建排06建筑雨水系统

1、 第第6 6章建筑屋面雨水排水系统章建筑屋面雨水排水系统q6.16.1建筑雨水排水系统的组成与分类建筑雨水排水系统的组成与分类q6.26.2雨水内排水系统中的水、气流动规律雨水内排水系统中的水、气流动规律q6.36.3雨水排水系统的水力计算雨水排水系统的水力计算6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.1 建筑雨水排水系统分类降落在建筑物屋面的雨水和雪水，特别是暴雨，在短时间内降落在建筑物屋面的雨水和雪水，特别是暴雨，在短时间内会形成积水，会形成积水，需要设置需要设置屋面雨水排水系统屋面雨水排水系统，有组织、有系统的将，有组织、有系统的将屋面雨水及时排除到室外屋面雨水及时排除到室外，否则会造成

2、四处溢流或屋面漏水，影，否则会造成四处溢流或屋面漏水，影响人们的生活和生产活动。响人们的生活和生产活动。 建筑建筑屋面雨水排水系统的分类屋面雨水排水系统的分类与与管道的设置、管内的压力、管道的设置、管内的压力、水流状态和屋面排水条件等有关。水流状态和屋面排水条件等有关。6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.1 建筑雨水排水系统分类 按建筑物按建筑物内部是否有雨水管道内部是否有雨水管道分为两类分为两类内排水系统内排水系统外排水系统外排水系统1.建筑物内部设有雨水管道建筑物内部设有雨水管道，屋面设雨水斗屋面设雨水斗的雨水排除系统为的雨水排除系统为内排水系统内排水系统，否则为，否则为外排水系统外

3、排水系统。 内排水系统内排水系统按照雨水排至室外的方法按照雨水排至室外的方法内排水系统内排水系统又分为又分为：架空管排水系统架空管排水系统埋地管排水系统埋地管排水系统雨水通过室内架空管道直接排至室外的排水管（渠），室内不设雨水通过室内架空管道直接排至室外的排水管（渠），室内不设埋地管的内排水系统埋地管的内排水系统称为称为架空管内排水系统架空管内排水系统；架空管内排水系统排水；架空管内排水系统排水安全，避免室内冒水，但需用金属管材多，易产生凝结水，管系内不安全，避免室内冒水，但需用金属管材多，易产生凝结水，管系内不能排入生产废水。能排入生产废水。 雨水通过室内埋地管道排至室外，室内不设架空管道的

4、内排水系雨水通过室内埋地管道排至室外，室内不设架空管道的内排水系统称为统称为埋地管内排水系统埋地管内排水系统。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.1 建筑雨水排水系统分类 按雨水在管道内的流态分为按雨水在管道内的流态分为重力无压流、重力半有压流和压力重力无压流、重力半有压流和压力流流三类。三类。 重力无压流重力无压流是指雨水是指雨水通过自由堰通过自由堰 流入管道，流入管道，在重力作用下附壁流在重力作用下附壁流动，管内压力正常，动，管内压力正常，这种系统也称为这种系统也称为堰流斗系统堰流斗系统。重力半有压流重力半有压流是是指管内气水混合指管内气水混合，在重力和负压抽吸双重作用下在重力和负

5、压抽吸双重作用下流动，流动，这种系统也称为这种系统也称为 8787雨水斗系统雨水斗系统。压力流压力流是指是指管内充满雨水，主要在负压抽吸作用下流动管内充满雨水，主要在负压抽吸作用下流动，这种系，这种系统也称为统也称为虹吸式系统虹吸式系统。 2.6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.1 建筑雨水排水系统分类按屋面的排水条件分为按屋面的排水条件分为檐沟排水檐沟排水、天沟排水天沟排水和和无沟排水无沟排水。 檐沟排水檐沟排水:当建筑屋面当建筑屋面面积较小时面积较小时，在屋檐下设置汇在屋檐下设置汇集屋面雨水的沟槽，集屋面雨水的沟槽，天沟排水天沟排水: :在在面积大且曲折的建筑物屋面设置汇集屋面积大且

6、曲折的建筑物屋面设置汇集屋面雨水的沟槽，面雨水的沟槽，将雨水将雨水排至建筑物的两侧排至建筑物的两侧， 无沟排水无沟排水:降落到屋面的降落到屋面的雨水沿屋面径流，直接流雨水沿屋面径流，直接流入雨水管道，入雨水管道，3.6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.1 建筑雨水排水系统分类按出户埋地横干管是否有自由水面按出户埋地横干管是否有自由水面分为分为敞开式排水系统和敞开式排水系统和密闭式排水系统两类。密闭式排水系统两类。 敞开式排水系统敞开式排水系统是是非满流的重力排水非满流的重力排水，管内有自由水面管内有自由水面，连接埋地连接埋地干管的检查井是普通检查井。干管的检查井是普通检查井。该系统可接纳

7、生产废水，省去生产废水该系统可接纳生产废水，省去生产废水埋地管，但是暴雨时会出现检查井冒水现象，雨水漫流室内地面，造埋地管，但是暴雨时会出现检查井冒水现象，雨水漫流室内地面，造成危害。成危害。 密闭式排水系统密闭式排水系统是是满流压力排水满流压力排水，连接埋地干管的检查井内连接埋地干管的检查井内 用密闭用密闭的三通连接，室内不会发生冒水现象。的三通连接，室内不会发生冒水现象。但不能接纳生产废水，需另设但不能接纳生产废水，需另设生产废水排水系统。生产废水排水系统。 4.6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.1 建筑雨水排水系统分类按一根立管连接的雨水斗数量分为按一根立管连接的雨水斗数量分为单

8、斗系统单斗系统和和多斗系统多斗系统。在重力无压流和重力半有压流状态下在重力无压流和重力半有压流状态下，由于互相干扰，由于互相干扰，多多斗系统中每个雨水斗的泄流量小于单斗系统的泄流量。斗系统中每个雨水斗的泄流量小于单斗系统的泄流量。 5.6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成普通外排水普通外排水由由檐沟檐沟和敷设在建和敷设在建筑物外墙的筑物外墙的立管立管组成，见图组成，见图6-16-1。降落到屋面的雨水沿屋面集流到降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入隔一定距离设置的立檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外的地面或雨水口管排至室外的地面或雨水口。 1. 1.

