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天沟排水量的验证计算

发布时间:2020-08-18 09:34:47 人气: 来源:未知

    在设计说明中写的“天沟排水量140mm/h”是怎么来的?

    现在大家用的温室设计说明,大多是从前辈手里面传承下来的,就像武功秘籍,传了若干代后,整个武林都知道这个招式,但从来没想过祖师为何要创立这个招式。那么,今天有客户问天沟排水量数据怎么来的,保不**天就有客户问湿帘蓄水池容量为什么是3m³、现有设计能否满足15kg/㎡吊载等等之类的问题。对于专业认真的客户,我们就要像写论文一样对待我们的设计说明,让每一个数据,每一个文字都有据可查,严谨翔实。我们处于商业目的,可以隐藏计算过程或计算方法,但我们要知道数据怎么来的。

    好,现在我们就来说说天沟排水量怎么验证。
雨水天沟
    为何说天沟排水量是验证而不是计算或设计呢?因为我们需要先设计出天沟截面以及温室平面。然后来计算这个天沟是否满足设计排水量,而不是由外部条件来反推天沟截面。

    如果客户是建筑设计单位,用建筑标准来写计算书最好不过了。现行可引用的标准就是GB50014-2006(2016版)《室外排水设计规范》(以下简称“规范”)。天沟排水计算既可以算镀锌板天沟,也可以算荷兰式的铝合金天沟,但这两种天沟的排水区域是不一样的,我们会在后面聊到。

    按照规范要求,我们需要将温室的天沟排水系统按流径分成几个部分。1是屋面上天沟,2是天沟和落水管的连接节点,3是落水管,4是落水管与排水沟的连接节点(如有),5是地下排水管(如有,且与落水管封闭连接)。4和5点在室内落水时建议进行计算。如果整个排水系统有其他的节点,可能需要根据实际情况单独计算。真个系统分别计算出结果后,根据木桶原理,只要任意一个节点没能满足设计需求,则要修改没能通过验证的节点。

    以下我们按照一个假定的天沟进行计算:

    上图是我们假定的天沟截面,是镀锌板天沟,采用保留溢流的镀锌板天沟接头与落水管连接。落水管管径Ø110mm,PVC材质,无弯头,雨水直排于散水,最终由室外明沟排出。天沟总长56m,两端排水,坡度2.5‰,每端长28m。温室屋面宽3.2m。温室设计排水量为140mm/h。140mm/h的降水量是多大的雨呢?按照国家标准GB/T28592-2012《降水量等级》有如下规定:

    标准中,特大暴雨的定义是12h累计降水量140mm。当然,这里的降雨可能花八九个小时降万,也可能在1h内降完。不过,140mm/h的设计排水能力绝对可以应对形成较轻暴雨灾害的特大暴雨。

    目前,温室天沟排水主要有两种,一种是镀锌板天沟,这种天沟的特点是雨水必须自天沟内排出,雨水不能漫过天沟顶面,否则可能造成漏水,是目前常见的天沟形式。采用这种天沟形式的温室屋面构造(包括钢架和铝型材)简单,所需配件种类较少,施工工艺要求较低,整体造价较低。另一种是荷兰式铝合金天沟,这种天沟虽然有巨大的空腔,但这个空腔只用于排冷凝水或渗漏水,所有的降水都在天沟上的屋面排出。这种排水方式的优点是即使天沟截面较小,也能获得很大的排水量,可以有效减少温室排水口数量。采用这种天沟的温室屋面设计比较复杂,对型材及配套材料设计要求较高,对施工工艺要求较高,造价也比较高。由于采用了全型材化设计,大量的加工工作由加工厂完成,基于较高的构件加工精度,这种温室的安装非常快捷高效。

    天沟是整个温室屋面系统的重要组成部分,很多类型的连栋温室都把天沟作为核心受力构件(也有一些膜温室不以天沟为受力构件),所有屋面构件的研发都需要基于天沟的截面设计,它就像汽车的底盘,是整个屋面系统的基础。天沟设计一旦确定,就不能随意更改,因为天沟截面一旦更改,可能整个屋面系统都要跟着发生变更。
雨水天沟
    理论上说,用规范给定的计算公式来计算天沟并不是特别严谨,因为规范中的排水明渠的截面比天沟要大很多,坡度也要大不少(我们温室天沟的坡度一般控制在1‰~3‰之间,规范给出的公式一般适用于≥3‰坡度的情况)。虽然有很多论文提出不同的计算方法,但圈主仍然建议采用规范给出的计算方法,因为这个比较有效力。

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