第第4章章建筑屋面雨水排水系统建筑屋面雨水排水系统4-1屋面雨水排放方式屋面雨水排放方式按雨水管道的位置分为按雨水管道的位置分为按雨水管道的位置分为按雨水管道的位置分为: :外外外外排水系统和排水系统和排水系统和排水系统和内内内内排水系统。排水系统。排水系统。排水系统。在实际设计时，应根据建筑物的类型，建筑结构形式，在实际设计时，应根据建筑物的类型，建筑结构形式，在实际设计时，应根据建筑物的类型，建筑结构形式，在实际设计时，应根据建筑物的类型，建筑结构形式，屋面面积大小，当地气候条件及生产生活的要求，经过屋面面积大小，当地气候条件及生产生活的要求，经过屋面面积大小，当地气候条件及生产生活的要求，经过屋面面积大小，当地气候条件及生产生活的要求，经过技术技术技术技术经济比较经济比较经济比较经济比较来选择排除方式。一般情况下，应尽量采用来选择排除方式。一般情况下，应尽量采用来选择排除方式。一般情况下，应尽量采用来选择排除方式。一般情况下，应尽量采用外排水外排水外排水外排水系统或者系统或者系统或者系统或者两种两种两种两种排水系统综合考虑。排水系统综合考虑。排水系统综合考虑。排水系统综合考虑。u外排水是指屋面外排水是指屋面不不设雨水斗，建筑物雨水斗，建筑物内部没有内部没有雨水雨水管道的雨水排放方式。管道的雨水排放方式。u按屋面有无天沟，又分按屋面有无天沟，又分为普通普通外排水和外排水和天沟天沟外排水外排水两种方式。两种方式。 外外 排排 水水1.1.普通外排水普通外排水（檐沟外排水）（檐沟外排水） 普通外排水由普通外排水由檐沟檐沟和和水落管水落管组成。成。 水落管多用水落管多用镀锌铁皮管皮管或或铸铁管管， 镀锌铁皮管皮管为方形，断面尺寸一般方形，断面尺寸一般 为8080mmlOOmmmmlOOmm或或8080mml20mmmml20mm，铸铁 管管径管管径为7575mmmm或或100100mmmm。 根据根据降雨量降雨量和管道的和管道的通水能力通水能力确确定定 1 1根根水落管服水落管服务的的屋面面屋面面积，再根，再根 据屋面形状和面据屋面形状和面积确定水落管确定水落管间距距。 据据经验民用建筑水落管民用建筑水落管间距距为8 8 12 12m m，工工业建筑建筑为18182424m m。 普通外排水适用于普通外排水适用于普通住宅普通住宅、一一般般 公共建筑公共建筑和和小型小型单跨跨厂厂房房。 天沟外排水天沟外排水 天沟外排水 天沟外排水系天沟外排水系统由天沟、雨水斗和排水立管由天沟、雨水斗和排水立管组成成 天沟外排水系天沟外排水系统适用于适用于长度度不超不超过lOOmlOOm的多跨工的多跨工业厂房厂房。 天沟的排水断面形式根据屋面情况而定，一般多天沟的排水断面形式根据屋面情况而定，一般多为矩形和梯形矩形和梯形 天沟坡度一般在天沟坡度一般在0.0030.006之间。之间。 天沟应以建筑物伸缩缝或沉降缝为屋面分水线，在分水线两侧分别设置。天沟应以建筑物伸缩缝或沉降缝为屋面分水线，在分水线两侧分别设置。 天沟的长度应根据地区暴雨强度、建筑物跨度、天沟断面形式等进行水力天沟的长度应根据地区暴雨强度、建筑物跨度、天沟断面形式等进行水力计算确定，一般计算确定，一般不要超过不要超过50m。 排水安全可靠，排水安全可靠，节省管材，施工省管材，施工简便，有利于厂房内空便，有利于厂房内空间利用，可减小利用，可减小厂区厂区 雨水管道的埋深。但屋面雨水管道的埋深。但屋面垫层厚，厚，结构构负荷增大；晴天屋面堆荷增大；晴天屋面堆积灰灰尘多，雨多，雨 天天沟排水不天天沟排水不畅；寒冷地区排水立管可能；寒冷地区排水立管可能冻裂的缺点。裂的缺点。 