9、 普通外排水普通外排水承雨斗承雨斗立管立管雨水斗雨水斗檐沟檐沟女儿墙女儿墙6-16-1普通外排水普通外排水根据降雨量和管道的通水能力确定根据降雨量和管道的通水能力确定1 1根立管根立管服务的屋面面积，再根据屋面形状和面积确定立服务的屋面面积，再根据屋面形状和面积确定立管的间距。管的间距。普通外排水普通外排水适用于适用于普通住宅、一般的公共建普通住宅、一般的公共建筑和小型单跨厂房筑和小型单跨厂房。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成立管连接雨水斗并沿外墙布置。降落到屋立管连接雨水斗并沿外墙布置。降落到屋面上的雨水沿坡向天沟的屋面汇集到天沟，再面上的雨水沿坡向天沟

10、的屋面汇集到天沟，再沿天沟流至建筑物两端沿天沟流至建筑物两端( (山墙、女儿墙山墙、女儿墙) )，流入，流入雨水斗，经立管排至地面或雨水井。雨水斗，经立管排至地面或雨水井。天沟外排水系统天沟外排水系统适用于适用于长度不超过长度不超过100m100m的的多跨工业厂房多跨工业厂房。 天沟天沟溢流口溢流口山墙山墙泄压管泄压管消能池消能池检查井检查井雨水斗雨水斗图图6-2天沟外排水天沟外排水(-剖面剖面)2. 2. 天沟外排水天沟外排水天沟外排水由天沟外排水由天沟天沟、雨水斗雨水斗和和排水立管排水立管组组成。成。天沟设置在两跨中间并坡向端墙，雨水斗天沟设置在两跨中间并坡向端墙，雨水斗设在伸出山墙的天沟

11、末端，也可设在紧靠山墙设在伸出山墙的天沟末端，也可设在紧靠山墙的屋面的屋面，见图，见图6-26-2。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成天沟的排水断面形式应根据屋面情况而定，一般多为天沟的排水断面形式应根据屋面情况而定，一般多为矩形和梯形矩形和梯形。图图6-2 天沟外排水天沟外排水(平面平面)女儿墙分水线沉降缝天沟雨水斗立管检查井室外雨水管6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成天沟坡度不宜太大，以免天沟起端屋顶垫层过厚而增加结构的荷重，但天沟坡度不宜太大，以免天沟起端屋顶垫层过厚而增加结构的荷重，但也不宜太小，以免天沟抹面时局部出

12、现倒坡，使雨水在天沟中积存，造成屋也不宜太小，以免天沟抹面时局部出现倒坡，使雨水在天沟中积存，造成屋顶漏水，顶漏水，天沟坡度一般在天沟坡度一般在0.003-0.0060.003-0.006之间。之间。 天沟应天沟应以建筑物伸缩缝、沉降缝和变形缝为屋面分水线，在分水线两侧以建筑物伸缩缝、沉降缝和变形缝为屋面分水线，在分水线两侧分别设置天沟。分别设置天沟。 优点：优点：1 1）天沟外排水方式在屋面不设雨水斗，管道不穿过屋面，排水安全天沟外排水方式在屋面不设雨水斗，管道不穿过屋面，排水安全可靠，不会因施工不善造成屋面漏水或检查井冒水可靠，不会因施工不善造成屋面漏水或检查井冒水。 2 2）节省管材，施

13、工简便，有利于厂房内空间利用，也可减小厂区雨节省管材，施工简便，有利于厂房内空间利用，也可减小厂区雨水管道的埋深。水管道的埋深。缺点：缺点：1 1） 因天沟有一定的坡度，而且较长，排水立管在山墙外，也存在因天沟有一定的坡度，而且较长，排水立管在山墙外，也存在着屋面垫层厚，结构负荷增大；着屋面垫层厚，结构负荷增大； 2 2）晴天屋面堆积灰尘多，雨天天沟排水不畅；寒冷地区排水立管可）晴天屋面堆积灰尘多，雨天天沟排水不畅；寒冷地区排水立管可能冻裂的缺点。能冻裂的缺点。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成内排水系统一般由内排水系统一般由雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排

14、出管、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和附属构筑物几部分组成，如图埋地干管和附属构筑物几部分组成，如图6-36-3。 图图6-3 - -剖面剖面6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成降落到屋面上的雨水，沿屋面流入降落到屋面上的雨水，沿屋面流入雨水斗雨水斗，经，经连接管连接管、悬吊管悬吊管、流入流入立管立管，再经，再经排出管排出管流入雨水流入雨水检查井检查井，或经，或经埋地干管埋地干管排至室外雨水排至室外雨水管道。管道。 对于某些建筑物，由于受建筑结构形式、屋面面积、生产生活的对于某些建筑物，由于受建筑结构形式、屋面面积、生产生活的特殊要求以及当地气候

15、条件的影响，内排水系统可能只有其中的部分特殊要求以及当地气候条件的影响，内排水系统可能只有其中的部分组成。组成。内排水系统内排水系统适用于适用于跨度大、特别长的多跨建筑跨度大、特别长的多跨建筑，在屋面设天沟有在屋面设天沟有困难的锯齿形、壳形屋面建筑，屋面有天窗的建筑，建筑立面要求高困难的锯齿形、壳形屋面建筑，屋面有天窗的建筑，建筑立面要求高的建筑，大屋面建筑及寒冷地区的建筑的建筑，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，在墙外设置雨水排水立管有困难时，也可考虑采用困难时，也可考虑采用内排水形式内排水形式。 雨水斗是一种雨水斗是一种雨水由此进入排水管道的专用装置雨水由此进入排水管道

