n₀b

式中 q_p—計算管段排水設計秒流量，L/s；

q₀—同類型的一個衛生器具排水流量，L/s；

n₀—同類衛生器具數；

b—衛生器具同時排水百分數，沖洗水箱大便器按12%計算，其他衛生器具同時給水百分數。

對於有大便器接入的排水管網，因衛生器具較少，大便器的同時排水百分數定的較少（如沖洗水箱大便器僅定為12%），按上式計算的排水設計秒流量可能會小於一個大便器的排水量。這時，應按一個大便器的排水量作為該管段的設計秒流量。

排水管網的水力計算

橫管的水力計算 橫乾管和橫支管的設計計算需要滿足下列規定：

（1）充滿度：建築內部排水橫管按非滿流設計，以便使污水釋放出的有毒有害氣體能自由排除；調節排水管道系統內的壓力；接納意外的高峰流量。排水管的最大設計充滿度見表2。

表2 排水管道的最大計算充滿度

排水管道名稱	排水管道管徑/mm	最大計算充滿度（以管徑計）
生活污水排水管	<150	0.5
生活污水排水管	150～200	0.6
工業廢水排水管	50～75	0.6
工業廢水排水管	100～150	0.7
生產廢水排水管	≥200	1.0
生產污水排水管	≥200	0.8

註：排水溝最大計算充滿度為計算斷面深度的0.8。

（2）自淨流速：污水中含有固體雜質，如果流速過小，固體物會在管內沉澱，減小過水斷面積，造成排水不暢或堵塞管道，為此規定了一個最小流速，即自淨流速。自淨流速的大小與污廢水的成分、管徑、設計充滿度有關。建築內部排水橫管自淨流速見表3。

表3 各種排水管道的自淨流速值

污廢水類別	生活污水管徑/mm			明渠（溝）	雨水道及合流制排水管
	D<150	D=150	D=200
自淨流速/（m·s）	0.6	0.65	0.70	0.40	0.75

（3）管道坡度：管道設計坡度與污廢水性質、管徑和管材有關。污度水中含有的污染物越多，管道坡度應越大。建築內部生活排水管道的坡度有通用坡度和最小坡度兩種， 通用坡度為正常條件下應予保證的坡度；最小坡度為必須保證的坡度，一般情況下應採用通用坡度。當橫管過長或建築空間受限制時，可採用最小坡度。標準的塑膠排水管附屬檔案（三通、彎頭）的夾角為91.5°，所以塑膠排水橫管的通用坡度均為0.026。

通氣管道計算

單立管排水系統的伸頂通氣管管徑宜與排水立管管徑相同，但在最冷月平均氣溫低於13℃的地區，為防止通氣管口結霜，減小通氣管斷面，應在室內平頂或吊頂以下0.3m處將管徑放大一級。

通氣管的管徑應根據排水能力、管道長度來確定，一般不宜小於排水管管徑的1/2，其最小管徑可按表4確定。

表4 通氣管最小管徑

通氣管名稱	排水管管徑/mm
	32	40	50	75	100	125	150
器具通氣管	32	32	32		50	50
環形通氣管			32	40	50	50
通氣立管			40	50	75	100	100

註：表中同期立管系指專用通氣立管、主通氣立管、副通氣立管。

有些建築不允許伸頂通氣管分別出屋頂，可用一根橫向管道將各伸頂通氣管匯合在一起，集中在一處出屋頂，該橫向通氣管稱為匯合通氣管。匯合通氣管的斷面積應為最大一根通氣管的斷面積加其餘通氣管斷面積之和的0．25倍。匯合通氣管管徑可按下式計算，即

D>

式中 D—匯合通氣管和總伸頂通氣管管徑，mm；

d_max—最大一根通氣立管的管徑，mm；

d_i—其餘通氣立管管徑，mm。