Công cụ tính kích thước máng xối

Công thức lưu lượng đỉnh từ mái

Công cụ bắt đầu từ nhu cầu lưu lượng, không phải nhãn danh nghĩa như “máng xối 5 inch”. Gọi A là diện tích mái hứng nước hiệu dụng đã được phân cho hệ thống đang xét và i là cường độ mưa thiết kế do người dùng nhập. Với mái không thấm, hệ số dòng chảy dùng để lập phương án là 1,0.

Theo hệ mét:

tổng lưu lượng thiết kế (L/s) = A (m²) × i (mm/h) ÷ 3.600

Vì 1 mm mưa trên 1 m² tương đương 1 lít nước. Theo hệ đo lường Hoa Kỳ:

tổng lưu lượng thiết kế (US gpm) = A (ft²) × i (in/h) × 0,0103896

Hai công thức mô tả cùng một lưu lượng vật lý. Đổi đơn vị không được làm thay đổi kết quả.

“Diện tích hứng nước hiệu dụng” ở đây có nghĩa gì?

Hãy bắt đầu từ diện tích hình chiếu bằng thoát về hệ thống đang xét, không phải diện tích bề mặt nghiêng của toàn mái. Lượng mưa rơi thẳng đứng trên cùng một mặt bằng không tăng chỉ vì mái dốc hơn. Nếu tiêu chuẩn chi phối yêu cầu hệ số độ dốc, phần cộng thêm do tường đứng hoặc điều chỉnh khác, hãy tính diện tích thiết kế theo tiêu chuẩn đó rồi nhập kết quả làm diện tích hiệu dụng. Không áp dụng cùng một điều chỉnh hai lần.

Phải chia mái phức tạp thành các tiểu lưu vực trước khi dùng công cụ. Khe mái, mái cao xả xuống mái thấp, tường chắn mái, mái áp, tường đứng hoặc cửa xả tập trung có thể làm nước phân bố không đều. Có nhiều cửa thu không có nghĩa là được chia đều tổng diện tích, trừ khi phương pháp chi phối và hình học thực tế xác nhận cách phân chia đó. Hãy nhập tiểu lưu vực hiệu dụng lớn nhất của cụm đang kiểm tra hoặc tính riêng từng hệ thống. Công cụ không suy ra tiểu lưu vực, số lượng và khoảng cách cửa thu, hướng dòng chảy hoặc ảnh hưởng chiều dài máng.

Dùng đúng cường độ mưa thiết kế tại địa phương

Lượng mưa trung bình năm và chiều sâu một trận mưa thông thường không dùng để định cỡ thoát nước mái. Giá trị cần thiết là cường độ thiết kế gắn với thời đoạn và chu kỳ lặp lại hoặc xác suất vượt hằng năm. Các lựa chọn thay đổi theo địa phương, loại công trình và hậu quả của tràn nước. Hãy dùng giá trị do cơ quan có thẩm quyền, hồ sơ dự án hoặc kỹ sư có chuyên môn quy định.

Ví dụ, phương pháp SMACNA dùng mưa thiết kế thời đoạn ngắn và cho phép nhập thủ công dữ liệu cường độ mới nhất. Các tiêu chuẩn khác có thời đoạn, chu kỳ lặp, bảng công suất và kiểm tra thoát tràn riêng. Công cụ cố ý không có giá trị đặt sẵn theo tỉnh, thành phố hay mã bưu chính: một mặc định ẩn hoặc quá rộng có thể tạo ra đáp án trông chính xác nhưng dựa trên trận mưa sai.

Hãy ghi nguồn, thời đoạn và chu kỳ lặp trong hồ sơ dự án. Công cụ kiểm tra phép tính của giá trị đã nhập; nó không quyết định giá trị đó có chi phối dự án hay không.

So sánh cùng lưu lượng yêu cầu với cả hai công suất

Kết quả Q là tổng lưu lượng đỉnh cần thiết cho diện tích hiệu dụng đã nhập. Công cụ không giảm Q vì có nhiều cửa thu. Nếu các cửa thu hoặc đoạn máng phục vụ những tiểu lưu vực khác nhau, hãy xác định các diện tích đó bên ngoài công cụ theo phương pháp chi phối rồi đánh giá từng hệ thống với diện tích được phân.

Chuỗi thoát nước mái bị giới hạn bởi bộ phận yếu nhất. So sánh riêng cùng một lưu lượng với công suất máng xối và công suất gộp của toàn bộ hệ thống cửa thu/ống đứng:

dự phòng của máng = công suất định mức của máng − lưu lượng đỉnh yêu cầu

dự phòng của hệ thống cửa thu = công suất gộp định mức của cửa thu/ống đứng − lưu lượng đỉnh yêu cầu

công suất đã dùng (%) = lưu lượng yêu cầu ÷ công suất định mức × 100

Dự phòng không âm nghĩa là công suất công bố đã nhập lớn hơn tải lập phương án được tính. Điều đó không chứng minh tuân thủ quy chuẩn hay hiệu năng thực tế. Máng có thể đạt trong khi hệ thống cửa thu không đạt, hoặc ngược lại. Phải giữ hai phép kiểm tra tách biệt.