16、的专用装置，设在天沟设在天沟或屋面的最低处。或屋面的最低处。实验表明实验表明有雨水斗时，天沟水位稳定、水面旋有雨水斗时，天沟水位稳定、水面旋涡较小，水位波动幅度小，掺气量较小；无雨水斗时，天沟水位涡较小，水位波动幅度小，掺气量较小；无雨水斗时，天沟水位不稳定，水位波动幅度为大，掺气量较大不稳定，水位波动幅度为大，掺气量较大。6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成 雨水斗雨水斗 雨水斗有雨水斗有重力式重力式和和虹吸式虹吸式两类，见图两类，见图6-46-4。 图图6-46-46.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成重力式雨水斗由重力式雨水斗

17、由顶盖、进水格栅（导流顶盖、进水格栅（导流罩）、短管等构成罩）、短管等构成，进水格栅既可，进水格栅既可拦截较大拦截较大杂物又对进水具有整流、导流作用。杂物又对进水具有整流、导流作用。重力式雨水斗有重力式雨水斗有6565式、式、7979式和式和8787式式 3 3种，种，其中其中 8787式雨水斗的进式雨水斗的进 、出口面积比出口面积比（雨水（雨水斗格栅的进水孔有效面积与雨水斗下连接管斗格栅的进水孔有效面积与雨水斗下连接管面积之比）面积之比）最大最大，掺气量少，水力性能稳定，掺气量少，水力性能稳定，能迅速排除屋面雨水。能迅速排除屋面雨水。 重力式雨水斗8787式式为避免在设计降雨强度下为避免在设

18、计降雨强度下雨水斗掺雨水斗掺入空气入空气，虹吸式雨水斗设计为下沉式。虹吸式雨水斗设计为下沉式。挟带少量空气的雨水进入雨水斗的扩容挟带少量空气的雨水进入雨水斗的扩容进水室后，因室内有整流罩，雨水经整进水室后，因室内有整流罩，雨水经整流罩进入排出管，挟带的空气被整流罩流罩进入排出管，挟带的空气被整流罩阻挡，不易进入排水管阻挡，不易进入排水管。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成虹吸式雨水斗虹吸式雨水斗 虹吸式雨水斗由虹吸式雨水斗由顶盖、进水格顶盖、进水格栅、扩容进水室、整流罩（二次进水栅、扩容进水室、整流罩（二次进水罩）、短管等组成。罩）、短管等组成。虹吸式雨水斗

19、虹吸式雨水斗在阳台、花台和供人们活动的屋面，可采用在阳台、花台和供人们活动的屋面，可采用无格栅的无格栅的平箅式雨水斗平箅式雨水斗。平箅式。平箅式雨水斗的进出口面积比较小，在设计负荷范围内，其泄流状态为自由堰流。雨水斗的进出口面积比较小，在设计负荷范围内，其泄流状态为自由堰流。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成(2) (2) 连接管连接管 连接管是连接雨水斗和悬吊管的连接管是连接雨水斗和悬吊管的 l l 段段竖向短管竖向短管。连接管一般与雨水斗同连接管一般与雨水斗同径，径，连接管应牢固固定在建筑物的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。连接管应牢固固定在建筑物

20、的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。 (3) (3) 悬吊管悬吊管 悬吊管是悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱上的雨水横管悬吊管是悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱上的雨水横管。悬吊管悬吊管连接雨水斗和排水立管，其管径不小于连接管管径，也不应大于连接雨水斗和排水立管，其管径不小于连接管管径，也不应大于300mm300mm。塑。塑料管的最小设计坡度不小于料管的最小设计坡度不小于0.0050.005；铸铁管的最小设计坡度不小于铸铁管的最小设计坡度不小于0.010.01。在。在悬吊管的端头和长度大于悬吊管的端头和长度大于15m15m的悬吊管上设检查口或带法兰盘的三通，位置的悬吊管上设检查口或带法兰盘

21、的三通，位置宜靠近墙柱，以利检修。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4545三通或三通或90 90 斜三通连接。斜三通连接。悬吊管一般采用塑料管或铸铁管，固定在建筑物的桁架或梁上，在管道可悬吊管一般采用塑料管或铸铁管，固定在建筑物的桁架或梁上，在管道可能受振动或生产工艺有特殊要求时，可采用钢管，焊接连接能受振动或生产工艺有特殊要求时，可采用钢管，焊接连接。 6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成(4) (4) 立管立管 雨水排水立管承接悬吊管或雨水斗流来的雨水，雨水排水立管承接悬吊管或雨水斗流来的雨水，

22、一根立管连接的悬吊管根一根立管连接的悬吊管根数不多于两根数不多于两根，立管管径不得小于悬吊管管径。立管宜沿墙、柱安装，在立管管径不得小于悬吊管管径。立管宜沿墙、柱安装，在距地距地面面1m1m处设检查口处设检查口。立管的管材和接口与悬吊管相同。立管的管材和接口与悬吊管相同。 排出管是立管和检查井间的一段有较大坡度的横向管道，其管径不得小于排出管是立管和检查井间的一段有较大坡度的横向管道，其管径不得小于立管管径。立管管径。(5)(5)排出管排出管 排出管与下游埋地干管排出管与下游埋地干管在检查井中宜采用管顶平接在检查井中宜采用管顶平接，水流转角水流转角不得小于不得小于135135。 6.1建筑雨水

