建筑内部排水管道的水力计算-建筑设备工程

建筑内部排水管道水力计算目的在于合理经济地确定管径、管道坡度以及是否需要设置通气管系，以使排水管系工况良好，主要内容包括横管的水力计算、立管的水力计算和通气管道的计算。

（一）排水横管的水力计算

1.计算方法

对于横干管和连接多个卫生器具的横支管，应逐段计算各管段的排水设计秒流量，通过水力计算来确定各管段的管径和坡度。计算公式如下

式中　v——速度，m/s;

R——水力半径，m;

I——水力坡度，采用排水管道坡度;

n——粗糙系数，铸铁管为0.013，钢筋混凝土管为0.013～0.014，钢管为0.012，塑料为0.009。

2.计算规定

（1）充满度与坡度。排水管道内的水流是重力流，水流流动的动力来自管道坡降造成的重力分量，管道的坡降直接影响管内水流速度和输送悬浮物的能力。管道充满度表示管道内的水深与其管径的比值。建筑内部排水横管按非满流计算，以便使污水废水释放出的有毒有害气体能自由排出;调节排水管道系统内的压力波动，从而防止卫生器具产生自虹吸而破坏水封，接纳意外的高峰流量。为确保排水系统在良好的水力条件下工作，排水横管的充满度与坡度应满足表4-9、表4-10中要求。

表4-9　建筑物内生活排水铸铁管道的最小坡度和最大设计充满度

表4-10　建筑塑料管排水横干管的最小坡度和最大设计充满度

（2）管道流速。管内流速对水中杂质的输送能力有直接影响，为防止污水中的杂质沉积，管内应保持的最低流速称为“自净流速”，见表4-11。同时为了防止管道的冲刷磨损，排水管道对最大流速有限制，见表4-12。

表4-11　排水管道的自净流速　　单位:m/s

表4-12　排水管道最大允许流速　　单位:m/s

（3）最小管径。根据生活污水含杂质多，排水量大而急等特点，为了防止管道阻塞，对生活污水管道的最小管径作了如下的规定:

1）除了单个的饮水器、洗脸盆、浴盆和下身盆等排泄较洁净污水的卫生器具排出管允许采用小于50mm的钢管外，其余室内排水管管径均不得小于50mm。

2）对于排泄含有大量油脂和泥沙的公共食堂、厨房排水管，为防止堵塞，实际选用管径应比计算管径大一号，且支管管径不小于75mm，干管管径不小于100mm。

3）对于含有棉花球、纱布、玻璃瓶、塑料瓶和竹签等杂物的医院污物洗涤间的洗涤盆和污水盆的排水管，为防止管道堵塞，管径不小于75mm。

4）对于连接大便器的排出管，由于没有十字栏栅，同时排水量大且猛，所以，凡连接大便器的支管，即使仅有1个大便器，其管径应不小于100mm，大便槽的排水管，管径至少为150mm。(www.xing528.com)

5）小便斗和小便槽冲洗不及时，尿垢聚积，堵塞管道，因此，小便槽和连接3个及3个以上小便器的排水支管管径不小于75mm。

6）浴池的泄水管管径宜采用100mm。

（二）排水立管的水力计算

排水立管的通水能力与管径、系统是否通气、通气的方式和管材有关，不同管径、不同通气方式、不同管材排水立管的最大允许排水流量见表4-13～表4-16。排水立管管径不得小于50mm，也不应小于任何一根接入的横支管管径，多层住宅的厨房立管管径不小于75mm。

表4-13　设有通气管系的铸铁排水立管最大排水能力　　单位:L/s

表4-14　设有通气管系的塑料排水立管最大排水能力　　单位:L/s

注　表内数据系在立管底部放大一号管径条件下的通水能力，如不放大时，可按表4-10确定。

表4-15　单立管排水系统的立管最大排水能力　　单位:L/s

表4-16　不通气的生活排水立管最大排水能力　　单位:L/s

注　1.排水立管工作高度按最高排水横支管和立管连接处距排出管中心线间的距离计算。
2.如排水立管工作高度在表中是列出的两个高度值之间时，可用内插法求得排水立管的最大排水能力数值。
3.排水管管径为100mm的塑料管外径为110mm，排水管管径为150mm的塑料管外径为160mm。

（三）通气管道的计算

单立管排水系统的伸顶通气管管径可与污水管相同，但在最冷月平均气温低于-13℃的地区，为防止通气管口结霜，减小通气管断面，应在室内平顶或吊顶以下0.3m处将管径放大一级。三立管排水系统和多立管排水系统中，2根或2根以上排水立管与1根通气立管连接时，应按最大1根排水立管管径查表4-17确定共用通气立管管径。但同时应保证共用通气立管管径不小于其余任何1根排水立管管径。结合通气管管径不宜小于通气立管管径。当通气立管长度大于50m时，空气在管内流动时压力损失增加，为保证排水立管内气压稳定，通气立管管径应与排水立管相同。

表4-17　通气管最小管径　　单位:mm

有些建筑不允许伸顶通气管分别出屋顶，可用1根横向管道将各伸顶通气管汇合在一起，集中在一处出屋顶，该横向通气管称为汇合通气管。汇合通气管不需要逐段变化管径，可按下式计算。

式中　DN——通气横干管和总伸顶通气管管径，mm;

dmax——最大1根通气立管管径，mm;

di——其余通气立管管径，mm。