屋面雨水排水

课题：雨水系统--葛明亮概述：1.1屋面雨水系统的分类与组成1.2雨水内排水系统中水气流动的物理现象1.3雨水排水系统的水力计算1.4压力流（虹吸式）雨水排水系统

建筑屋面雨水排水系统屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为外排水系统、内排水系统。屋面雨水系统外排水系统内排水系统1.1屋面雨水排水系统的分类与组成

按照雨水在管道内的流态不同可分为：屋面雨水系统压力流重力无压流重力有压流1.1.1屋面雨水排水系统分类

按屋面的排水条件分檐沟、天沟和无沟排水。屋面雨水系统外排水系统无沟外排水檐沟外排水天沟外排水

按出户埋地横干管是否有自由水面分为敞开式和密闭式排水系统。屋面雨水系统密闭式排水系统敞开式排水系统

按一根立管连接的雨水斗数量分为单斗系统和多斗排水系统。屋面雨水系统多斗系统单斗系统1.檐沟外排水一般用于居住建筑，屋面面积比较小的公共建筑和单跨工业建筑，屋面雨水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地面。檐沟外排水雨水斗承雨斗檐沟立管1.1.2建筑雨水排水系统的组成天沟一般用于排除大型屋面的雨、雪水。特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。溢流口山墙泄压管消能池检查井2.天沟外排水

所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天沟流向建筑物的两端，经墙外的立管排到地面或排到雨水道。天沟消能池检查井雨水斗沉降缝