23、排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成埋地管埋地管敷设于室内地下敷设于室内地下，承接立管的雨水，并将其排至室外雨水管道。，承接立管的雨水，并将其排至室外雨水管道。埋地管最小管径为埋地管最小管径为200mm200mm，最大不超过，最大不超过600mm600mm。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。钢筋混凝土管或陶土管。 (6) (6) 埋地管埋地管 附属构筑物用于埋地雨水管道的检修、清扫和排气。附属构筑物用于埋地雨水管道的检修、清扫和排气。主要有主要有检查井、检查口井和排气井检查井、检查口井和排气井。 检查井检查井适用于适用于敞开式内排水系统敞开

24、式内排水系统，设置在排出管与埋地管连接处，埋设置在排出管与埋地管连接处，埋地管转弯、变径及超过地管转弯、变径及超过30m30m的直线管路上。的直线管路上。检查井井深不小于检查井井深不小于0.7m0.7m，井内采用管，井内采用管顶平接，井底设高流槽，流槽应高出管顶顶平接，井底设高流槽，流槽应高出管顶200mm200mm。6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.2 建筑雨水排水系统的组成排气井排气井 埋地管起端检查井与排出埋地管起端检查井与排出管间应设管间应设排气井排气井，见图，见图6-56-5。 水流从排出管流排入气井，水流从排出管流排入气井，与溢流墙碰撞消能，流速减小，与溢流墙碰撞消能，流速

25、减小，气水分离，水流经格栅稳压后气水分离，水流经格栅稳压后平稳流入检查井，气体由放气平稳流入检查井，气体由放气管排出。管排出。密闭内排水系统的埋密闭内排水系统的埋地管上设检查口，将检查口放地管上设检查口，将检查口放在检查井内，便于清通检修，在检查井内，便于清通检修，称称检查口井检查口井。 图6-5排气井6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.3 建筑雨水排水系统的选用选择选择建筑物屋面雨水排水系统时应根据建筑物屋面雨水排水系统时应根据建筑物的类型、建筑结构形式、建筑物的类型、建筑结构形式、屋面面积大小、当地气候条件以及生活生产的要求屋面面积大小、当地气候条件以及生活生产的要求，经过技术经济比

26、较，经过技术经济比较，本着既本着既安全安全又又经济经济的的原则原则选择雨水排水系统。选择雨水排水系统。 为此为此，密闭式系统优于敞开式系统，外排水系统优于内排密闭式系统优于敞开式系统，外排水系统优于内排水系统。堰流斗重力流排水系统的安全可靠性最差水系统。堰流斗重力流排水系统的安全可靠性最差。 安全的含义是指能迅速、及时地将屋面雨水排至室外，安全的含义是指能迅速、及时地将屋面雨水排至室外， 屋面溢水频率低，室内管道不漏水，地面不冒水。屋面溢水频率低，室内管道不漏水，地面不冒水。安全安全 虹吸式系统泄流量大虹吸式系统泄流量大, ,管径小管径小, ,造价最低造价最低; 87; 87斗重力流系统斗重力

27、流系统次之，堰流斗重力流系统管径最大，造价最高。次之，堰流斗重力流系统管径最大，造价最高。 经济是指在满足安全的前提下，系统的造价低，寿命长经济是指在满足安全的前提下，系统的造价低，寿命长。经济经济6.1建筑雨水排水系统的分类与组成6.1.3 建筑雨水排水系统的选用屋面集水屋面集水 建筑屋面内排水、建筑屋面内排水、长天沟外排水长天沟外排水 大型屋面的厂房、大型屋面的厂房、公共建筑内排水公共建筑内排水 檐沟外排水檐沟外排水 阳台雨水阳台雨水 优先考虑天沟形式，优先考虑天沟形式，雨水斗置于天沟内。雨水斗置于天沟内。 一般宜采用重力半有压流系统一般宜采用重力半有压流系统 宜采用虹吸式有压流系统宜采用

28、虹吸式有压流系统 宜采用重力无压流系统宜采用重力无压流系统 应自成系统排到室外，应自成系统排到室外，不得与屋面雨水系统相连接不得与屋面雨水系统相连接 6.2雨水内排水系统中的水气流动规律 雨水从屋面流入雨水斗雨水从屋面流入雨水斗, , 用管道输送到雨水井或地面，其间用管道输送到雨水井或地面，其间没有能量没有能量输入输入，水体的这种流动通常称为，水体的这种流动通常称为重力流动重力流动。 屋面雨水进入雨水斗时，屋面雨水进入雨水斗时，会挟带一部分空气进入雨水管道，会挟带一部分空气进入雨水管道，所以，所以，雨水管道中泄流的是雨水管道中泄流的是水水、气气两种介质两种介质。 降雨历时、汇水面积降雨历时、汇

29、水面积和和天沟水深天沟水深 影响了雨水斗斗前的影响了雨水斗斗前的水面深度水面深度h h，雨水斗斗前水面深度雨水斗斗前水面深度又又决定了进气口的大小和进入雨水管道的相对空气量决定了进气口的大小和进入雨水管道的相对空气量的多少的多少，进入雨水管道的进入雨水管道的相对空气量的多少直接影响管道内的压力波动和相对空气量的多少直接影响管道内的压力波动和水流状态水流状态，随着，随着雨水斗斗前水深雨水斗斗前水深 h h 的不断增加的不断增加，输水管道中会出现输水管道中会出现: : 重重力无压流力无压流、重力半有压流重力半有压流 和和压力流（虹吸流）压力流（虹吸流）三种流态。三种流态。 这些变化受到这些变化受到

30、天沟距埋地管的天沟距埋地管的位置高度位置高度H H、天沟水深天沟水深h h、悬吊管的管径悬吊管的管径、长度长度、坡度坡度及及立管管径立管管径等诸多因素的影响。等诸多因素的影响。其变化规律是合理设计雨水排其变化规律是合理设计雨水排水系统的依据。水系统的依据。 6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.1 单斗雨水系统降雨开始后，降落到屋面的雨水沿屋面径流到天沟，再沿天沟流到雨水斗。降雨开始后，降落到屋面的雨水沿屋面径流到天沟，再沿天沟流到雨水斗。随随降雨历时的延长，雨水斗斗前水深不断增加降雨历时的延长，雨水斗斗前水深不断增加，见图，见图6.66.6、图图6.76.7(a). (a). 初始阶段