天沟外排水天沟外排水 屋面雨水内排水系统屋面雨水内排水系统 内排水是指屋面内排水是指屋面设雨水斗设雨水斗，建筑物，建筑物内部有雨水管道内部有雨水管道的雨水排水系统。的雨水排水系统。 适用：适用：跨度大跨度大、特别长特别长的的多跨多跨工业厂房，工业厂房，锯齿形锯齿形或或壳形壳形屋面厂房及屋面有屋面厂房及屋面有天窗天窗的厂房。对于建筑正面要求的厂房。对于建筑正面要求高的高层建筑，大屋面建筑及寒冷地区的建筑，在墙外高的高层建筑，大屋面建筑及寒冷地区的建筑，在墙外设置雨水排水立管有困难时，也可考虑采用内排水形式。设置雨水排水立管有困难时，也可考虑采用内排水形式。 屋面雨水内排水系统屋面雨水内排水系统u内排水系统的组成内排水系统的组成 内排水系统由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排内排水系统由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。出管、埋地干管和检查井组成。u内排水系统分类内排水系统分类 单单斗斗和和多多斗斗雨雨水水排排水水系系统统两两类类。在在设设计计中中宜宜采采用用单斗雨水排水系统。单斗雨水排水系统。 按按排排除除雨雨水水的的安安全全程程度度，内内排排水水系系统统分分为为敞敞开开式式（重力排水）和（重力排水）和密闭式密闭式内排水系统（压力排水）。内排水系统（压力排水）。 屋面雨水内排水系统屋面雨水内排水系统内排水系统的布置与敷设内排水系统的布置与敷设雨水斗雨水斗u雨水斗是一种专用装置，设在屋面雨水由天沟进入雨水管道的入口处。雨水斗是一种专用装置，设在屋面雨水由天沟进入雨水管道的入口处。u雨雨水水斗斗有有6565型型、7979型型和和8787型型。有有7575、100100、150150和和200200mmmm四四种种规规格格。在在阳阳台台、花台、供人们活动的屋面及窗井处可采用花台、供人们活动的屋面及窗井处可采用平箅式平箅式雨水斗。雨水斗。u内内排排水水系系统统布布置置雨雨水水斗斗时时应应以以伸伸缩缩缝缝，沉沉降降缝缝和和防防火火墙墙作作为为天天沟沟分分水水线线，各自自成排水系统。各自自成排水系统。u布布置置雨雨水水斗斗时时，除除了了按按水水力力计计算算确确定定雨雨水水斗斗的的间间距距和和个个数数外外，还还应应考考虑虑建建筑筑结结构构特特点点使使立立管管沿沿墙墙柱柱布布置置，以以固固定定立立管管。接接入入同同一一立立管管的的雨雨水水斗斗，其其安安装装高高度度宜宜在在同同一一标标高高层层。当当两两个个雨雨水水斗斗连连接接在在同同1 1根根悬悬吊吊管管上上时时，应应将将靠靠近近立管的雨水斗口径减少立管的雨水斗口径减少1 1级。级。u当当采采用用多多斗斗排排水水系系统时，雨雨水水斗斗宜宜对立立管管作作对称称布布置置。1 1根根悬吊吊管管上上连接接的雨水斗不得多于的雨水斗不得多于4 4个个，且雨水斗不能，且雨水斗不能设在立管在立管顶端。端。 (2)连接管连接管连连接接管管一一般般与与雨雨水水斗斗同同径径，但但不不宜宜小小于于1OOmm。连连接接管管应应牢牢固固固固定定在建筑物的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。在建筑物的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。(3)悬吊管悬吊管管管径径不不小小于于连连接接管管管管径径，也也不不应应大大于于300mm；悬悬吊吊管管沿沿屋屋架架悬悬吊吊，坡坡度度不不小小于于0.005。在在悬悬吊吊管管的的端端头头和和长长度度大大于于15m的的悬悬吊吊管管上上设设检检查口或带法兰盘的三通，位置宜靠近墙柱，以利检修。查口或带法兰盘的三通，位置宜靠近墙柱，以利检修。