2.天沟外排水雨水水内内排排水水系系统统内排水水是是指指屋面面设设雨雨水水斗斗，，雨雨水水管管道道设设置置在在建建筑筑内内部部的雨水排水水系统。雨水内排水水系统适用用于屋面跨跨度大、屋屋面曲折（（壳形、锯锯齿形）、、屋面有天天窗等设置天沟有有困难的情况，以以及高层建建筑、建筑筑立面要求求比较高的的建筑、大大屋顶建筑筑、寒冷地地区的建筑筑等不宜在室外外设置雨水水立管的情况，多多采用内排排水。3雨水内排水水系统单斗雨水排排水系统系系统：悬吊管上只只连接单个个雨水斗的的系统。多斗雨水排排水系统系系统：悬吊管上连连接多个雨水斗斗（一般不得得多于4个）的系统。在条件允许许的情况下下，应尽量量采用单斗斗排水，以充分发挥挥管道系统统的排水能能力，单斗斗系统的排排水能力大于多多斗系统。。多斗系统统的排水量量大约为单单斗的80%。内排水系统统由天沟、、雨水斗、、连接管、、悬吊管、、立管、排出出管等部分分组成。1.雨水斗雨水斗是整整个雨水管管道系统的的进水口，，主要作用是最大限限度的排泄泄雨、雪水水；对进水水具有整流流、导流作用，，使水流平平稳，以减减少系统的的掺气；同同时具有拦截粗粗大杂质的的作用。目目前前国内常用用的雨水斗斗为65型、79型、87型雨水斗、平蓖蓖雨水斗、、虹吸式雨雨水斗等.整流罩下沉式雨水水斗进水格栅排出管虹吸式雨水水斗内排水系统统组成2.连接管连接雨水斗斗与悬吊管管的短管。。3.悬吊管管悬吊管管与连连接管管和雨雨水立立管连连接，，见雨雨水内内排水系统统图，，对于于一些些重要要的厂厂房，，不允允许室室内检检查井冒水水，不不能设设置埋埋地横横管时时，必必须设设置悬悬吊管管。4.立管接纳雨雨水斗斗或悬悬吊管管的雨雨水，，与排排出管管连接接。5.排出管管将立管管的水水输送送到地地下管管道中中，雨雨水排排出管管设计时，，要留留有一一定的的余地地。6.埋地横横管密闭系系统一一般采采用悬悬吊管管架空空排至至室外外的，，不设埋地地横管管；敞敞开系系统，，室内内设有有检查查井，，检查查井之间的的管为为埋地地敷设设。7.附属构构筑物物：检检查井井、检检查口口、排排气井井雨水常常常把把屋顶顶的一一些杂杂物冲冲进管管道，，为便便于清通，，室内雨雨水埋埋地管管之间间要设置置检查查井。。设计计时应注意意，为为防止止检查查井冒冒水，，检查查井深深度不得小小于0.7m。检查查井内内接管管应采采用管管顶平平接，，而且且平面面上水流转转角不得小小于135º。具体方方式见见下页页示意意图所所示检查井井内接接管方方式135º屋面雨雨水排排除必必须按按重力力流或或压力力流设设计。。檐沟沟外排排水系系统应应按重重力流流设计计；工工业厂厂房、、库房房、公公共建建筑的的大型型屋面面雨水水排水水、长长天沟沟外排排水系系统宜宜按压压力流流设计计；内内排水水系统统可按按重力力流或或压力力流设设计；；大屋屋面工工业厂厂房和和公共共建筑筑宜按按多斗斗压力力流设设计，，且同同一压压力流流系统统的雨雨水斗斗宜设设置在在同一一水平平面上上。高层建建筑屋屋面雨雨水排排水宜宜按重重力流流设计计。高高层建建筑裙裙房屋屋面的的雨水水应单单独排排放。。阳台台排水水系统统应单单独设设置，，阳台台雨水水立管管底部部应间间接排排水。。1.1.3雨水排排出系系统的的选用用单斗雨雨水排排水系系统：：悬吊管管上连连接单单个雨雨水斗斗的雨雨水排排水系系统。。雨水斗斗水气气流动动状态态：降雨过过程中中，随随着降降雨历历时的的延长长，雨雨水斗斗泄流流量Qy与天沟沟水深深h、掺气气量比比K、雨水水入口口处压压力值值P1、流量量递增增时间间t等诸参参数的的关系系见下下页图图。1.2内排水水系统统中的的水气气流动动物理理现象象1.2.1单斗雨雨水系系统QyQykP1QLj泄流量量Qy与各个个参数数之间间的关关系—１k—渗气量量比。。P1—雨水入入口处处压力力值。。kQyQyhL1ttBtAABQLjh泄流量量Qy与各个个参数之间间的关关系—２h—天沟水水深hL1—临界水水深T—流量递递增时时间悬吊管管系统统水气气流状状态悬吊管管的泄泄流能能力远远小于于立管管，随随着天天沟水水深的的变化化，悬悬吊管管内出出现不不同的的压力状状态：重力流流状态态气水混混合两相流流压力流流状态态重力流流状态态：天沟水水深比比较小小时，，雨水水进入入雨水水斗时时呈自由堰堰流状状态，悬吊吊管内内空气贯贯通，为不不满流流的重重力流流状态态。气水混混合两两相流流：天沟水水位增增加，，泄流流量增增大，，悬吊吊管内内压力力会出出现壅水状状态的的气水水两相相流。如立立管中中形成成水塞塞，则则会产产生抽抽吸作作用，，利于雨水的的排泄泄。压力流流状态态：满流时时为压压力流流。多斗系系统雨雨水排排水系系统：：一根悬悬吊管管上接接几个个（一一般不不超过过4个）雨雨水斗斗。特点：：一根悬悬吊管管上的的不同位位置的雨水水斗的的泄流流能力力不同同，距距离立立管越越远的的雨水水斗，，泄流流量越越小，，距离离立管管越近近的雨雨水斗斗泄流流量越越大。。1.2.2多斗斗雨雨水水排排水水系系统统1.设计计暴暴雨雨强强度度q设计计暴暴雨雨强强度度公公式式中中应应有有重现现期期p和屋面面集集水水时时间间t两个个参参数数。。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，，一般般采采用用一一年年，工工业业建建筑筑可可参参考考下下页页表表各各种种数数据据确确定定。。1.3雨水水排排水水系系统统的的水水力力计计算算1.3.1雨水水量量计计算算2.汇水水面面积积F(m2)屋面面汇汇水水面面积积一一般般较较小小，，一一般般以以m2计算算。。屋屋面面有有一一定定的的坡坡度度，，汇汇水水面面积积应应按按照照水水平平投投影影面面积积计计算算。。3.渲泄泄能能力力系系数数k1设计计重重现现期期为为一一年年，，屋屋面面坡坡度度小小于于2.5%时，，k1取1.0；屋屋面面坡坡度度大大于于2.5%时，，k1取1.5～2.0。1.3雨水水排排水水系系统统的的水水力力计计算算1.3.1雨水水量量计计算算4.雨水水量量计计算算公公式式———屋面面雨雨水水设设计计流流量量，，L/s;———屋面面设设计计汇汇水水面面积积，，m2；———当地地降降雨雨历历时时5min时的的暴暴雨雨强强度度,L/（s••104m2）；；———当地地降降雨雨历历时时5min时的的小小时时降降雨雨厚厚度度,mm/h;———设计计重重现现期期为为一一年年时时的的屋屋面面渲渲泄泄能能力力系系数数。。QFq5h5k1根据据屋面面坡坡度度和建建筑筑无无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水水面面积积，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。查查下下表表使使设设计计雨雨水水量量不不大大于于表表中中最大大设设计计泄泄流流量量，确定雨雨水立管管管径。。管径（mm）75100125150200最大设计泄流量（L/s）919294275雨水立管管最大设设计泄流流量普通外排排水设计计计算1.雨水斗渲泄流量量与雨水水斗前水水深有关关，随水水深增大大而增大大，斗前前水深一一般不超超过100mm。下表是雨雨水斗前前水深83.7mm时，一个个雨水斗斗最大允允许泄流流量。