31、初始阶段: 0: 0t tt tA , A , 1/3 , K 1/3 , K 附壁流或水膜流附壁流或水膜流(b). (b). 过渡阶段过渡阶段: : t tA At t t tB , B , 1/31/31 , k 1 , k 水气两相水气两相 重力半有压流重力半有压流(c). (c). 饱和阶段饱和阶段: : t t t tB B , , 1 1，k=0k=0 水一相压力流水一相压力流图图6-6 6-6 雨水斗前水流状态雨水斗前水流状态6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.1 单斗雨水系统雨水斗进气口不断减小，系统的雨水斗进气口不断减小，系统的 泄流量泄流量Q Q、压力压力P P和和

32、 掺气比掺气比K K 随之发生变化，随之发生变化，见图见图6-76-7。掺气比掺气比- - 进入雨水斗的空气量与雨水量的比值。进入雨水斗的空气量与雨水量的比值。充水率充水率 t t水流断面积水流断面积 / / j j管道断面积管道断面积图图6-76-7 小结：小结：单斗雨水系统的单斗雨水系统的初始阶段初始阶段，雨水排水系统，雨水排水系统的的泄流量小泄流量小，管内气流畅通，压力稳定，雨水靠重管内气流畅通，压力稳定，雨水靠重力流动，是水气两相重力无压流力流动，是水气两相重力无压流。 6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.1 单斗雨水系统 过渡阶段过渡阶段: : 从图从图6-86-8中可以看出

33、中可以看出，悬悬吊管起端呈正压，悬吊管吊管起端呈正压，悬吊管末端和立管的上部呈负压，末端和立管的上部呈负压，在悬吊管末端与立管连接在悬吊管末端与立管连接处负压最大。处负压最大。 上部形成负压上部形成负压图图6-8 单斗系统单斗系统过渡阶段过渡阶段管内压力分布示意图管内压力分布示意图 下部形成正压下部形成正压小结小结 过渡阶段过渡阶段的泄流量较大，管内气流不畅通，管内压的泄流量较大，管内气流不畅通，管内压力不稳定，变化大，力不稳定，变化大，雨水靠重力和负压抽吸流动雨水靠重力和负压抽吸流动，是，是水气两相水气两相重力半有压流重力半有压流 饱和阶段饱和阶段 是雨水斗完全淹没，管内满流不掺气，是雨水斗

34、完全淹没，管内满流不掺气，雨水排水系统的泄流量达到最大，雨水主要靠负压抽雨水排水系统的泄流量达到最大，雨水主要靠负压抽吸流动，是水一相压力流。吸流动，是水一相压力流。6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.1 单斗雨水系统总总结结：单斗雨水系统单斗雨水系统的的初始阶段初始阶段，雨水排水系统的，雨水排水系统的泄流量小泄流量小，管管内气流畅通内气流畅通，压力稳定压力稳定，雨水靠重力流动雨水靠重力流动，是，是水气两相重力无压流。水气两相重力无压流。 过渡阶段过渡阶段的的泄流量较大泄流量较大，管内气流不畅通管内气流不畅通，管内压力不稳定管内压力不稳定，变化大变化大，雨水，雨水靠重力和负压抽吸流动靠

35、重力和负压抽吸流动，是，是水气两相重力半有压流。水气两相重力半有压流。 饱和阶段饱和阶段是雨水斗完全淹没，管内满流不掺气，雨水排水系是雨水斗完全淹没，管内满流不掺气，雨水排水系统的泄流量达到最大，统的泄流量达到最大，雨水主要靠负压抽吸流动，是水一相压力流雨水主要靠负压抽吸流动，是水一相压力流。 压力流状态下系统的泄流量最大，重力流时泄流量最小压力流状态下系统的泄流量最大，重力流时泄流量最小。 雨水排水系统的泄水能力雨水排水系统的泄水能力主要取决于天沟位置高度主要取决于天沟位置高度, , 雨水斗离排出雨水斗离排出管的垂直距离越大，产生的抽力越大，泄水能力也就越大。管的垂直距离越大，产生的抽力越大

36、，泄水能力也就越大。系统最系统最大负压在悬吊管与立管的连接处，最大正压在立管与埋地横干管的大负压在悬吊管与立管的连接处，最大正压在立管与埋地横干管的连接处。连接处。6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.2 多斗雨水排水系统多斗雨水排水系统多斗雨水系统多斗雨水系统: : 一根悬吊管上连接一根悬吊管上连接2 2个或个或2 2个以上雨水斗个以上雨水斗的雨水排水系。这些雨水斗都与大气相通，的雨水排水系。这些雨水斗都与大气相通，当雨水斗斗前当雨水斗斗前水深较浅时，从连接管落入悬吊管的雨水，产生向下冲击水深较浅时，从连接管落入悬吊管的雨水，产生向下冲击力，在连接管与悬吊管的连接处，水流呈八字形，向上

37、游力，在连接管与悬吊管的连接处，水流呈八字形，向上游产生回水壅高产生回水壅高，对上游雨水的排放产生对上游雨水的排放产生阻隔和干扰阻隔和干扰作用，作用，使上游雨水斗的泄水能力减小。使上游雨水斗的泄水能力减小。 6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.2 多斗雨水排水系统图图6-9 多斗系统雨水泄流规律多斗系统雨水泄流规律初始和过渡初始和过渡阶段阶段 ：图图6-9 6-9 是是立管高立管高度为度为4.2m4.2m，天沟水，天沟水深为深为40mm40mm时多斗雨时多斗雨水排水系统水排水系统泄流量泄流量的实测资料，的实测资料，图中图中数据为泄流量，单数据为泄流量，单位为位为L Ls s。1).1)

