1、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 u外排水是指屋面外排水是指屋面不不设设雨水斗，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组成。成。 水落管多用水落管多用镀锌铁镀锌铁皮管皮管或或铸铁铸铁管管， ， 镀锌铁镀锌铁皮管皮管为为方形，断面尺寸一般方形，断面尺寸一般 为为8080mmmmlOOmmlOOmm或
2、或8080mmmml20mml20mm， ，铸铸铁铁 管管径管管径为为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务的的屋面面屋面面积积，再根，再根 据屋面形状和面据屋面形状和面积积确定水落管确定水落管间间距距。 。 据据经验经验民用建筑水落管民用建筑水落管间间距距为为8 8 12 12m m， ，工工业业建筑建筑为为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、 、一般一般 公共建筑公共建筑和和小型小型单单跨跨厂厂房房。 。 天沟外排水天沟外排水 天沟外排水 天沟外
3、排水系天沟外排水系统统由天沟、雨水斗和排水立管由天沟、雨水斗和排水立管组组成成 天沟外排水系天沟外排水系统统适用于适用于长长度度不超不超过过lOOmlOOm的多跨工的多跨工业业厂房厂房。 。 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、
4、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，节节省管材，施工省管材，施工简简便，有利于厂房内空便，有利于厂房内空间间利用，可减小厂区利用，可减小厂区 雨水管道的埋深。但屋面雨水管道的埋深。但屋面垫层垫层厚，厚，结结构构负负荷增大；晴天屋面堆荷增大；晴天屋面堆积积灰灰尘尘多，雨多，雨 天天沟排水不天天沟排水不畅畅；寒冷地区排水立管可能；寒冷地区排水立管可能冻冻裂的缺点。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
5、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、
6、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 单斗单斗和和多斗多斗雨水排水系统两类。在设计中宜采用雨水排水系统两类。在设计中宜采用单斗雨水排水系统。单斗雨水排水系统。 按排除雨水的安全程度，内排水系统分为按排除雨水的安全程度，内排水系统分为敞开式敞开式（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雨水斗有雨水斗有6565型、型、7979型和型和8787型。有型。有7575、1001
7、00、150150和和200200mmmm四种规格。在阳台、四种规格。在阳台、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内排水系统布置雨水斗时应以内排水系统布置雨水斗时应以伸缩缝，沉降缝和防火墙伸缩缝，沉降缝和防火墙作为天沟作为天沟分水线分水线，各自自成排水系统。各自自成排水系统。u布置雨水斗时，除了按水力计算确定雨水斗的间距和个数外，还应考虑建布置雨水斗时，除了按水力计算确定雨水斗的间距和个数外，还应考虑建筑结构特点使立管沿墙柱布置，以固定立管。接入同一立管的雨水斗，其安筑结构特点使立管沿墙柱布置，以固定立管。接入同一立管的雨水斗，
8、其安装高度宜在同一标高层。当两个雨水斗连接在同装高度宜在同一标高层。当两个雨水斗连接在同1 1根悬吊管上时，应将靠近根悬吊管上时，应将靠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当采用多斗排水系当采用多斗排水系统时统时，雨水斗宜，雨水斗宜对对立管作立管作对对称称布置。布置。1 1根根悬悬吊管上吊管上连连接的接的雨水斗不得多于雨水斗不得多于4 4个个，且雨水斗不能，且雨水斗不能设设在立管在立管顶顶端。端。 (2)连接管连接管 连接管一般与连接管一般与雨水斗同径雨水斗同径，但不宜小于，但不宜小于1OOmm。连接管应牢固固连接管应牢固固定定 在建筑物的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管
9、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)悬吊管悬吊管管径不小于连接管管径管径不小于连接管管径，也不应大于，也不应大于300mm；悬吊管沿屋架悬吊，悬吊管沿屋架悬吊，坡度不小于坡度不小于0.005。在悬吊管的端头和长度大于。在悬吊管的端头和长度大于15m的悬吊管上设的悬吊管上设检查口或带法兰盘的三通，位置宜靠近墙柱，以利检修。检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45450 0三通或三通或90900 0斜三通连接。斜三通连接。悬吊管采用悬吊管采用铸铁管铸铁管，用铁箍，吊卡固定在建筑物的桁架或梁
