虹吸式屋面雨水排水系统设计软件.pdf
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1、第 2 7卷 第 1 期 2 0 1 1年 3月 北 京 建筑 工 程学 院 学报 J o u r n a l o f B e i j i n g Un i v e r s i t y o f Ci v i l E n g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e c t u r e Vo 1 2 7 No 1 M a r 2 Oll 文章编号 : 1 0 0 4 6 0 1 1 ( 2 0 1 1 ) O 1 0 0 5 6 0 4 虹吸式屋面雨水排水 系统设计软件 张 沙 , 王 文 海 , 杨 金 华 ( 1 北京建筑工程学院 环境与能源工程学 院,北京 1
2、0 0 0 4 4 ; 2 中国r ” 元 国际工程设计研 究院,北京 1 0 0 0 8 9 ) 摘 要 :以科 列 勃洛克公 式 和伯努 利方程 为基础 , 采 用 Vi s u a l B a s i c语 言设 计虹 吸 式屋 面 雨水排 放 系统 的水力计 算软件 , 实现 了设 计及校 核计 算的 自动化 , 并给 出该软件 的 一个工程 算例 关键词 : 虹 吸式屋 面雨水排放 系统 ; v b语 言 ; 水 力计 算 ; 科 列勃 洛克公 式 中图分 类号 : T U 8 2 3 6 文献标 志码 : A S o f t wa r e De s i g n f o r Hy d
3、 r a u l i c Ca l c u l a t i o n o f S i p ho ni c Ro o f Dr a i n a g e S ys t e m Zh a n g S h a ,W a n g W e n h a i ,Ya n g J i n h u a ( 1 S c h o o l o f E n v i r o n me n t a n d E n e r g y E n g i n e e r i n g ,B U C E A,B e ij i n g 1 0 0 0 4 4 2 C h i n a l p p r I n t e r n a t i o n
4、a l E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n , B e i j i n g 1 0 0 0 8 9 ) Abs t r a c t:Ba s e e d o n Co l e b r o o k CF a n d Be r n o u l l i Eq u a t i o n,h y dr a u l i c c a l c u l a t i o n s o f t wa r e f o r s i p h o n i c r o o f d r a i n a g e s y s t e m i s de s i g n e d b y
5、us i n g Vi s u a l Ba s i c l a n g u a g e Ca l c u l a t i o n for a u t o ma t i c de s i g ni n g a n d c h e c k i n g i s i mp l e me n t a t e d And a n e n g i n e e r i n g e x a mp l e i s p r e s e n t e d Ke y wo r d s:s i p h o n i c r o o f d r a i n a g e s y s t e m ;v i s ua l b a
6、s i c l a n g u a g e;h y d r a u l i c c a l c u l a t i o n;c o l e b r o o k CF for mu l a 屋 面雨水 排放 系统按 照其水 力特 征可 分为重 力 流 系统 和压 力流 系统 , 随着 大 型公 共 建 筑屋 面面 积 的不 断扩大 , 对建 筑 内部 结构 的要求 也更加 苛刻 , 传 统 的重 力 流排 水 系统 由 于其 悬 吊管 安 装 需 要 坡 度 ( 坡向立管方向) , 使得对 吊顶空间的需求很大 , 因 此 限制 了连 接 的雨 水 斗 个数 和悬 吊管 的长 度 , 在 要 求美
7、 观和 节 省 空 间 的 大 型建 筑 物 的使 用 上 受 到 限 制由 于虹 吸雨水 排水 系统悬 吊管不 要求 坡度 使得 吊顶空 间对其 约束 较 小 , 利 用 负压 使 其 排水 能 力 加 强 , 悬 吊管连 接雨 水斗个 数原则 上不 受限制 , 排水 立 管数量 少 、 管 径小 等诸 多 优 点 近年 来 获 得 了突 飞 猛 进 的发 展 但是 , 由于起 步较 晚 , 虹 吸雨 水 排水 系 统的设计 计算方 法及 工具 尚不 完善 本 文 应用 经典 水力学 公式 , 使 用 V i s u a l B a s i c 语 言编制 雨水 排水 系 统水 力计算 软件
8、 , 实现水 力计 算和校 核 的 自动化 1 虹吸雨水排水 系统 1 1 虹 吸雨 水排水 系统 的组成 及其工 作原理 如 图 l 所 示 , 虹 吸雨 水 排水 系 统 由虹 吸式 雨水 斗 、 连接管 、 悬 吊管 、 立 管 、 出户 管组 成系统 充分 利 用了屋面与排出管之间的几何高差 , 加大了排水流 量当降 雨强度 达 到 设 计值 时 , 管 道 内水 流 呈 满 流 状态 在 雨水连 续流 经雨水 悬 吊管转 入雨 水立 管 跌 落时 就形 成 虹 吸 作 用 , 在 该 处 管 道 产 生 最 大 负压 采用压力流的屋面排水系统, 在降雨过程中相 当于 从 屋 面上 的
9、一个稳 定 水 面 的水 池 中排 水 , 经 屋 面 内 排水 系统从 排 出管排 出 , 管道 全充满 的压力 流状态 收稿 日期 : 2 0 1 1一 O l O 5 基金项 目: 北京市教委科技发展项 目( K M2 0 0 7 1 0 0 1 6 0 0 5 ) 作者简介 :张沙 ( 1 9 8 5 一 ) , 女 ,硕士研究生 , 研究方 向:给水与废水处理理论 与技术 第 1 期 张 沙等 :虹吸式屋面雨水排水系统设计软件 5 7 故称为 压力 流排 水 系统或 满管 流排 水 系统 连接 图 1 虹 吸 雨 水 排 水 系统 1 2 系统 的水 力计算 方 法 虹 吸雨 水排
10、水 系统 的设 计 流 态 是 有 压流 , 在 满 管流 的条件 下 满足 单 相 流 且 恒定 不 可 压 缩 条 件 , 计 算 的基础是 伯 努利方 程 方 程 中局 部损 失 计 算 比较 简单 , 而沿 程损 失计算 相 对复 杂一 些 , 一 种 方法是 采 用达 西公式 计算 1 , 2 h r = A ( 1 ) “ zg 式中A 是沿程损失 系数 , 是 沿程损失计算 的 关键 另一 种方 法 是根 据 G B 5 0 0 1 5 -2 0 0 3 建筑 给 排 水设 计规 范 , 采 用海 澄一 威廉 公式 计算 : i =1 0 5 G- d i 盯Q ( 2) H =
11、L i ( 3) 式 中 日 管道 沿程 水 头损失 , m 管 道单 位长度 水 头损 失 , k P a m 管道 长度 , m C 管材 系数 d , 管道 内径 , m 众 多文 献推 荐使 用此 公 式 , 如 文 献 4 , 但 由于 海 澄一威 廉 公式 主要适 用 于水 力 过 渡 区 V= 0 9 m s的圆管满 管 紊 流 的一 个 很 窄 的 范 围 内 , 当 流 速 距 离 0 9 m s 很远 时 须进行 C 的修 正 , 而对 于虹 吸 : 晷 = 吊管 V1 0 m s , 立 管设 计 流速 为 6 0 m s V 2 2 m s 故不 适合 使用 , 本 文
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