38、. 距立管近的雨水斗泄水能力大距立管近的雨水斗泄水能力大2). 2). 近立管雨水斗至立管距离相等的情兄下近立管雨水斗至立管距离相等的情兄下( (图图6-96-9中中(b)(b)、(c)(c)、(d)(d)、(e),(e),总泄流量基本相同总泄流量基本相同. .随着两个雨水斗间距的增加随着两个雨水斗间距的增加, ,近立管雨水斗近立管雨水斗泄流量逐渐增加泄流量逐渐增加, ,远离立管雨水斗泄流量逐渐减小远离立管雨水斗泄流量逐渐减小, ,但变化幅度不大。但变化幅度不大。3).3).当两当两个个雨水斗间距相等雨水斗间距相等( (图图6-96-9中中(a)(a)、(c),(c),距离立管不同时距离立管不

39、同时, ,两两个个雨雨水斗泄流量的比值基本相同水斗泄流量的比值基本相同( (18.9/9.0518.9/9.052.092.09; ; 21.62/10.321.62/10.32.102.10) )4).4).若若1 1根悬吊管上连接根悬吊管上连接5 5个雨水斗个雨水斗( (图图6-96-9中的中的(f),(f),各个雨水斗泄流量变各个雨水斗泄流量变化很大化很大, ,离立管越远离立管越远, ,泄流量越小泄流量越小,5,5个个雨水斗泄流量之比为雨水斗泄流量之比为1:15:22:80:1961:15:22:80:196。距离立管最近的两距离立管最近的两个个雨水斗泄流量之和已占总泄流雨水斗泄流量之和

40、已占总泄流量的量的87.8%,87.8%,笫笫3 3个及其以后的两个及其以后的两个个雨水斗形同虚设。雨水斗形同虚设。5).5).比较图比较图6-96-9中中(b)(b)与与(f)(f)两种情况还可看出两种情况还可看出, ,近立管雨水斗泄流量和总泄近立管雨水斗泄流量和总泄流量基本相同流量基本相同,f,f中其余中其余4 4个个雨水斗泄流量之和雨水斗泄流量之和(11.82L/S)(11.82L/S)比比b b中离立管中离立管较远较远的的一个雨水斗泄流量一个雨水斗泄流量(12L/S)(12L/S)还小。还小。6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.2 多斗雨水排水系统 重力半有压流的重力半有压流的

41、多斗雨水排水多斗雨水排水系统中系统中 距立管近的雨距立管近的雨水斗泄水能力大水斗泄水能力大，一根悬吊管，一根悬吊管连接的雨水斗不宜过多连接的雨水斗不宜过多，雨水斗雨水斗之间的距离不宜过大之间的距离不宜过大，雨水斗应尽量靠近立管雨水斗应尽量靠近立管。结论结论（初始初始与过渡与过渡阶段）阶段）：6.2雨水内排水系统中的水气流动规律6.2.2 多斗雨水排水系统 在饱和阶段，多斗雨水排水系统的在饱和阶段，多斗雨水排水系统的每个雨水斗都被淹没，空气不会进每个雨水斗都被淹没，空气不会进入系统，系统内为入系统，系统内为水一相流水一相流，悬吊管和立管上部悬吊管和立管上部连接处连接处负压值达到最大，负压值达到最

42、大，抽吸作用大，抽吸作用大，下游雨水斗的泄流不会向上游回水，对上游雨水斗排水产生下游雨水斗的泄流不会向上游回水，对上游雨水斗排水产生的阻隔和干扰很小，的阻隔和干扰很小，各雨水斗的泄流量相差不多。各雨水斗的泄流量相差不多。 系统内水流速度大，泄流量远大于初始和过渡阶段的重力流和重力半有系统内水流速度大，泄流量远大于初始和过渡阶段的重力流和重力半有压流。压流。 下游某雨水斗到悬吊管与立管连接处的距离小于上游雨水斗到这一点的下游某雨水斗到悬吊管与立管连接处的距离小于上游雨水斗到这一点的距离，为保持该处压力平衡，应增加下游雨水斗到立管的水头损失。距离，为保持该处压力平衡，应增加下游雨水斗到立管的水头损

43、失。 因悬吊管和立管上部负压值很大因悬吊管和立管上部负压值很大，为保证安全，防止管道损坏，应选用为保证安全，防止管道损坏，应选用铸铁管或铸铁管或承压塑料管。承压塑料管。6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.1 雨水量计算 屋面雨水排水系统屋面雨水排水系统: : 雨水量的大小雨水量的大小是设计计算雨水排水系统是设计计算雨水排水系统的依据，的依据，雨水量雨水量与该地与该地暴雨强度暴雨强度q q、汇水面积汇水面积F F 以及以及径流系数径流系数有关，有关，屋面径流系数一般取屋面径流系数一般取0.90.9。 设计暴雨强度公式中有设计暴雨强度公式中有设计重现期设计重现期P P 和和屋面集水时间屋面集水时

44、间t t 两个两个参数。参数。设计重现期设计重现期应根据建筑物的重要程度、气象特征确定，一般应根据建筑物的重要程度、气象特征确定，一般性建筑物取性建筑物取2-52-5年年，重要公共建筑物，重要公共建筑物不小于不小于1010年年。由于屋面面积较小，由于屋面面积较小，屋面集水时间应较短，因为屋面集水时间应较短，因为我国我国推导暴雨强度公式实测降雨资料的推导暴雨强度公式实测降雨资料的最小时段为最小时段为5min5min，所以屋面，所以屋面集水时间按集水时间按5min5min计算计算。 广州地区暴雨强度公式广州地区暴雨强度公式: : qt 767( 1+1.04 767( 1+1.04 p)/ t p