10、上。，用铁箍，吊卡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，可采用在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，焊接连接。连接。 (4)立管立管 1根立管连接的悬吊管根数根立管连接的悬吊管根数不多于不多于2根根，立管管径，立管管径不得小于不得小于悬吊管管径悬吊管管径。立管宜沿墙、柱安装，在。立管宜沿墙、柱安装，在距地面距地面1m处设检查口。立管的管材和接口与悬吊处设检查口。立管的管材和接口与悬吊管相同。管相同。(5)排出管排出管 管径不得小于管径不得小于立管管径立管管径，排出管与下游埋地管在，排出管与下游埋地管在检查井中宜采用检查井中宜采用管顶平接管顶平
11、接，水流转角不得小于，水流转角不得小于1350； (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
12、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。4 42 2 雨水内排水系雨水内排水系统统中的水气流中的水气流动动物理物理现现象象 一、一、单单斗雨水系斗雨水系统统
13、 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、管道摩位置、高度、天沟水深、管道摩阻及雨水斗的局部阻力。主要阻及雨水斗的局部阻力。主要取决于天沟位置、高度。取决于天沟位置、高度。 2.悬吊管和立管内的压力变化悬吊管和立管内的压力变化规律规律 悬悬吊管起端呈正吊管起端呈正压压， ，悬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负压， ，立管下部呈正立管下部呈正压压。 。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
14、管的水斗距离立管的远远近不同，即使两个雨水斗的直近不同，即使两个雨水斗的直径和径和汇汇水面水面积积都相同，其泄流是不同的。都相同，其泄流是不同的。每个雨每个雨水斗的泄流量与水斗的泄流量与悬悬吊管上雨水斗吊管上雨水斗总总个数及离排个数及离排水立管的距离有关。水立管的距离有关。 离立管近的雨水斗泄水能力大；离立管远，离立管近的雨水斗泄水能力大；离立管远，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，
15、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
16、悬吊管连接的雨水斗不宜超过2个。个。 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/sL/s10104 4）h h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） 设计暴雨强度公式中有设计重现期设计暴雨强度公式中有设计重现期P P和屋面集水时间和屋面集水时间t t，2 2个个参数。设计重现期应根据生产工艺及建筑物的性质确定，参数。设计重现期应根据生产工艺及建筑物的性质确定，一一般采用般采用2-52-5年，重要建筑不小于年，重要建筑不小于1010年；年；工业建筑由生产工艺、工业建筑由生产工艺、
17、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 屋面雨水汇水面积较小，一般以计算。屋面都有一定屋面雨水汇水面积较小，一般以计算。屋面都有一定坡度，汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算。考坡度，汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算。考虑侧墙面积。虑侧墙面积。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
18、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根据屋面坡向和建筑物立面要求等情况，按经验布根据屋面坡向和建筑物立面要求等情况，按经验布置立管，划分并计算每根立管的汇水面积，按公式计置立管，划分并计算每根立管的汇水面积，按公式计算每根立管需排泄的雨水量算每根立管需排泄的雨水量Q。查表查表72，使设计雨，使设计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 天沟外排水设计计
19、算主要是配合土建要求，设计天沟外排水设计计算主要是配合土建要求，设计天沟的形式和断面尺寸，确定天沟汇水长度。天沟天沟的形式和断面尺寸，确定天沟汇水长度。天沟断面形式多采用断面形式多采用矩形矩形或或梯形梯形，具体尺寸应由计算确，具体尺寸应由计算确定。为了排水安全可靠，天沟应有不小于定。为了排水安全可靠，天沟应有不小于100mm的的保护高度，天沟起点水深不小于保护高度，天沟起点水深不小于80mm。对于粉尘对于粉尘较多的厂房，应适当增大天沟断面，以保证天沟排较多的厂房，应适当增大天沟断面，以保证天沟排水畅通。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
