建筑屋面雨水排水系統(tǒng)教程

4.1屋面雨水系統(tǒng)的分類與組成4.2雨水內(nèi)排水系統(tǒng)中水氣流動的物理現(xiàn)象4.3雨水排水系統(tǒng)的水力計算4.4壓力流（虹吸式）雨水排水系統(tǒng)

第4章建筑屋面雨水排水系統(tǒng)第4章建筑屋面雨水排水系統(tǒng)概述建筑雨水排水系統(tǒng)是建筑物給排水系統(tǒng)的重要組成部分，它的任務(wù)是及時排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋頂積水對屋頂造成威脅，或造成雨水溢流、屋頂漏水等水患事故，以保證人們正常生活和生產(chǎn)活動。本章將對建筑物各種形式的雨水排水系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)介紹。屋面雨水系統(tǒng)按照管道的設(shè)置位置不同可分為外排水系統(tǒng)、內(nèi)排水系統(tǒng)。屋面雨水系統(tǒng)外排水系統(tǒng)內(nèi)排水系統(tǒng)4.1屋面雨水排水系統(tǒng)的分類與組成

按照雨水在管道內(nèi)的流態(tài)不同可分為：屋面雨水系統(tǒng)壓力流重力無壓流重力半有壓流4.1.1屋面雨水排水系統(tǒng)分類

按屋面的排水條件分檐溝、天溝和無溝排水。屋面雨水系統(tǒng)外排水系統(tǒng)無溝外排水檐溝外排水天溝外排水

按出戶埋地橫干管是否有自由水面分為敞開式和密閉式排水系統(tǒng)。屋面雨水系統(tǒng)密閉式排水系統(tǒng)敞開式排水系統(tǒng)

按一根立管連接的雨水斗數(shù)量分為單斗系統(tǒng)和多斗排水系統(tǒng)。屋面雨水系統(tǒng)多斗系統(tǒng)單斗系統(tǒng)1.檐溝外排水一般用于居住建筑，屋面面積比較小的公共建筑和單跨工業(yè)建筑，屋面雨水匯集到屋頂?shù)拈軠侠?，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管溝或排到地面。檐溝外排水雨水斗承雨斗檐溝立?.1.2建筑雨水排水系統(tǒng)的組成天溝一般用于排除大型屋面的雨、雪水。特別是多跨度的廠房屋面，多采用天溝外排水。溢流口山墻泄壓管消能池檢查井2.天溝外排水

所謂天溝，是指屋面上在構(gòu)造上形成的排水溝，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天溝流向建筑物的兩端，經(jīng)墻外的立管排到地面或排到雨水道。天溝消能池檢查井雨水斗沉降縫