45、)/ t0.5220.522 式中式中: :p-p-设计重现期设计重现期( (年年) ) t-t-降雨历时降雨历时(min)(min) P=5P=5年年:q:q5 5 523 L/S10000m523 L/S10000m2 2 降雨深度降雨深度:h:h5 5 188 mm/h188 mm/h h h5 5=0.36=0.36q q5 5 = 0.36 = 0.36523 =188.28mm/h523 =188.28mm/h 径流系数径流系数: : 同一降雨历时内同一降雨历时内地面上的径流深度地面上的径流深度(mm)(mm)与与降雨深度降雨深度( (降雨量降雨量,mm),mm)的比值的比值, ,

46、用小数表示用小数表示。主要与地面的主要与地面的植被有关植被有关, ,水泥沥青路面水泥沥青路面为为0.9-1.0, 0.9-1.0, 而草地仅为而草地仅为 0.15,0.15,块块石石路路面面0.6,0.6,非非铺砌地面铺砌地面 0.30.3。6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.1 雨水量计算 屋面雨水汇水面积较小，一般按屋面雨水汇水面积较小，一般按 m2 计。对于有一定坡计。对于有一定坡度的屋面，度的屋面， 汇水面积不按实际面积而是汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积按水平投影面积计计算算。 考虑到大风作用下考虑到大风作用下雨水倾斜降落的影响雨水倾斜降落的影响，高出屋面的侧墙，高出屋面的侧

47、墙，应附加其应附加其最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积计算最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积计算。窗。窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出部分侧墙面积的二分之一。部分侧墙面积的二分之一。 同一汇水区内高出的侧墙多于一面时，按有效受水侧墙面同一汇水区内高出的侧墙多于一面时，按有效受水侧墙面积的积的12折算汇水面积。折算汇水面积。6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.1 雨水量计算式中式中 径流系数，径流系数，屋面取屋面取0.9； Q 屋面雨水设计流量，屋面雨水设计流量，L/s； F 屋面设计屋面设计汇水面积汇水面积

48、，m2； qs 当地降雨历时当地降雨历时5min时的时的暴雨强度暴雨强度， L/s 104m2； hs 当地降雨历时当地降雨历时5min时的小时时的小时降雨深度降雨深度， mm/h ；555536. 0)/(360010000qhsLFhFqQ雨水量可雨水量可按以下两个公式计算按以下两个公式计算：6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数ghDhQ2雨水斗的泄流量与流动状态有关雨水斗的泄流量与流动状态有关，重力流状态重力流状态下下，雨水斗，雨水斗的排水状况是的排水状况是自由堰流自由堰流，通过，通过雨水斗的泄流量与雨水斗进水口雨水斗的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关，可按

49、直径和斗前水深有关，可按 环形溢流堰公式环形溢流堰公式计算计算式中式中 Q 通过雨水斗的泄流量，通过雨水斗的泄流量， m3 /s； 雨水斗进水口的流量系数，雨水斗进水口的流量系数，取取0.45； D雨水斗进水口直径，雨水斗进水口直径， m； h雨水斗进水口前水深雨水斗进水口前水深， m。（6-36-3）6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 在在半有压流和压力流状态下半有压流和压力流状态下，排水管道内，排水管道内产生负压抽吸产生负压抽吸，所以通过雨水斗的泄流量与所以通过雨水斗的泄流量与雨水斗出水口直径雨水斗出水口直径、雨水斗前水面雨水斗前水面至雨水斗出水口处的高度至雨水斗

50、出水口处的高度及及雨水斗排水管中的负压雨水斗排水管中的负压有关：有关：)(242PHgdQ式中式中 Q 雨水斗出水口泄流量，雨水斗出水口泄流量， m3 /s； 雨水斗出水口的流量系数，雨水斗出水口的流量系数，取取0.95； d雨水斗出水口内径，雨水斗出水口内径， m； H雨水斗前水面至雨水雨水斗前水面至雨水斗斗出水口处的高度，出水口处的高度， m； P雨水斗排水管中的负压，雨水斗排水管中的负压， m。（6-46-4）6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 各种类型雨水斗的最大泄流量可按表各种类型雨水斗的最大泄流量可按表6-1选取。选取。8787式多斗排水系统中，一根悬吊管

51、连接的式多斗排水系统中，一根悬吊管连接的8787式雨水斗式雨水斗最多不超最多不超过过4 4个个，离立管，离立管最远端雨水斗最远端雨水斗的设计流量的设计流量不得超过表中数值，不得超过表中数值，其他各斗其他各斗的设计流量依次比上游雨水斗递增的设计流量依次比上游雨水斗递增1010。6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数21321IRnv （6-56-5）vwQ （6-66-6）屋面天沟为明渠排水，天沟水流流速可屋面天沟为明渠排水，天沟水流流速可按明渠均匀流按明渠均匀流公式计算公式计算式中式中 Q 天沟排水流量（天沟排水流量（ m3 /s）；）； v流速（流速（ m /s ）；）

52、； n天沟粗糙度系数，与天沟材料及施工情况有关，见天沟粗糙度系数，与天沟材料及施工情况有关，见表表6.2； I天沟坡度，天沟坡度， 不小于不小于0.003； w天沟过水断面积，（天沟过水断面积，（m2） 6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数各种抹面天沟粗糙度系数各种抹面天沟粗糙度系数 表表6-2 6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数21321IRnv （6-76-7）（6-86-8）Q=v式中式中 Q 排水流量（排水流量（ m3 /s）；）； v管内流速管内流速(ms)，不小于不小于0.75m/s，埋地横干管出建筑外墙进入室外，埋地横干管出建筑外