20、匀流公式计算均匀流公式计算 21321IRnv 21321IRnv 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QT v；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 内排水系内排水系统设计计统设计计算包括算包括选择选择布置雨水斗，布布置雨水斗，布置并置并计计算确定算
21、确定连连接管、接管、悬悬吊管、立管、排出管和埋吊管、立管、排出管和埋地管的地管的管径管径。 。为简为简化化计计算算过过程，可将雨水斗和雨程，可将雨水斗和雨水管道的最大允水管道的最大允许许泄流量泄流量换换算成不同小算成不同小时时降雨厚降雨厚度度h h5 5情况下情况下最大允最大允许汇许汇水面水面积积。 。F=NF=NQ / kQ / k1 1F F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/sN N取决于取决于5 5minmin小时降雨厚度系数表小
22、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 在设计时，应根据屋面坡向和建筑物内在设计时，应根据屋面坡向和建筑物内部墙，梁、柱的位置，合理布置雨水斗，计部墙，梁、柱的位置，合理布置雨水斗，计算每个雨水斗的汇水面积，根据当地的算每个雨水斗的汇水面积，根据当地的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
23、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F Fk1F (76)F 相当于相当于k11时的汇水面积，；时的汇水面积，； k1渲
24、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。uF100h5 F/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mmh 4立管立管 立管管径与悬吊管管径相同，其泄流量还应满足表立管管径与悬吊管管径相同，其泄流量还应满足表72的要求。若的要求。若1根立管连接根立管连接2根悬吊管时，
25、应先计算立管的汇水面积根悬吊管时，应先计算立管的汇水面积F，再根据再根据5min小时降雨厚度小时降雨厚度h5，查附录查附录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
26、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。以上两种系统的。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管。埋地管计算方法和步骤与悬吊管相同。相同。 内排水系统设计计算内排水系统设计计算 例例72某工业厂房雨水内排水系统见图某工业厂房雨水内排水系统见图710，悬吊管对，悬吊管对称布置，每根悬吊管连接称布置，每根悬吊管连接2个雨水斗，每个雨水斗的实际汇水面个雨水斗，每个雨水斗的实际汇水面积为积为432。设计重现期为。设计重现期为1年，屋面渲泄
27、能力系数年，屋面渲泄能力系数k1=1.5，该该地地5min小时降雨厚度小时降雨厚度h560h。采用密闭式排水系统，计采用密闭式排水系统，计算确定各管段管径算确定各管段管径解：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， Fk1 F1.5 432648()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F100 F100h5 F10010060 648100388.8()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.
28、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 为排水畅通，悬吊管坡度取为排水畅通，悬吊管坡度取0.010，管段，管段12折算汇水面积为折算汇水面积为388.8，查附，查附录录72，DN150mm(182388.8536)；管段管段23折算汇水面积为折算汇水面积为388.82777.6，查附录，查附录72，DN200mm，(536777.61156)。6.立管管径立管管径 立管汇水面积为立管汇水面积为64842592，查附录，查附录73，h560mmh时，时，DN=200（252025924500）。）。且且满足立管管径不小于悬吊管管径的要求。满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 排出管管径与立管管径相同排出管管径与立管管径相同DN200mm。排出管排出管折算汇水面积：折算汇水面积：F100777.62=1555.2，查附录查附录72，当排出管管径取当排出管管径取DN200mm时，只要排出管坡度大于时，只要排出管坡度大于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 埋地管坡度取埋地管坡度取0.005，查附录，查附录75(密闭系统密闭系统)，计算，计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
