1、4.14.1屋面雨水系统的分类与组成屋面雨水系统的分类与组成4.24.2雨水内排水系统中水气流动的物理现象雨水内排水系统中水气流动的物理现象4.34.3雨水排水系统的水力计算雨水排水系统的水力计算4.4 4.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统压力流（虹吸式）雨水排水系统第第4 4章章 建筑屋面雨水排水系统建筑屋面雨水排水系统概述概述管道的设置位置管道的设置位置4.1 4.1 屋面雨水排水系统的分类与组成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：4.1.1 屋面雨水排水系统分类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。按出户埋地横干管是否有自由水面分为敞开式和
2、密闭式排水系统。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1.檐沟外排水檐沟外排水檐沟外排水檐沟外排水雨水斗雨水斗承雨斗承雨斗檐沟檐沟立管立管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2.天沟外排水天沟外排水天沟天沟消能池消能池检检查查井井雨水斗雨水斗沉降缝沉降缝 2.2.天沟外排水天沟外排水 雨水内排水系统雨水内排水系统 内排水是指内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部建筑内部的雨水排水系统。的雨水排水系统。 雨水内排水系统适用于屋面跨度大、屋面曲雨水内排水系统适用于屋面跨度大、屋面曲折（壳形、锯齿形）、屋面有天窗等折（壳形
3、、锯齿形）、屋面有天窗等设置天沟有设置天沟有困难困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜不宜在室外设置雨水立管在室外设置雨水立管的情况，多采用内排水。的情况，多采用内排水。 单斗雨水排水系统系统：单斗雨水排水系统系统： 悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。悬吊管上只连接单个雨水斗的系统。 多斗雨水排水系统系统：多斗雨水排水系统系统：内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管等部分组成。立管、排出管等部分组成。1.1.雨水斗雨水
4、斗 整流罩整流罩下沉式雨水斗下沉式雨水斗进水格栅进水格栅排出管排出管虹吸式雨水斗虹吸式雨水斗7.7.附属构筑物：检查井、检查口、排气井附属构筑物：检查井、检查口、排气井检查井内接管方式检查井内接管方式 屋面雨水排除必须按重力流或压力流设计。檐沟屋面雨水排除必须按重力流或压力流设计。檐沟外排水系统应按重力流设计；工业厂房、库房、外排水系统应按重力流设计；工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面雨水排水、长天沟外排水系公共建筑的大型屋面雨水排水、长天沟外排水系统宜按压力流设计；内排水系统可按重力流或压统宜按压力流设计；内排水系统可按重力流或压力流设计；大屋面工业厂房和公共建筑宜按多斗力流设计；大屋面工业
5、厂房和公共建筑宜按多斗压力流设计，且同一压力流系统的雨水斗宜设置压力流设计，且同一压力流系统的雨水斗宜设置在同一水平面上。在同一水平面上。 高层建筑屋面雨水排水宜按重力流设计。高层建高层建筑屋面雨水排水宜按重力流设计。高层建筑裙房屋面的雨水应单独排放。阳台排水系统应筑裙房屋面的雨水应单独排放。阳台排水系统应单独设置，阳台雨水立管底部应间接排水。单独设置，阳台雨水立管底部应间接排水。 .1.3 .1.3 雨水排出系统的选用雨水排出系统的选用 单斗雨水排水系统：单斗雨水排水系统： 悬吊管上连接单个雨水斗的雨水排水系统。悬吊管上连接单个雨水斗的雨水排水系统。 雨水斗水气流动状态：雨水斗水气流动状态：
6、u降雨过程中，随着降雨历时的延长，雨水降雨过程中，随着降雨历时的延长，雨水斗泄流量斗泄流量Qy与天沟水深与天沟水深h、掺气量比、掺气量比K、雨水入、雨水入口处压力值口处压力值P1、流量递增时间、流量递增时间t等诸参数的关系等诸参数的关系见下页图。见下页图。 4.24.2内排水系统中的水气流动物理现象内排水系统中的水气流动物理现象QyQykP1QLjkQyQyhL1ttBtAABQLjh 悬吊管系统水气流状态悬吊管系统水气流状态 悬吊管的泄流能力远小于立管，随着天沟悬吊管的泄流能力远小于立管，随着天沟水深的变化，悬吊管内出现不同的水深的变化，悬吊管内出现不同的压力状态压力状态：重力流状态重力流状