Chỉ dùng số liệu của đúng hệ thống đang chọn. Công suất thay đổi theo tiết diện và kích thước máng, vật liệu, độ dốc, chiều dài dòng chảy, chiều cao an toàn, vị trí và hình dạng cửa thu, số lượng cửa thu, kích thước ống đứng, chi tiết đầu vào và điều kiện thử có áp hay không áp. Giá trị của cửa thu phải là công suất gộp đã thử nghiệm hoặc công bố của toàn bộ cấu hình phục vụ diện tích đã nhập, không phải công suất một ống nhân với giả định chia đều, trừ khi dữ liệu sản phẩm và phương pháp áp dụng cho phép. Chỉ diện tích tiết diện danh nghĩa của ống không phải là định mức hệ thống đáng tin cậy vì cổ thoát của máng có thể là điểm khống chế.

Nếu không có số liệu công suất đáng tin cậy, hãy dùng lưu lượng đỉnh đã tính làm công suất tối thiểu để đối chiếu với từng hệ thống, không coi đó là khuyến nghị về bề rộng máng, đường kính ống hay số cửa thu.

Ví dụ tính toán

Giả sử phương pháp chi phối phân 100 m² diện tích hiệu dụng cho hệ thống đang xét và cường độ mưa thiết kế tại địa phương là 150 mm/h:

Q = 100 × 150 ÷ 3.600 = 4,167 L/s

Nếu đúng cấu hình máng được chọn có công suất công bố 4,8 L/s và toàn bộ cụm cửa thu/ống đứng có công suất gộp 4,5 L/s:

• dự phòng của máng: 4,8 − 4,167 = 0,633 L/s;
• dự phòng của hệ thống cửa thu: 4,5 − 4,167 = 0,333 L/s;
• công suất máng đã sử dụng: khoảng 86,8%;
• công suất hệ thống cửa thu đã sử dụng: khoảng 92,6%.

Phép so sánh này chỉ hỗ trợ chọn sản phẩm sơ bộ khi 100 m² là đúng diện tích tiểu lưu vực hiệu dụng và số liệu công bố khớp với tiết diện, độ dốc và toàn bộ cấu hình thực tế. Không được tự động chia mái 200 m² có hai cửa thu thành 100 m² mỗi cửa nếu phương pháp và hình học thoát nước không phân hai tiểu lưu vực bằng nhau. Công cụ cũng không kiểm tra chiều cao an toàn, đường thoát tràn hay yêu cầu lắp đặt tại địa phương.

Những giới hạn quan trọng trước khi thi công

• Xác nhận tại địa phương thời đoạn mưa, chu kỳ lặp hoặc AEP và phương pháp diện tích hiệu dụng bắt buộc. Công cụ không cung cấp dữ liệu mưa hoặc diễn giải quy chuẩn xây dựng.
• Kiểm tra công suất thử nghiệm hoặc công bố của đúng sản phẩm. Bề rộng máng danh nghĩa, đường kính ống và quy tắc diện tích mái chung không thay thế cho định mức lưu lượng của cả hệ thống.
• Bố trí đường thoát tràn an toàn để nước không bị giữ lại sát tường, lối vào, móng hoặc chi tiết mái dễ hư hại khi hệ thống chính tắc nghẽn hoặc trận mưa vượt mức thiết kế.
• Rác, lưới chắn lá, băng, tuyết, độ dốc kém, võng, mối nối, lưới lọc, cút và bảo trì kém có thể giảm công suất thực.
• Xét riêng khe mái, tường chắn mái, tường đứng, nước từ mái cao và vùng phục vụ cửa thu không bằng nhau. Không giả định nhiều cửa thu chia đều mái.
• Bảo đảm ống đứng xả vào hệ thống hợp pháp hoặc theo đường bề mặt ổn định ra xa công trình. Công cụ không định cỡ cống ngầm, công trình thấm, bể chứa hay chống xói.
• Cần thiết kế riêng cho máng âm hoặc máng hộp, thoát nước kín, mái lớn hoặc khác thường, công trình quan trọng, khí hậu khắc nghiệt hoặc đường tràn không chắc chắn.

Tham khảo phương pháp định cỡ tôn kim loại được công nhận tại Hoa Kỳ trong công cụ SMACNA. Hướng dẫn kiểm soát ẩm của US EPA nhấn mạnh diện tích và độ dốc mái, cường độ mưa, yêu cầu địa phương và công suất hữu ích. Bảng thiết kế USDA NRCS cho thấy ảnh hưởng của tiết diện, kích thước, độ dốc, chiều cao an toàn và ống tương thích. Dữ liệu nhà sản xuất như hướng dẫn FloPlast cho thấy vị trí cửa thu và độ dốc máng phải khớp với định mức được sử dụng.