2.天溝外排水雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)內(nèi)排水是指屋面設(shè)雨水水斗，雨水水管道設(shè)置置在建筑內(nèi)內(nèi)部的雨水排水水系統(tǒng)。雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)適用用于屋面跨跨度大、屋屋面曲折（（殼形、鋸鋸齒形）、、屋面有天天窗等設(shè)置天溝有有困難的情況，以以及高層建建筑、建筑筑立面要求求比較高的的建筑、大大屋頂建筑筑、寒冷地地區(qū)的建筑筑等不宜在室外外設(shè)置雨水水立管的情況，多多采用內(nèi)排排水。3雨水內(nèi)排水水系統(tǒng)↓單斗雨水排排水系統(tǒng)系系統(tǒng)：懸吊管上只只連接單個個雨水斗的的系統(tǒng)?！喽范酚晁潘到y(tǒng)系統(tǒng)統(tǒng)：懸吊管上連連接多個雨水斗斗（一般不得得多于4個）的系統(tǒng)。在條件允許許的情況下下，應(yīng)盡量量采用單斗斗排水，以充分發(fā)揮揮管道系統(tǒng)統(tǒng)的排水能能力，單斗斗系統(tǒng)的排排水能力大于多多斗系統(tǒng)。。多斗系統(tǒng)統(tǒng)的排水量量大約為單單斗的80%。內(nèi)排水系統(tǒng)統(tǒng)由天溝、、雨水斗、、連接管、、懸吊管、、立管、排出出管等部分分組成。1.雨水斗斗雨水斗是整整個雨水管管道系統(tǒng)的的進(jìn)水口，，主要作用是最大限度的的排泄雨、雪水水；對進(jìn)水具有有整流、導(dǎo)流作用，使水水流平穩(wěn)，以減減少系統(tǒng)的摻氣氣；同時具有攔截粗大雜雜質(zhì)的作用。目目前國內(nèi)內(nèi)常用的雨水斗斗為65型、79型型、87型雨水斗、平蓖雨水水斗、虹吸式雨雨水斗等.整流罩下沉式雨水斗進(jìn)水格柵排出管虹吸式雨水斗內(nèi)排水系統(tǒng)組成成2.連接管連接雨水斗與懸懸吊管的短管。。3.懸吊管懸吊管與連接管管和雨水立管連連接，見雨水內(nèi)內(nèi)排水系統(tǒng)圖，對于于一些重要的廠廠房，不允許室室內(nèi)檢查井冒水，不能設(shè)設(shè)置埋地橫管時時，必須設(shè)置懸懸吊管。4.立管接納雨水斗或懸懸吊管的雨水，，與排出管連接接。5.排出管將立管的水輸送送到地下管道中中，雨水排出管管設(shè)計時，要留有一一定的余地。6.埋地橫管密閉系統(tǒng)一般采采用懸吊管架空空排至室外的，，不設(shè)埋地橫管；敞敞開系統(tǒng)，室內(nèi)內(nèi)設(shè)有檢查井，，檢查井之間的管為埋地地敷設(shè)。7.附屬構(gòu)筑物物：檢查井、檢檢查口、排氣井井雨水常常把屋頂頂?shù)囊恍╇s物沖沖進(jìn)管道，為便便于清通，室內(nèi)雨水埋地管管之間要設(shè)置檢查井。。設(shè)計時應(yīng)注意，為防止止檢查井冒水，，檢查井深度不得小于0.7m。檢查井內(nèi)接管管應(yīng)采用管頂平平接，而且平面面上水流轉(zhuǎn)角不得小于135o。具體方式見下頁頁示意圖所示檢查井內(nèi)接管方方式135o屋面雨水排除必必須按重力流或或壓力流設(shè)計。。檐溝外排水系系統(tǒng)應(yīng)按重力流流設(shè)計；工業(yè)廠廠房、庫房、公公共建筑的大型型屋面雨水排水水、長天溝外排排水系統(tǒng)宜按壓壓力流設(shè)計；內(nèi)內(nèi)排水系統(tǒng)可按按重力流或壓力力流設(shè)計；大屋屋面工業(yè)廠房和和公共建筑宜按按多斗壓力流設(shè)設(shè)計，且同一壓壓力流系統(tǒng)的雨雨水斗宜設(shè)置在在同一水平面上上。高層建筑屋面雨雨水排水宜按重重力流設(shè)計。高高層建筑裙房屋屋面的雨水應(yīng)單單獨(dú)排放。陽臺臺排水系統(tǒng)應(yīng)單單獨(dú)設(shè)置，陽臺臺雨水立管底部部應(yīng)間接排水。。４.1.3雨雨水排出系統(tǒng)統(tǒng)的選用單斗雨水排水系系統(tǒng)：懸吊管上連接單單個雨水斗的雨雨水排水系統(tǒng)。。雨水斗水氣流動動狀態(tài)：降雨過程中，隨隨著降雨歷時的的延長，雨水斗斗泄流量Qy與天溝水深h、摻氣量比K、雨水入口處壓壓力值P1、流量遞增時間間t等諸參數(shù)的關(guān)系系見下頁圖。4.2內(nèi)排水系統(tǒng)中的的水氣流動物理理現(xiàn)象4.2.1單斗雨水系統(tǒng)QyQykP1QLj泄流量Qy與各個參數(shù)之間間的關(guān)系—１k—滲氣量比。。