连接管与悬吊管，悬吊管与立管间宜采用连接管与悬吊管，悬吊管与立管间宜采用450三通或三通或900斜三通连接。斜三通连接。悬悬吊吊管管采采用用铸铸铁铁管管，用用铁铁箍箍，吊吊卡卡固固定定在在建建筑筑物物的的桁桁架架或或梁梁上上。在在管道可能受振动或生产工艺有特殊要求时，可采用管道可能受振动或生产工艺有特殊要求时，可采用钢管钢管，焊接连接。，焊接连接。内排水系统的布置与敷设内排水系统的布置与敷设连接管、悬吊管连接管、悬吊管连接管、悬吊管连接管、悬吊管(4)立管立管1根根立立管管连连接接的的悬悬吊吊管管根根数数不不多多于于2根根，立立管管管管径径不不得得小小于于悬悬吊吊管管管管径径。立立管管宜宜沿沿墙墙、柱柱安安装装，在在距距地地面面1m处处设设检检查查口口。立立管管的的管管材材和和接接口口与与悬悬吊吊管相同。管相同。(5)排出管排出管管管径径不不得得小小于于立立管管管管径径，排排出出管管与与下下游游埋埋地地管管在在检检查查井井中中宜宜采采用用管管顶顶平平接接，水水流流转转角角不不得得小小于于1350；内排水系统的布置与敷设内排水系统的布置与敷设立管、排出管立管、排出管立管、排出管立管、排出管(6)埋地管埋地管埋地管埋地管最小管径为最小管径为200，最大不超过，最大不超过600mm。埋地管一般采用混凝土管、埋地管一般采用混凝土管、钢筋混凝土管或陶土管，管道坡度按钢筋混凝土管或陶土管，管道坡度按生产废水管道最小坡度生产废水管道最小坡度计算。计算。(7)附属构筑物附属构筑物常见的附属构筑物有常见的附属构筑物有检查井、检查口井和排气井检查井、检查口井和排气井，用于雨水管道的清扫、，用于雨水管道的清扫、检修、排气。检修、排气。检查井适用于检查井适用于敞开式敞开式内排水系统，设置在排出管与埋地管连接处、埋地管内排水系统，设置在排出管与埋地管连接处、埋地管转弯、变径及超过转弯、变径及超过30m的直线管路上。检查井井深不小于的直线管路上。检查井井深不小于0.7m，井内采用井内采用管管顶平接顶平接，井底设高流槽，流槽应高出管顶，井底设高流槽，流槽应高出管顶200mm。埋地管起端几个检查井与排出管间应设排气井。埋地管起端几个检查井与排出管间应设排气井。密闭密闭内排水系统的埋地管上设内排水系统的埋地管上设检查口检查口，将检查口放在检查井内，便于清通，将检查口放在检查井内，便于清通检修，称检查口井。检修，称检查口井。内排水系统的布置与敷设内排水系统的布置与敷设埋地管埋地管埋地管埋地管、附属构筑物附属构筑物附属构筑物附属构筑物排排气气井井4 42 2 雨水内排水系雨水内排水系统中的水气流中的水气流动物理物理现象象 一、一、单斗雨水系斗雨水系统 1.雨水斗泄流状态雨水斗泄流状态 雨水排泄能力取决于天沟雨水排泄能力取决于天沟位置、高度、天沟水深、管道位置、高度、天沟水深、管道摩阻及雨水斗的局部阻力。主摩阻及雨水斗的局部阻力。主要取决于天沟位置、高度。要取决于天沟位置、高度。 2.悬悬吊吊管管和和立立管管内内的的压压力力变变化化规律规律 悬吊管起端呈正吊管起端呈正压，悬吊吊管末端和立管的上部呈管末端和立管的上部呈负压，立管下部呈正立管下部呈正压。3.排出管排出管4.4.埋地管埋地管 单单斗斗雨雨水水系系统统压压力力变变化化曲曲线线 同一建筑屋面上降雨是均匀的，若两个雨同一建筑屋面上降雨是均匀的，若两个雨水斗距离立管的水斗距离立管的远近不同，即使两个雨水斗的近不同，即使两个雨水斗的直径和直径和汇水面水面积都相同，其泄流是不同的。都相同，其泄流是不同的。每每个雨水斗的泄流量与个雨水斗的泄流量与悬吊管上雨水斗吊管上雨水斗总个数及个数及离排水立管的距离有关。离排水立管的距离有关。 