7、态 重力流状态：重力流状态：天沟水深比较小时，雨水进入雨水天沟水深比较小时，雨水进入雨水斗时呈斗时呈自由堰流状态自由堰流状态，悬吊管内，悬吊管内空气贯通空气贯通，为不，为不满流的重力流状态。满流的重力流状态。 气水混合两相流：气水混合两相流：天沟水位增加，泄流量增大，天沟水位增加，泄流量增大，悬吊管内压力会出现悬吊管内压力会出现壅水状态的气水两相流壅水状态的气水两相流。如。如立管中形成水塞，则会产生抽吸作用，立管中形成水塞，则会产生抽吸作用，利于利于雨水雨水的排泄。的排泄。 压力流状态：压力流状态：满流时为压力流。满流时为压力流。 多斗系统雨水排水系统：多斗系统雨水排水系统： 一根悬吊管上接几
8、个（一般不超过一根悬吊管上接几个（一般不超过4个）个）雨水斗。雨水斗。 特点：特点： 一根悬吊管上的一根悬吊管上的不同位置不同位置的雨水斗的泄流的雨水斗的泄流能力不同，距离立管越远的雨水斗，泄流量越能力不同，距离立管越远的雨水斗，泄流量越小，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。小，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。4.2.2 多斗雨水排水系统多斗雨水排水系统 1.设计暴雨强度设计暴雨强度q 设计暴雨强度公式中应有设计暴雨强度公式中应有重现期重现期p 和和屋屋面集水时间面集水时间t两个参数。设计重现期应根据两个参数。设计重现期应根据生产工艺及建筑物的性质确定，生产工艺及建筑物的性质确定，一般采用一一般
9、采用一年年，工业建筑可参考下页表各种数据确定。，工业建筑可参考下页表各种数据确定。4.34.3雨水排水系统的水力计算雨水排水系统的水力计算 2.汇水面积汇水面积F(m2) 屋面汇水面积一般较小，一般以屋面汇水面积一般较小，一般以m2计算。计算。屋面有一定的坡度，汇水面积应按照水平投屋面有一定的坡度，汇水面积应按照水平投影面积计算。影面积计算。 3.渲泄能力系数渲泄能力系数k1 设计重现期为一年，屋面坡度小于设计重现期为一年，屋面坡度小于2.5%时，时，k1取取1.0；屋面坡度大于；屋面坡度大于2.5%时，时，k1取取1.52.0。 4.1000051FqkQ 360051FhkQ 根据根据屋面
10、坡度屋面坡度和建筑无立面要求等情况，和建筑无立面要求等情况，按经验布置立管，划分并计算每根立管的按经验布置立管，划分并计算每根立管的汇汇水面积水面积，计算每根立管需排泄的雨水量，计算每根立管需排泄的雨水量Q 。查下表使设计雨水量不大于表中查下表使设计雨水量不大于表中最大设计泄最大设计泄流量流量，确定雨水立管管径。，确定雨水立管管径。管径（mm）最大设计泄流量（L/s）21321IRnv ； 天沟外排水设计计算天沟外排水设计计算各种抹面天沟各种抹面天沟 n n 值值 雨水斗直径(mm) 单斗系统 多斗系统 2.连接管：连接管：管径一般和雨水斗相同，直接选用。管径一般和雨水斗相同，直接选用。 3.
11、悬吊管悬吊管 悬吊管的泄流量与连接的悬吊管的泄流量与连接的雨水斗个数、管雨水斗个数、管道坡度、管道长度道坡度、管道长度等因素有关。等因素有关。 当建筑屋面渲泄能力系数当建筑屋面渲泄能力系数k1=1，5min小时小时降雨厚度降雨厚度h5=100mm/h时，多斗系统悬吊管最大时，多斗系统悬吊管最大允许汇水面积见附录。当建筑屋面坡度大于允许汇水面积见附录。当建筑屋面坡度大于2.5%，渲泄能力系数渲泄能力系数k1不等于不等于1时，应按汇水面时，应按汇水面积折算成相当于积折算成相当于k1=1时的汇水面积时的汇水面积F 。 4.立管立管 立管连接一根悬吊管时，立管管径与悬立管连接一根悬吊管时，立管管径与悬
12、吊管吊管管径相同管径相同。若一根立管连接两根悬吊管。若一根立管连接两根悬吊管时，应计算时，应计算立管的汇水面积立管的汇水面积，再根据，再根据5min小小时降雨厚度时降雨厚度h5、“k1=1时立管最大允许汇水时立管最大允许汇水面积表面积表”确定管径。确定管径。 5.排出管排出管 管径管径一般与立管相同一般与立管相同，为改善排水系统，为改善排水系统的泄水能力，也可以比立管大一级。的泄水能力，也可以比立管大一级。 6. 埋地管埋地管 为排水通畅，坡度应不小于为排水通畅，坡度应不小于0.003。敞开。敞开式排水系统按非满流设计，最大允许充满度式排水系统按非满流设计，最大允许充满度在管径小于或等于在管径
13、小于或等于300mm时为时为0.50；管径；管径350450mm时为时为0.65； 管径大于管径大于500mm时为时为0.80。密闭式内排水系统。密闭式内排水系统按满流计算。按满流计算。 埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。内排水系统设计计算包括内排水系统设计计算包括选择布置雨水选择布置雨水斗斗，布置并确定，布置并确定连接管、悬吊管、立管、排连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管出管和埋地管。 根据最大允许泄流量换算成根据最大允许泄流量换算成最大允许汇水面最大允许汇水面积积：153600kQhF1kQNF（接下页）（接下页）h5(mm/h)506070809010
