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雨に対する設計のポイント

排水計算によりサイズを求める方法


のきとい、たてといのサイズは、取り付ける建物の屋根面積への降雨量をカバーできる排水量を持つ組み合わせとなります。



計算手順

1.1本のたてとい(落し口)が受け持つ水平投影面積 A(m2)を計算します。

2.水平投影面積への降雨量 Q(m3/sec)を算出します。

3.使用するのきといの排水量 Q1(m3/sec)を算出します。

4.使用するたてといの排水量 Q2(m3/sec)を算出します。

5.上記数値を元に適合性を検証します。


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計算例


条件

1)降雨強度:180mm/hr>

2)大型角とい:超芯P150

3)大型角とい施工勾配:1/300

4)たてとい:VP75


1.1本のたてとい(落し口)が受け持つ屋根投影面積 A(m²


A = a・b


=3.5×20

=70(m²)

a:1本のたてといが受け持つ屋根水平奥行き3.5m

b:1本のたてといが受け持つ軒の長さ20m


投影面積 A(m²)の屋根への降雨量 Q(m³/sec)


Q = N・A


=5.0×10-5×70

=0.00350(m3)/sec

N:降雨強度180mm/hrにおける1秒間の降雨強(m/sec)5.0×10-5

A:屋根投影面積70m²


3.大型角とい超芯 P150の排水能力 Q1(m³/sec)


n:大型角とい超芯P150の表面粗度係数0.01
(硬質ポリ塩化ビニル管といの場合)

m:大型角とい超芯P150の平均流体深さ(m)
(m=排水断面積÷潤辺長)

i: 大型角とい超芯P150の水勾配1/300


K:流量安全係数

S:のきといの排水断面積

V:のきといの1秒あたりの排水流速
(クッターの簡略式にて算出)


[参考]
排水断面積とは下記の部分の面積を示します。


潤辺長は下記の長さを示します。


4.たてといVP75の排水能力 Q2(m³/sec)


V2:たてといの落し口の流速(m/sec)

g:重力の加速度9.8m/sec²

h:のきといの深さ

C:たてといの流量係数0.6

S2:たてとい断面積m²



5.判定


以下の2つの条件を満たすことが必要です。


Q(降雨量)<Q1(のきといの排水能力)
Q(降雨量)<Q2(たてといの排水能力)


屋根への降雨量Q(0.00350m3/sec)に対して、のきといの排水能力Q1(0.00499m3/sec)と、たてといの排水能力Q2(0.00368m3/sec)が上まわっているため、投影面積70m2の屋根に降る降雨強度180mm/hrの雨水を排水することができます。

※判定がうまくいかない場合は、のきとい・たてといのサイズアップまたは、たてといを追加して受け持ち屋根面積を減らしてください。


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組合せ排水量Qα(m³/sec)より適応屋根面積を求める方法



A:屋根投影面積(m²)

Qα:大型角とい超芯P150、たてといVP75の組合せによる排水能力0.00368m³/sec

      使用するたてといの排水量Q2<使用するのきといの排水量Q1よりQα=Q2

N:降雨強度180mm/hr


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参考資料


1.降雨強度とは

降雨強度とは、単位時間の降雨量を1時間あたりに換算したものです。例えば、15分間に10mmの降雨があった場合の降雨強度は、40mm/hr(10x60/15)に なります。


2.日本の降雨量

セキスイでは、日本各地における降雨強度を以下の基準で設定し、大型雨といには排水計算上、基準2の180mm/hrを使用しています。


基準 

降雨強度 

用途 

 

※大きな外壁面に接した屋根の降雨量について

100mm/hr 

住宅用のきとい


(A×B)×0.5

180mm/hr

大型用のきとい 


大きな外壁面に接した屋根の受ける降雨量は外壁面の50%を加算してください。 

240mm/hr

谷とい 


※降雨強度の最終決定は、設計管理者の判断を優先します。



3.排水能力基礎資料


サイズ

のきとい排水有効断面積S1(m2) 

潤辺長
n
(m) 

平均流体
深さm
(m) 



n



のきといの深さh
(m)

軒樋の流速V(m/sec)

大型角とい落し口流速(m/sec) 

√m

1/200

1/300

1/500

1/700

1/1000

超芯V200

0.01130

0.29199

0.03870

0.050930

0.0880

0.78878

0.64403

0.49887

0.42162

0.35275

1.31630

超芯V300

0.01913

0.38260

0.05000

0.447200

0.1180

0.95870

0.78277

0.60633

0.51244

0.42874

1.52208

超芯V500

0.02939

0.47008

0.06250

0.040000

0.1370

1.13248

0.92466

0.71624

0.60537

0.50646

1.64284

超芯P150

0.01149

0.29285

0.03923

0.050480

0.0884

0.79707

0.65086

0.50415

0.42609

0.35649

1.31630

超芯P250

0.01966

0.38441

0.05144

0.044220

0.1184

0.97510

0.79620

0.61674

0.52124

0.43610

1.52336

超芯P300

0.02459

0.44314

0.05548

0.042452

0.1483

1.03650

0.84640

0.65562

0.55410

0.46359

1.70490

超芯P500

0.03181

0.49281

0.06454

0.039359

0.1481

1.15966

0.94695

0.73350

0.61992

0.51866

1.70375


4.たてといの排水断面積


サイズ

VU50

VU65

VU75

VU100

VU125

VU150

排水断面積
(m²)

0.00246

0.00396

0.00541

0.00899

0.01348

0.01863


サイズ

VP50

VP65

VP75

VP100

VP125

VP150

UT60

UT75

UT90

排水
断面積
(m²)

0.00204

0.00353

0.00466

0.00785

0.01227

0.01674

0.00259

0.00402

0.00616

 

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