离离立立管管近近的的雨雨水水斗斗泄泄水水能能力力大大；离离立立管管远远，则泄水能力小。则泄水能力小。二、多斗雨水排水系统二、多斗雨水排水系统二、多斗雨水排水系统二、多斗雨水排水系统二、多斗雨水排水系统二、多斗雨水排水系统1.1根立管连接根立管连接2个雨水斗时，宜设个雨水斗时，宜设2根悬吊管根悬吊管对称对称布布置，每根悬吊管只连接置，每根悬吊管只连接1个雨水斗，使立管位于个雨水斗，使立管位于2个雨水斗之间，以免个雨水斗之间，以免2个雨水斗泄水时互相干扰，个雨水斗泄水时互相干扰，减少总泄流量。减少总泄流量。2.1根立管连接根立管连接4个雨水斗时，也宜设个雨水斗时，也宜设2根根悬吊管，悬吊管，对对称称布置，每根悬吊管设布置，每根悬吊管设2个雨水斗。个雨水斗。3.1根悬吊管设根悬吊管设2个雨水斗时，近立管雨水斗应尽量个雨水斗时，近立管雨水斗应尽量靠近立管，以增大系统泄水量。同时两个雨水斗靠近立管，以增大系统泄水量。同时两个雨水斗间距间距不宜过大。不宜过大。4.1根悬吊管连接的雨水斗不宜超过根悬吊管连接的雨水斗不宜超过2个。个。4-3 4-3 雨水排水系统的水力计算雨水排水系统的水力计算1.1.设计暴雨强度设计暴雨强度q qq q 单位时间内单位面积上的降雨体积（单位时间内单位面积上的降雨体积（L/s10L/s104 4）hh某一连续降雨时段内的平均降雨量（某一连续降雨时段内的平均降雨量（/ /minmin） 设设计计暴暴雨雨强强度度公公式式中中有有设设计计重重现现期期P P和和屋屋面面集集水水时时间间t t，2 2个个参参数数。设设计计重重现现期期应应根根据据生生产产工工艺艺及及建建筑筑物物的的性性质质确确定定，一一般般采采用用2-52-5年年，重重要要建建筑筑不不小小于于1010年年；工工业业建建筑筑由由生生产产工工艺艺、重要程度确定。重要程度确定。屋面集水时间按屋面集水时间按5 5minmin计算计算。 降雨量：降雨深度降雨量：降雨深度H H（）（）2 2汇水面积汇水面积F F 屋屋面面雨雨水水汇汇水水面面积积较较小小，一一般般以以计计算算。屋屋面面都都有有一一定定坡坡度度，汇汇水水面面积积不不按按实实际际面面积积而而是是按按水水平平投投影影面面积积计计算算。考考虑侧墙面积。虑侧墙面积。4-3 4-3 雨水排水系统的水力计算雨水排水系统的水力计算3屋面径流屋面径流系数系数一般取一般取0.9。4.雨水量计算公式雨水量计算公式Q=Fq5/10000Q= Fh5/3600Q屋面雨水设计流量，屋面雨水设计流量，Ls；F屋面设计汇水面积，；屋面设计汇水面积，；q5当地降雨历时为当地降雨历时为5min时的暴雨强度，时的暴雨强度，Ls104h5当地降雨历时为当地降雨历时为5min时的小时降雨厚度，时的小时降雨厚度，mmh；屋面径流屋面径流系数。系数。u根根据据屋屋面面坡坡向向和和建建筑筑物物立立面面要要求求等等情情况况，按按经经验验布布置置立立管管，划划分分并并计计算算每每根根立立管管的的汇汇水水面面积积，按按公公式式计计算算每每根根立立管管需需排排泄泄的的雨雨水水量量Q。查查表表72，使使设设计计雨雨水量不大于表中最大设计泄流量，确定雨水立管管径。水量不大于表中最大设计泄流量，确定雨水立管管径。普通外排水设计计算普通外排水设计计算天天沟沟外外排排水水设设计计计计算算主主要要是是配配合合土土建建要要求求，设设计计天天沟沟的的形形式式和和断断面面尺尺寸寸，确确定定天天沟沟汇汇水水长长度度。天天沟沟断断面面形形式式多多采采用用矩矩形形或或梯梯形形，具具体体尺尺寸寸应应由由计计算算确确定定。为为了了排排水水安安全全可可靠靠，天天沟沟应应有有不不小小于于100mm的的保保护护高高度度，天天沟沟起起点点水水深深不不小小于于80mm。