14、0110120140160180200N7260 51.4454036 32.730 25.722.52018（接上页）（接上页）压力流排水系统，同一系统的雨水斗应在同一水平压力流排水系统，同一系统的雨水斗应在同一水平面上，长天沟外排水系统宜按单斗压力流设计；密闭式面上，长天沟外排水系统宜按单斗压力流设计；密闭式内排水系统，宜按压力流排水系统设计；单斗压力流排内排水系统，宜按压力流排水系统设计；单斗压力流排水系统应采用水系统应采用65型和型和79型雨水斗；多斗压力流排水系型雨水斗；多斗压力流排水系统应采用多斗压力流排水型雨水斗，其排水负荷和状态统应采用多斗压力流排水型雨水斗，其排水负荷和状态应
15、符合下表的要求。应符合下表的要求。 4.4 4.4 压力流（虹吸式）雨水派水系统压力流（虹吸式）雨水派水系统 压力流屋面雨水排水管道总水头损失与流出水头之和不得大于压力流屋面雨水排水管道总水头损失与流出水头之和不得大于雨水管进、出口的几何高差；悬吊管的水头损失不得雨水管进、出口的几何高差；悬吊管的水头损失不得80 kPa80 kPa。 悬吊管设计流速不宜悬吊管设计流速不宜1 m/s1 m/s，立管设计流速不宜，立管设计流速不宜10 m/s10 m/s。 压力流排水管系出口应放大管径，其出口水流速度不宜压力流排水管系出口应放大管径，其出口水流速度不宜1.8 m/s，如其出口水流速度，如其出口水流
16、速度1.8 m/s时，应采取消能措施。时，应采取消能措施。 压力流排水系统宜采用内壁较光滑的带内衬的承压排水铸铁管、压力流排水系统宜采用内壁较光滑的带内衬的承压排水铸铁管、承压塑料管和钢塑复合管等，其管材工作压力应大于建筑物净承压塑料管和钢塑复合管等，其管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压。用于压力流的塑料管，其管材抗环变形外高度产生的静水压。用于压力流的塑料管，其管材抗环变形外力应力应0.15 MPa。 单斗压力流排水系统计算单斗压力流排水系统计算 (1)(1)单斗压力流排水管系设计负荷按公式单斗压力流排水管系设计负荷按公式 式中式中 Q Q压力流管道负荷，压力流管道负荷，L Ls s
17、； D D管道计算内径，管道计算内径，m m； H H雨水管系进、出口几何高差，雨水管系进、出口几何高差，m m； L L计算管道长度，计算管道长度，m m； g g重力加速度，重力加速度，9.81 m9.81 ms s2 2；局部阻力系数，局部阻力系数，6565型、型、7979型雨水斗型雨水斗=1.00=1.00；沿程阻力系数，按下式计算。沿程阻力系数，按下式计算。 式中式中 沿程阻力系数；沿程阻力系数； D D管道计算内径，管道计算内径，m m； g g重力加速度，重力加速度，9.81 m/s9.81 m/s2 2； n n管道内壁粗糙系数。管道内壁粗糙系数。 多斗压力流排水系统设计计算的
18、基本要求与单斗多斗压力流排水系统设计计算的基本要求与单斗压力流排水系统相同，但多斗压力流排水管系各压力流排水系统相同，但多斗压力流排水管系各节点的上游不同支路的计算水头损失之差，在管节点的上游不同支路的计算水头损失之差，在管径径DNDN75时，不应时，不应10 kPa；在管径；在管径DNDN100时，时，不应不应5 kPa。 式中 hy管道沿程水头损失，kPa； qy设计流量，m3s； L计算管段长度，m； D管径，m； C海曾威廉公式的流速系数，塑料管C=130，水泥内衬铸铁管C=110，铸铁管、焊接钢管C=100。 多斗压力流排水管道沿程水头损失计算多斗压力流排水管道沿程水头损失计算 式中
19、 hj管道局部水头损失，kPa； V管道内的平均水流速度，一般指局部阻力后的流速，m/s； g重力加速度，9.81 m/s2；局部阻力系数。多斗压力流排水管道局部水头损失计算多斗压力流排水管道局部水头损失计算 (局部水头损失系数局部水头损失系数 建筑屋面雨水排水工程应设置溢流口、溢流堰、建筑屋面雨水排水工程应设置溢流口、溢流堰、溢流管系等溢流设施，且溢流排水不得危害建筑溢流管系等溢流设施，且溢流排水不得危害建筑设施和行人安全。设施和行人安全。 一般建筑的重力流屋面雨水排水工程与溢流设施一般建筑的重力流屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于的总排水能力不应小于1010年重现期的雨水量；重年重现期的雨水量；重要公共建筑、高层建筑的屋面雨水排水工程与溢要公共建筑、高层建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于流设施的总排水能力不应小于5050年重现期的雨水年重现期的雨水量。量。 溢流口排水是指在天沟末端山墙上开一孔口，其溢流口排水是指在天沟末端山墙上开一孔口，其溢流口排水量应按下式计算：溢流口排水量应按下式计算：溢流口排水量计算溢流口排水量计算 式中 qyL溢流口排水量，L/s； H1溢流口前堰上水头，m； b溢流口宽度，m； m流量系数，一般可采用320； g重力加速度，9.81 m/s2。