雨水斗直径(mm)75100125150200

单斗系统9.515.522.531.551.5

多斗系统712182639天沟外排排水设计计计算2.连接管：：管径一般般和雨水水斗相同同，直接接选用。。3.悬吊管悬吊管的的泄流量量与连接接的雨水斗个个数、管管道坡度度、管道道长度等因素有有关。当建筑屋屋面渲泄泄能力系系数k1=1，5min小时降雨雨厚度h5=100mm/h时，多斗斗系统悬悬吊管最最大允许许汇水面面积见附附录。当当建筑屋屋面坡度度大于2.5%，渲泄能力力系数k1不等于1时，应按按汇水面面积折算算成相当当于k1=1时的汇水水面积F´。4.立管立管连接接一根悬悬吊管时时，立管管管径与与悬吊管管管径相同同。若一根根立管连连接两根根悬吊管管时，应应计算立管的汇汇水面积积，再根据据5min小时降雨雨厚度h5、“k1=1时立管最最大允许许汇水面面积表””确定管管径。5.排出管管径一般与立立管相同同，为改善善排水系系统的泄泄水能力力，也可可以比立立管大一一级。6.埋地管为排水通通畅，坡坡度应不不小于0.003。敞开式式排水系系统按非非满流设设计，最最大允许许充满度度在管径径小于或或等于300mm时为0.50；管径350～450mm时为0.65；管径大于于500mm时为0.80。密闭式式内排水水系统按按满流计计算。埋地管计计算方法法和步骤骤与悬吊吊管相同同。内排水系系统设计计计算包包括选择布置置雨水斗斗，布置并并确定连接管、、悬吊管管、立管管、排出出管和埋埋地管。根据最大大允许泄泄流量换换算成最大允许许汇水面面积：内排水系系统设计计计算（接下页页）N=3600/h5FQK1Nh5(mm/h)5060708090100110120140160180200N726051.445403632.73025.722.52018降雨强度度h5与系数N的关系表表——最大允许许汇水面面积,m2；——最大允许许泄流量量；——渲泄能力力系数；；——取决于5min小时降雨雨厚的系系数度，，取值见见下表（接上页页）压力流排排水系统统，同一一系统的的雨水斗斗应在同同一水平平面上，，长天沟沟外排水水系统宜宜按单斗斗压力流流设计；；密闭式式内排水水系统，，宜按压压力流排排水系统统设计；；单斗压压力流排排水系统统应采用用65型和79型雨水斗斗；多斗斗压力流流排水系系统应采采用多斗斗压力流流排水型型雨水斗斗，其排排水负荷荷和状态态应符合合下表的的要求。。1.4压力流（（虹吸式式）雨水水派水系系统虹吸雨水水的特点点虹吸排水水水力分分析压力流屋屋面雨水水排水管管道总水水头损失失与流出出水头之之和不得得大于雨雨水管进进、出口口的几何何高差；；悬吊管管的水头头损失不不得＞80kPa。悬吊管设设计流速速不宜＜＜1m/s，立管设设计流速速不宜＞＞10m/s。压力流排排水管系系出口应应放大管管径，其其出口水水流速度度不宜＞＞1.8m/s，如其出出口水流流速度＞＞1.8m/s时，应采采取消能能措施。。压力流排排水系统统宜采用用内壁较较光滑的的带内衬衬的承压压排水铸铸铁管、、承压塑塑料管和和钢塑复复合管等等，其管管材工作作压力应应大于建建筑物净净高度产产生的静静水压。。用于压压力流的的塑料管管，其管管材抗环环变形外外力应＞＞0.15MPa。单斗压力力流排水水系统计计算(1)单斗压力力流排水水管系设设计负荷荷按公式式式中Q——压力流管管道负荷荷，L／s；D——管道计算算内径，，m；H——雨水管系系进、出出口几何何高差，，m；L——计算管道道长度，，m；g——重力加速速度，9.81m／s2；ζ——局部阻力力系数，，65型、79型雨水斗斗ζ=1.00；λ——沿程阻力力系数，，按下式式计算。。式中λ——沿程阻力力系数；；D——管道计算算内径，，m；g——重力加速速度，9.81m/s2；n——管道内壁壁粗糙系系数。２.多斗压力力流排水水系统计计算多斗压力力流排水水系统设设计计算算的基本本要求与与单斗压压力流排排水系统统相同，，但多斗斗压力流流排水管管系各节节点的上上游不同同支路的的计算水水头损失失之差，，在管径径≤DN75时，不应应＞10kPa；在管径径≥DN100时，不应应＞5kPa。式中hy——管道沿程程水头损损失，kPa；qy——设计流量量，m3／s；L——计算管段段长度，，m；D——管径，