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1、 4.1 屋面雨水系统的分类与组成 4.2 雨水内排水系统中水气流动的物理现 象 4.3 雨水排水系统的水力计算 4.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统 第4章 建筑屋面雨水排水系统 第4章 建筑屋面雨水排水系统 概述 建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要 建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要 组成部分，它的任务是组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面及时排除降落在建筑物屋面 的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁， 或造成雨水溢流、屋顶漏水或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以等水患事故，以保证人保证人 们正常生活和生产活动。们
2、正常生活和生产活动。 本章将对建筑物各种形式的雨水排水系统进行 本章将对建筑物各种形式的雨水排水系统进行 系统介绍。系统介绍。 屋面雨水系统按照 屋面雨水系统按照管道的设置位置不同不同 可分为外排水系统、内排水系统。可分为外排水系统、内排水系统。 屋面雨水系统屋面雨水系统 外排水外排水 系统系统 内排水内排水 系统系统 4.1 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： 屋面雨水系统屋面雨水系统压力流压力流 重力重力 无压流无压流 重力半重力半 有有压压流流 4.1.1 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。 屋面屋面 雨水系统雨水系统 外排水外
3、排水 系统系统 无沟外排水无沟外排水 檐沟外排水檐沟外排水 天沟天沟 外排水外排水 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。 屋面雨水系统屋面雨水系统 密闭式排密闭式排水水 系统系统 敞开式敞开式 排水系统排水系统 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。 屋面雨水系统屋面雨水系统 多斗多斗 系统系统 单斗系统单斗系统 1.檐沟外排水 一般用于 一般用于居住建筑居住建筑， 屋面面积比较小的公共建屋面面积比较小的公共建 筑和单跨工业建筑，屋面筑和单跨工业建筑，屋面 雨水汇集到雨水汇集到屋顶的檐沟屋顶的檐沟里里 ， 然后流入雨落管，沿雨落然后流入雨落管，沿雨落
4、管排泄到管排泄到地下管沟地下管沟或排到或排到 地面地面。 檐沟外排水 雨水斗 承雨斗 檐沟 立管 4.1.2 建筑雨水排水系统的组成 天沟 一般用于排除大型屋 一般用于排除大型屋 面的雨、雪水。特别是面的雨、雪水。特别是多多 跨度的厂房屋面跨度的厂房屋面，多采用，多采用 天沟外排水。 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所谓天沟，是指屋面上在构造上形 成的成的排水沟排水沟，接受屋面的雨雪水。，接受屋面的雨雪水。 雨雪水沿天沟流向建筑物的雨雪水沿天沟流向建筑物的两端两端， 经墙外的立管排到地面或排到雨水经墙外的立管排到地面或排到雨水
5、道。道。 天沟 消能池 检 查 井 雨水斗 沉降缝 2.天沟外排水 雨水内排水系统 内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置 在建筑内部的雨水排水系统。 雨水内排水系统适用于屋面跨度大、屋面 曲折（壳形、锯齿形）、屋面有天窗等设置天 沟有困难的情况，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 筑等不宜在室外设置雨水立管的情况，多采用 内排水。 3 3 雨水内排水系统雨水内排水系统 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。 多斗雨水排水系统系统： 悬吊管上连接 悬吊管上连接多个雨水斗多个雨水斗（一般不得多于（一般不得多于4 4 个）个） 的系统。的系统。 在条
6、件允许的情况下，应尽量采用单斗排水 在条件允许的情况下，应尽量采用单斗排水 ， 以充分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排以充分发挥管道系统的排水能力，单斗系统的排 水水 能力大于多斗系统。多斗系统的排水量大约为单能力大于多斗系统。多斗系统的排水量大约为单 斗斗 的的80%80% 。 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。 1.雨水斗 雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作雨水斗是整个雨水管道系统的进水口，主要作 用是最大限度的排泄雨、雪水；对进水具有整流、用是最大限度的排泄雨、雪水；对进水具有整流、 导流作用，使水流平稳，以减少系统的掺气；同时导流作用，使水流
7、平稳，以减少系统的掺气；同时 具有拦截粗大杂质的作用。具有拦截粗大杂质的作用。 目前国内常用的雨水斗为 目前国内常用的雨水斗为6565型、型、7979型、型、8787型雨型雨 水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗水斗、平蓖雨水斗、虹吸式雨水斗等等. . 整流罩 下沉式雨水斗 进水格栅 排出管 虹吸式雨水斗 内排水系统组成 2.2.连接管连接管 连接雨水斗与悬吊管的短管。 连接雨水斗与悬吊管的短管。 3.3.悬吊管悬吊管 悬吊管与连接管和雨水立管连接，见雨水内排 悬吊管与连接管和雨水立管连接，见雨水内排 水系统图，对于一些重要的厂房，不允许室内检查水系统图，对于一些重要的厂房，不允许室内检查 井冒水，