对对于于粉粉尘尘较较多多的的厂厂房房，应应适适当当增增大大天天沟沟断断面面，以以保保证证天天沟沟排排水畅通。水畅通。屋面天沟为屋面天沟为明渠明渠排水，天沟水流流速可按明渠排水，天沟水流流速可按明渠均匀流公式计算均匀流公式计算天沟外排水设计计算天沟外排水设计计算1)确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积F2)根据暴雨强度重现期计算根据暴雨强度重现期计算5min暴雨强度暴雨强度q5；3)利用利用(71)式计算雨水量式计算雨水量Q；4)初步确定天沟形式和断面尺寸；初步确定天沟形式和断面尺寸；5)计算天沟泄流量计算天沟泄流量QTv；6)比较比较Q与与QT，若若QT29 L/s42L/s29 L/s，满足要求满足要求内排水系统设计计算内排水系统设计计算 内内排排水水系系统设计计算算包包括括选择布布置置雨雨水水斗斗，布布置置并并计算算确确定定连接接管管、悬吊吊管管、立立管管、排排出出管管和和埋埋地地管管的的管管径径。为简化化计算算过程程，可可将将雨雨水水斗斗和和雨雨水水管管道道的的最最大大允允许泄泄流流量量换算算成成不不同同小小时降降雨雨厚度厚度h h5 5情况下情况下最大允最大允许汇水面水面积。F=NQ / kF=NQ / k1 1FF最大允许汇水面积，；最大允许汇水面积，；k k1 1渲泄能力系数，屋面坡度小于渲泄能力系数，屋面坡度小于2.5%2.5%，按，按1 1计算。计算。Q Q 最大允许泄流量最大允许泄流量 L/sL/sNN取决于取决于5 5minmin小时降雨厚度系数表小时降雨厚度系数表7-57-5内排水系统设计计算内排水系统设计计算1.1.雨水斗雨水斗 在在设设计计时时，应应根根据据屋屋面面坡坡向向和和建建筑筑物物内内部部墙墙，梁梁、柱柱的的位位置置，合合理理布布置置雨雨水水斗斗，计计算算每每个个雨雨水水斗斗的的汇汇水水面面积积，根根据据当当地地的的5 5minmin降雨厚度，查降雨厚度，查附录附录7-17-1确定雨水斗直径确定雨水斗直径2.2.连接管：同雨水斗连接管：同雨水斗内排水系统设计计算内排水系统设计计算内排水系统设计计算内排水系统设计计算悬吊管悬吊管u悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、管道坡度、管道长度等因素有关。悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、管道坡度、管道长度等因素有关。u当建筑屋面渲泄能力系数当建筑屋面渲泄能力系数k11，5min小时降雨厚度小时降雨厚度h5100mmh时，多斗时，多斗系统悬吊管最大允许汇水面积见系统悬吊管最大允许汇水面积见附录附录72。单斗系统悬吊管泄流能力比同样条。单斗系统悬吊管泄流能力比同样条件下多斗系统增大约件下多斗系统增大约20左右。当建筑屋面坡度大于左右。当建筑屋面坡度大于2.5，渲泄能力系数，渲泄能力系数k11时，应将实际汇水面积时，应将实际汇水面积折算折算成相当于是成相当于是kl时的汇水面积时的汇水面积FFk1F(76)F相当于相当于k11时的汇水面积，；时的汇水面积，；k1渲泄能力系数；渲泄能力系数；F实际汇水面积，。实际汇水面积，。u当该地当该地5min小时降雨厚度小时降雨厚度h5100mmh时，应按下式将汇水面积时，应按下式将汇水面积F（或或F）换算成换算成h5100mmh的汇水面积后再查附录的汇水面积后再查附录72定悬吊管管径和坡度。定悬吊管管径和坡度。uF100h5F/100F100相当于相当于h5100mmh时的汇水面积，；时的汇水面积，；h5该地该地5min小时降雨厚度小时降雨厚度mmh4立管立管立立管管管管径径与与悬悬吊吊管管管管径径相相同同，其其泄泄流流量量还还应应满满足足表表72的的要要求求。