53、墙进入室外雨水检查井时，为避免冲刷，流速应小于雨水检查井时，为避免冲刷，流速应小于1.8ms。 管内过水断面积管内过水断面积(m2)； n粗糙系数；塑料管取粗糙系数；塑料管取0.010，铸铁管取，铸铁管取0.014，混凝土管取，混凝土管取0.013； R水力半径水力半径(m)，悬吊管按充满度悬吊管按充满度h/D=0.8计算计算，横干管按满流计算；横干管按满流计算； I水力坡度；重力流的水力坡度按管道敷设坡度计算水力坡度；重力流的水力坡度按管道敷设坡度计算， 金属管不小于金属管不小于0.01，塑料管不小于，塑料管不小于0.005；横管包括悬吊管、管道层的汇合管、埋地横干管和出户管，横管可以横管包

54、括悬吊管、管道层的汇合管、埋地横干管和出户管，横管可以近似地近似地按圆管均匀流按圆管均匀流计算：计算：6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数LhhI/ )(式中式中 I水力坡度；水力坡度； h横管两端管内的压力差，横管两端管内的压力差，(mH2O)，悬吊管按其末端悬吊管按其末端（立管与悬吊管连接处）的最大负压值计算，取（立管与悬吊管连接处）的最大负压值计算，取0.5m，埋地横埋地横干管按其起端（立管与埋地横干管连接处）的最大正压值计算，干管按其起端（立管与埋地横干管连接处）的最大正压值计算，取取1.0m； h位置水头，位置水头，(mH2O)，悬吊管是指雨水斗顶面至悬吊悬吊

55、管是指雨水斗顶面至悬吊管末端的几何高差管末端的几何高差(m)，埋地横干管是指其两端的几何高差，埋地横干管是指其两端的几何高差(m)； L横管的长度横管的长度(m)。：。：（6-96-9）I水力坡度；重力流的水力坡度按管道敷设坡度计算水力坡度；重力流的水力坡度按管道敷设坡度计算， 金属管不小于金属管不小于0.01，塑料管不小于，塑料管不小于0.005； 重力半有压流的水力坡度重力半有压流的水力坡度 I与横管两端管内的压力差有关，按下式与横管两端管内的压力差有关，按下式计算：计算：6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 将各个参数代入将各个参数代入6-7和和6-8式，计算出不

56、同管径、不同坡度式，计算出不同管径、不同坡度时时非满流非满流（h/D0.8）横管（铸铁管、钢管、塑料管）和）横管（铸铁管、钢管、塑料管）和满流满流横管横管（混凝土管）的（混凝土管）的流速和最大泄流量，见附流速和最大泄流量，见附表表6-1( p 433)、附附表表6-2( p 434)、附、附表表6-3(p 434)。 横管的管径根据各雨水斗流量之和确定，并宜保持管径横管的管径根据各雨水斗流量之和确定，并宜保持管径不变。不变。6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数3835617890dKQp 式中式中Q立管排水流量，（立管排水流量，（L/s）；）； Kp粗糙高度，（粗糙高度

57、，（m），），塑料管取塑料管取1510-6 m，铸铁管取，铸铁管取2510-5 m。 充水率，充水率，塑料管取塑料管取0.3，铸铁管取，铸铁管取0.35。 d管道计算内径（管道计算内径（m） （6-106-10）重力流立管最大允许流量见附重力流立管最大允许流量见附表表6-4 ( p 435) 重力半有压流重力半有压流状态下雨水排水立管按状态下雨水排水立管按水塞流计算，水塞流计算，铸铁管铸铁管充水率充水率0.570.35，小管径取大值，大管径取小值，小管径取大值，大管径取小值。重力流状态下重力流状态下雨水排水立管雨水排水立管按水膜流计算按水膜流计算6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计

58、算原理与参数 重力半有压流系统重力半有压流系统 除了重力作用外，还有除了重力作用外，还有负压抽吸作用负压抽吸作用，所以，所以，重力半有压流系统立管的排水能力大于重力流重力半有压流系统立管的排水能力大于重力流，其中，其中，单斗流系统立管的管径单斗流系统立管的管径 与雨水斗口径、悬吊管管径相同与雨水斗口径、悬吊管管径相同。多多斗系统立管管径根据立管设计排水量斗系统立管管径根据立管设计排水量 按按 表表6-3 确定。确定。重力半有压流立管的最大允许泄流量重力半有压流立管的最大允许泄流量 表表6-3 6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 压力流（虹吸式）系统的连接管、悬吊管、立

59、管、埋地横压力流（虹吸式）系统的连接管、悬吊管、立管、埋地横干管都按满流设计，管道的沿程阻力损失按干管都按满流设计，管道的沿程阻力损失按 海森威廉公式海森威廉公式计算。计算。沿程阻力损失计算沿程阻力损失计算 87. 485. 1485. 110893. 2jdCQR（6-116-11）式中式中R R单位长度的阻力损失，单位长度的阻力损失，KPaKPam m； Q Q流量，流量，L Lminmin； d dj j管道的计算内径，管道的计算内径，m, m, 内壁喷塑铸铁管塑膜厚度为内壁喷塑铸铁管塑膜厚度为0.005m0.005m。 C海森威廉系数，塑料管：海森威廉系数，塑料管：C130， 内壁喷塑

60、铸铁管：内壁喷塑铸铁管：C110，钢管，钢管C120，铸铁管：，铸铁管：C100。 常用的内壁喷塑铸铁管水力计算表见附常用的内壁喷塑铸铁管水力计算表见附表表6-5 ( p 435)6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数 管件的局部阻力损失应按下式计算管件的局部阻力损失应按下式计算 局部阻力损失计算局部阻力损失计算式中式中 hj管件的局部阻力损失管件的局部阻力损失KPa ; v流速，流速，m/s； 管件局部阻力系数，见表管件局部阻力系数，见表6.4(KPa) 2102gvhj（6-126-12）6.3雨水排水系统的水力计算 6.3.2 系统计算原理与参数管件局部管件局部系数