8、不能设置埋地横管时，必须设置悬吊管。井冒水，不能设置埋地横管时，必须设置悬吊管。 4.4.立管立管 接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。 接纳雨水斗或悬吊管的雨水，与排出管连接。 5.5.排出管排出管 将立管的水输送到地下管道中，雨水排出管设将立管的水输送到地下管道中，雨水排出管设 计时，要留有一定的余地。计时，要留有一定的余地。 6.6.埋地横管埋地横管 密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外的，不 密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外的，不 设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井 之间的管为埋地敷设。之间的管为埋地敷设。 7.附属构筑物：检查
9、井、检查口、排气井 雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于 雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于 清通，清通，室内雨水埋地管之间室内雨水埋地管之间要设置检查井。设计时要设置检查井。设计时 应注意，为防止检查井冒水，检查井深度应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于不得小于 0.7m0.7m。检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上。检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上 水流转角水流转角不得小于不得小于135135。 具体方式见下页示意图所示 具体方式见下页示意图所示 检查井内接管方式 135135 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
10、、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 力流或压力流设计；大屋面工业厂房和公共建 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 。 .1.3 雨水排出系统的选用 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。 雨水斗水气流动状态： u 降雨过程中，随着降雨历时的延长，雨 水斗泄流量Qy与天沟水深h、掺气量比K、雨 水入口处压力值P1、流量递增时间t等诸参数 的关系见下页图。 4.2 内排水
11、系统中的水气流动物理现象 4.2.1 单斗雨水系统 Qy Qy k P1 QLj 泄流量 泄流量QQy y与各与各 个参数之间的关个参数之间的关 系系 k k 渗气量比。渗气量比。 P P 1 1 雨水入口雨水入口 处压力值。处压力值。 k Qy Qy hL1 t tB tA AB QLj h 泄流量泄流量QQy y与各个参与各个参 数之间的关系数之间的关系 h h 天沟水深天沟水深 h h L1L1 临界水深临界水深 T T 流量递增时间流量递增时间 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 沟水深的变化，悬吊管内出现不同的压力状 态： 重力流状态 气水混合气水混合 两相流两
12、相流 压力流状态压力流状态 重力流状态：天沟水深比较小时，雨水进入雨 水斗时呈自由堰流状态，悬吊管内空气贯通， 为不满流的重力流状态。 气水混合两相流：天沟水位增加，泄流量增大 ，悬吊管内压力会出现壅水状态的气水两相流 。如立管中形成水塞，则会产生抽吸作用，利 于雨水的排泄。 压力流状态：满流时为压力流。 多斗系统雨水排水系统： 一根悬吊管上接几个（一般不超过4个 ）雨水斗。 特点： 一根悬吊管上的不同位置的雨水斗的泄 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 1. 设计暴雨强度q 设计暴雨强度公式中应有重现期p 和 屋面
13、集水时间t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，一般 采用一年，工业建筑可参考下页表各种数 据确定。 4.3 雨水排水系统的水力计算 4.3.1 雨水量计算 2. 汇水面积F(m2) 屋面汇水面积一般较小，一般以m2计 算。屋面有一定的坡度，汇水面积应按照 水平投影面积计算。 3. 渲泄能力系数k1 设计重现期为一年，屋面坡度小于 2.5%时，k1取1.0；屋面坡度大于2.5%时， k1取1.52.0。 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 4.3.1 雨水量计算 4. 雨水量计算公式 雨水量计算公式 屋面雨水设计流量，屋面雨水设计流量，L/sL/s;
14、; 屋面设计汇水面积，屋面设计汇水面积，mm 2 2 ； 当地降雨历时当地降雨历时5min5min时的暴雨强度时的暴雨强度, ,L L/ /（s10s10 4 4 mm 2 2 ）；）； 当地降雨历时当地降雨历时5min5min时的小时降雨厚度时的小时降雨厚度, ,mmmm/ /h h; ; 设计重现期为一年时的屋面渲泄能力系数。设计重现期为一年时的屋面渲泄能力系数。 Q Q F F q q5 5 h h5 5 k k1 1 根据屋面坡度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 的汇水面积，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最 大设计泄流量，确定
15、雨水立管管径。 管径（mm）7575100100125125150150200200 最大设计 泄流量（ L/s） 9 9 1919292942427575 雨水立管最大设计泄流量雨水立管最大设计泄流量 普通外排水设计计算 屋面天沟为明渠排水时，天沟水流流 屋面天沟为明渠排水时，天沟水流流 速可按明渠速可按明渠 均流公式计算：均流公式计算： 天沟外排水设计计算 天沟水流速度；天沟水流速度； 水力半径水力半径； 天沟坡度；天沟坡度； 天沟粗糙系数与天沟材料及施工情况有关；天沟粗糙系数与天沟材料及施工情况有关； （见下页表格数据）（见下页表格数据） v v R R I I n n 天沟壁面材料天沟壁面材料 N N 水泥砂水泥砂浆浆光滑抹面光滑抹面0.0110.011 普通水泥砂普通水泥砂浆浆抹面抹面0.012-0.0130.012-0.013 无抹面无抹面0.014-0.0170.014-0.017 喷浆护喷浆护 面面0.016-0.0210.016-0.021 不整不整齐齐表面表面0.0200.020 豆砂豆砂沥沥青青玛玛地脂表面地脂表面0.0250.025 天沟外排水设计计算 各种抹面天沟 n 值 1. 1. 雨水斗雨水斗