若若1根根立立管管连连接接2根根悬悬吊吊管管时时，应应先先计计算算立立管管的的汇汇水水面面积积F，再再根根据据5min小小时时降降雨雨厚厚度度h5，查查附附录录73“k11时立管最大允许汇水面积表时立管最大允许汇水面积表”确定管径。确定管径。5排出管排出管排出管管径一般与立管管径相同，也可以比立管放大排出管管径一般与立管管径相同，也可以比立管放大1级管径。级管径。6埋地管埋地管为排水通畅，埋地管坡度应不小于为排水通畅，埋地管坡度应不小于0.003。敞开式内排水系统按非满流设计，。敞开式内排水系统按非满流设计，其最大允许充满度在管径小于或等于其最大允许充满度在管径小于或等于300mm时为时为0.50；管径；管径350450mm时为时为0.65；管径大于或等于；管径大于或等于500mm时为时为0.80。密闭式内排水系统按满流计算。以上两种系统。密闭式内排水系统按满流计算。以上两种系统的埋地管最大允许汇水面积分别见附录的埋地管最大允许汇水面积分别见附录74和和75。埋地管计算方法和步骤与悬吊。埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。管相同。内排水系统设计计算内排水系统设计计算例例72某某工工业业厂厂房房雨雨水水内内排排水水系系统统见见图图710，悬悬吊吊管管对对称称布布置置，每每根根悬悬吊吊管管连连接接2个个雨雨水水斗斗，每每个个雨雨水水斗斗的的实实际际汇汇水水面面积积为为432。设设计计重重现现期期为为1年年，屋屋面面渲渲泄泄能能力力系系数数k1=1.5，该该地地5min小小时时降降雨雨厚厚度度h560h。采采用用密密闭闭式式排排水水系系统统，计计算算确定各管段管径确定各管段管径解：解：1.求每个雨水斗考虑渲泄能力系数时的求每个雨水斗考虑渲泄能力系数时的汇水面积汇水面积F100，Fk1F1.5432648()2.求每个雨水斗相当于求每个雨水斗相当于h5100mmh时的时的汇水面积汇水面积F100F100h5F10010060648100388.8()3.选择雨水斗选择雨水斗查附录查附录7-1的多斗系统，的多斗系统，h560mmh，选选DN=100的雨水斗的雨水斗（474648774）4.连接管管径连接管管径连接管管径与雨水斗直径相同，连接管管径与雨水斗直径相同，DN=1005.悬吊管管径悬吊管管径为为排排水水畅畅通通，悬悬吊吊管管坡坡度度取取0.010，管管段段12折折算算汇汇水水面面积积为为388.8，查查附附录录72，DN150mm(182388.8536)；管管段段23折折算算汇汇水水面面积积为为388.82777.6，查附录，查附录72，DN200mm，(536777.61156)。6.立管管径立管管径立立管管汇汇水水面面积积为为64842592，查查附附录录73，h560mmh时时，DN=200（252025924500）。且且满满足立管管径不小于悬吊管管径的要求。足立管管径不小于悬吊管管径的要求。7.排出管管径排出管管径排排出出管管管管径径与与立立管管管管径径相相同同DN200mm。排排出出管管折折算算汇汇水水面面积积：F100777.62=1555.2，查查附附录录72，当当排排出出管管管管径径取取DN200mm时时，只只要要排排出出管管坡坡度度大大于于0.020，就可以满足要求，就可以满足要求(1555.21635)。8埋地管管径埋地管管径埋埋地地管管坡坡度度取取0.005，查查附附录录75(密密闭闭系系统统)，计计算算结果见表结果见表77。内排水系统设计计算内排水系统设计计算内排水系统设计计算内排水系统设计计算