P1—雨水入口處處壓力值。kQyQyhL1ttBtAABQLjh泄流量Qy與各各個參數(shù)之間的關(guān)系——２h—天溝水深hL1—臨界水深T—流量遞增時時間懸吊管系統(tǒng)水氣氣流狀態(tài)懸吊管的泄流能能力遠(yuǎn)小于立管管，隨著天溝水水深的變化，懸懸吊管內(nèi)出現(xiàn)不不同的壓力狀態(tài)：重力流狀態(tài)氣水混合兩相流壓力流狀態(tài)重力流狀態(tài)：天溝水深比較小小時，雨水進(jìn)入入雨水斗時呈自由堰流狀態(tài)，懸吊管內(nèi)空氣貫通，為不滿流的重重力流狀態(tài)。氣水混合兩相流流：天溝水位增加，，泄流量增大，，懸吊管內(nèi)壓力力會出現(xiàn)壅水狀態(tài)的氣水水兩相流。如立管中形成成水塞，則會產(chǎn)產(chǎn)生抽吸作用，，利于雨水的排泄。壓力流狀態(tài)：滿流時為壓力流流。多斗系統(tǒng)雨水排排水系統(tǒng)：一根懸吊管上接接幾個（一般不不超過4個）雨雨水斗。特點(diǎn)：一根懸吊管上的的不同位置的雨水斗的泄流流能力不同，距距離立管越遠(yuǎn)的的雨水斗，泄流流量越小，距離離立管越近的雨雨水斗泄流量越越大。4.2.2多斗雨水排水系系統(tǒng)1.設(shè)計暴雨強(qiáng)度q設(shè)計暴雨強(qiáng)度公公式中應(yīng)有重現(xiàn)期p和屋面集水時間t兩個參數(shù)。設(shè)計計重現(xiàn)期應(yīng)根據(jù)據(jù)生產(chǎn)工藝及建建筑物的性質(zhì)確確定，一般采用一年，工業(yè)建筑可參參考下頁表各種種數(shù)據(jù)確定。4.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計算4.3.1雨水量計算2.匯水面積F(m2)屋面匯水面積一一般較小，一般般以m2計算。屋面有一一定的坡度，匯匯水面積應(yīng)按照照水平投影面積積計算。3.渲泄能力系數(shù)k1設(shè)計重現(xiàn)期為一一年，屋面坡度度小于2.5%時，k1取1.0；屋面坡度大于于2.5%時，k1取1.5～2.0。4.3雨水排水系統(tǒng)的的水力計算4.3.1雨水量計算4.雨水量計算公式式——屋面雨水設(shè)計流流量，L/s;——屋面設(shè)計匯水面面積，m2；——當(dāng)?shù)亟涤隁v時5min時的暴暴雨強(qiáng)度,L/（s?104m2）；——當(dāng)?shù)亟涤隁v時5min時的小小時降雨厚度,mm/h;——設(shè)計重現(xiàn)期為一一年時的屋面渲渲泄能力系數(shù)。。QFq5h5k1根據(jù)屋面坡度和建筑無立面要要求等情況，按按經(jīng)驗(yàn)布置立管管，劃分并計算算每根立管的匯水面積，計算每根立管管需排泄的雨水水量Q。查下下表使設(shè)計雨水水量不大于表中中最大設(shè)計泄流量量，確定雨水立管管管徑。管徑（mm）75100125150200最大設(shè)計泄流量（L/s）919294275雨水立管最大設(shè)設(shè)計泄流量普通外排水設(shè)計計計算屋面天溝為明渠渠排水時，天溝溝水流流速可按按明渠均流公式計算：：天溝外排水設(shè)計計計算——天溝水流速度；；——水力半徑；——天溝坡度；——天溝粗糙系數(shù)與與天溝材料及施施工情況有關(guān)；；（見下頁表格數(shù)數(shù)據(jù)）vRIn天溝壁面材料N水泥砂漿光滑抹面0.011普通水泥砂漿抹面0.012-0.013無抹面0.014-0.017噴漿護(hù)面0.016-0.021不整齊表面0.020豆砂瀝青瑪?shù)刂砻?.025天溝外排水設(shè)計計計算各種抹面天溝n值1.雨水斗渲泄流量與雨水水斗前水深有關(guān)關(guān)，隨水深增大大而增大，斗前前水深一般不超超過100mm。下表是雨水斗前前水深83.7mm時，一個雨水斗斗最大允許泄流流量。雨水斗直徑(mm)75100125150200單斗系統(tǒng)9.515.522.531.551.5多斗系統(tǒng)712182639天溝外排水設(shè)計計計算2.連接管：管徑一般和雨水水斗相同，直接接選用。3.懸吊管懸吊管的泄流流量與連接的的雨水斗個數(shù)、、管道坡度、、管道長度等因素有關(guān)。。當(dāng)建筑屋面渲渲泄能力系數(shù)數(shù)k1=1，5min小時降雨厚度度h5=100mm/h時，多斗系統(tǒng)統(tǒng)懸吊管最大大允許匯水面面積見附錄。。當(dāng)建筑屋面面坡度大于2.5%，渲泄能力系數(shù)數(shù)k1不等于1時，應(yīng)按匯水水面積折算成成相當(dāng)于k1=1時的匯水面積積F′。4.立管立管連接一根根懸吊管時，，立管管徑與與懸吊管管徑相同。若一根立管管連接兩根懸懸吊管時，應(yīng)應(yīng)計算立管的匯水面面積，再根據(jù)5min小時降雨厚度度h5、“k1=1時立管最大允允許匯水面積積表”確定管管徑。5.排出管管徑一般與立管相相同，為改善排水水系統(tǒng)的泄水水能力，也可可以比立管大大一級。6.埋地管為排水通暢，，坡度應(yīng)不小小于0.003。敞開式排水水系統(tǒng)按非滿滿流設(shè)計，最最大允許充滿滿度在管徑小小于或等于300mm時為0.50；管徑350～450mm時為0.65；管徑大于500mm時為0.80。密閉式內(nèi)排排水系統(tǒng)按滿滿流計算。埋地管計算方方法和步驟與與懸吊管相同同。內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)設(shè)計計算包括括選擇布置雨水水斗，布置并確定定連接管、懸吊吊管、立管、、排出管和埋埋地管。根據(jù)最大允許許泄流量換算算成最大允許匯水水面積：內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)設(shè)計計算（接下頁）N=3600/h5FQK1Nh5(mm/h)5060708090100110120140160180200N726051.445403632.73025.722.52018降雨強(qiáng)度h5與系數(shù)N的關(guān)系表——最大允許匯水水面積,m2；——最大允許泄流流量；——渲泄能力系數(shù)數(shù)；——取決于5min小時降雨厚的的系數(shù)度，取取值見下表（接上頁）壓力流排水系系統(tǒng)，同一系系統(tǒng)的雨水斗斗應(yīng)在同一水水平面上，長長天溝外排水水系統(tǒng)宜按單單斗壓力流設(shè)設(shè)計；密閉式式內(nèi)排水系統(tǒng)統(tǒng)，宜按壓力力流排水系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計；單斗斗壓力流排水水系統(tǒng)應(yīng)采用用65型和79型雨水斗；多多斗壓力流排排水系統(tǒng)應(yīng)采采用多斗壓力力流排水型雨雨水斗，其排排水負(fù)荷和狀狀態(tài)應(yīng)符合下下表的要求。。4.4壓壓力流（虹吸吸式）雨水派派水系統(tǒng)壓力流屋面雨雨水排水管道道總水頭損失失與流出水頭頭之和不得大大于雨水管進(jìn)進(jìn)、出口的幾幾何高差；懸懸吊管的水頭頭損失不得＞＞80kPa。懸吊管設(shè)計流流速不宜＜1m/s，，立管設(shè)計流流速不宜＞10m/s。壓力流排水管管系出口應(yīng)放放大管徑，其其出口水流速速度不宜＞1.8m/s，如其出口水水流速度＞1.8m/s時，應(yīng)采取消消能措施。壓力流排水系系統(tǒng)宜采用內(nèi)內(nèi)壁較光滑的的帶內(nèi)襯的承承壓排水鑄鐵鐵管、承壓塑塑料管和鋼塑塑復(fù)合管等，，其管材工作作壓力應(yīng)大于于建筑物凈高高度產(chǎn)生的靜靜水壓。用于于壓力流的塑塑料管，其管管材抗環(huán)變形形外力應(yīng)＞0.15MPa。單斗壓力流排排水系統(tǒng)計算算(1)單斗壓壓力流排水管管系設(shè)計負(fù)荷荷按公式式中Q——壓力流管管道負(fù)荷，L／s；D——管道計算算內(nèi)徑，m；；H——雨水管系系進(jìn)、出口幾幾何高差，m；L——計算管道道長度，m；；g——重力加速速度，9.81m／s2；ζ——局部阻力力系數(shù)，65型、79型型雨水斗ζ=1.00；；λ——沿程阻力力系數(shù)，按下下式計算。式中λ——沿程阻力力系數(shù)；D——管道計算算內(nèi)徑，m；；g——重力加速速度，9.81m/s2；n——管道內(nèi)壁壁粗糙系數(shù)。。２.多斗壓力流排排水系統(tǒng)計算算多斗壓力流排排水系統(tǒng)設(shè)計計計算的基本本要求與單斗斗壓力流排水水系統(tǒng)相同，，但多斗壓力力流排水管系系各節(jié)點(diǎn)的上上游不同支路路的計算水頭頭損失之差，，在管徑≤DN75時，不應(yīng)＞10kPa；在管徑≥DN100時，