第4章 屋面雨水排水系统

第4章屋面雨水排水4-1屋面雨水排水系统分类及选择降落在屋面的雨水和冰雪融化水，尤其是暴雨，会在短时间内形成积水。如果不能及时排除，则会造成屋面积水四处溢流，甚至造成屋面漏水，形成水患，影响人们的生产和生活。为了有组织地排除屋面雨水，必须设置完整的屋面雨水排水系统。一、屋面雨水排水系统的分类1.按雨水管道布置位置分类1）外排水系统外排水雨水排水系统是指屋面不设雨水斗，建筑内部没有雨水管道的雨水排放形式。按屋面有无天沟，又可分为檐沟外排水系统和天沟外排水系统。①檐沟外排水系统②天沟外排水系统天沟外排水系统2）雨水内排水系统内排水系统是指屋面设有雨水斗，建筑物内部设有雨水管道的雨水排水系统。该系统常用于跨度大、特别长的多跨工业厂房、及屋面设天沟有困难的壳形屋面、锯齿形屋面、有天窗的厂房。建筑立面要求高的高层建筑、大屋面建筑和寒冷地区的建筑，不允许在外墙设置雨水立管时，也应考虑采用内排水形式。内排水系统可分为:①单斗统和多斗排水系统②敞开式和密闭式内排水系统雨水内排水系统2.按管内水流情况分类1)重力流雨水排水系统重力流排水系统是指雨水通过自由堰流入管道，在重力作用下附壁流动，管内压力正常。重力流排水系统可承接管系排水能力范围不同标高的雨水斗排水，檐沟外排水系统、敞开式内排水系统和高层建筑屋面雨水管系都宜按重力流排水系统设计。2)压力流雨水排水系统压力流排水系统是指管内充满雨水，主要是在负压抽吸作用下流动，这种系统也称为虹吸式系统。在压力流排水系统中，同一系统的雨水斗应在同一水平面上，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。4-2屋面雨水排水系统的组成、布置与敷设一、外排水系统的组成、布置与敷设1.檐沟外排水系统檐沟外排水系统由檐沟、雨水斗和水落管组成，属于重力流，常采用重力流排水型雨水斗。2.天沟外排水系统天沟外排水系统属于单斗压力流，由天沟、雨水斗和排水立管组成，应采用压力流排水型雨水斗，雨水斗通常设置在伸出山墙的天沟末端。二、内排水系统的组成、布置与敷设内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。降落到屋面的雨水，由屋面汇水流入雨水斗，经连接管、悬吊管、排水立管、排出管流入雨水检查井，或经埋地干管排至室外雨水管道。1.敞开式内排水系统1)连接管2)悬吊管3)立管4)埋地管5)检查井(口)2.密闭式内排水系统密闭式内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、雨水立管、埋地管组成，其设计选型、布置和敷设与敞开式内排水系统相同。三、雨水排水管道管材选用重力流排水系统宜采用塑料管排水管、金属排水管。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。工业厂(库)房屋面雨水排水管材除满足上述要求外，可采用有防腐处理的焊接钢管等。小区雨水排水系统可选用埋地塑料管、混凝土管或钢筋混凝土管、铸铁管等。高层建筑屋面雨水排水管，除设计排水重现期大于50年的重力排水管可采用柔性排水铸铁管外，其他均应选用可承受相应建筑高度水压的承压铸铁管或不锈钢管。4-3屋面雨水排水计算一、雨量计算屋面雨水排水系统雨水量的大小是设计计算雨水排水系统的依据，其值与该地暴雨强度、汇水面积以及径流系数有关，屋面径流系数一般取0.9。1.设计暴雨强度设计暴雨强度公式中有设计重现期和屋面集水时间两个参数。设计重现期应根据建筑物的重要程度、气象特征确定，一般性建筑物取2～5年，重要公共建筑物不小于10年。由于屋面面积较小，屋面集水时间应较短，因为我国推导暴雨强度公式所需实测降雨资料的最小时段为5min，所以屋面集水时间按5min计算。2.汇水面积屋面雨水汇水面积较小，一般按m2计。对于有一定坡度的屋面，汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算。高出屋面的侧墙，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。窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道和应附加其高出部分侧墙面积的1/2。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1/2折算汇水面积。3.雨水量计算公式雨水量可按以下两个公式计算510000FqQ或53600FhQ二、普通外排水系统的计算1.根据屋面坡度和建筑物立面要求，布置立管，立管间距8～12m。2.计算每根立管的汇水面积；3.求每根立管的泄流量；4.按教材表4.3.1确定立管的管径。三、天沟外排水系统的计算天沟的设计计算有两种情况，一种是土建专业根据屋面结构要求，已确定了天沟的形式和断面尺寸，需要计算天沟的排水能力，其设计计算步骤如下：1)确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积w。2)计算天沟过水断面面积。3)计算天沟水流速度。4)求天沟允许泄流量。5)确定设计重现期，计算5min暴雨强度。6)计算汇水面积上的雨水量，比较Q与Qy，检验重现期是否满足。计算允许汇水面积，根据汇水区域的宽度，求出天沟允许长度，与实际天沟长度比较。7)根据雨水量，查表确定立管管径。另一种情况是在已确定天沟长度、暴雨强度重现期的情况下，计算确定天沟形式和断面尺寸，提交给土建专业。设计计算步骤如下：1)确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积FW。2)根据暴雨强度重现期计算暴雨强度。3)计算雨水量。4)初步确定天沟形式和断面尺寸。5)计算天沟泄流量Qr。6)比较Q与，若QyQ，应增加天沟的宽或深，重复第(5)和(6)步，直至QyQ。7)根据雨水量，查表确定立管管径。四、按重力流设计屋面雨水排水系统计算重力流内排水设计计算的内容包括选择布置雨水斗，布置开计算确定连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管的管径。计算步骤为：(1)根据建筑物内部墙、梁、柱的位置，屋面的构造和坡度划分为几个系统，确定立管的数量和位置；(2)根据各个系统的汇水面积，查教材表4.3.4确定雨水斗的规格；(3)确定连接管管径，连接管管径与雨水斗出水管管径相同。对于单斗系统，悬吊管、立管、排出横管的管径均与连接管管径相同；(4)计算悬吊管连接的各雨水斗流量之和，确定水力坡度，查教材表4.3.5或表4.3.6，确定悬吊管的管径，悬吊管的管径宜保持不变。(5)计算立管连接的雨水斗泄流量之和，查教材表4.3.7确定立管管径，当立管只连接一根悬吊管时，因立管管径不得小于悬吊管管径，所以立管管径与悬吊管管径相同。(6)排出管管径一般与立管管径相同，如果为了改善整个雨水排水系统的泄水能力，排出管也可以比立管放大一级管径。(7)计算埋地干管的设计排水量，确定水力坡度，为保障排水通畅，埋地管坡度应不小于O.003，查教材表4.3.8确定埋地横干管的管径。五、按压力流设计屋面雨水排水系统计算1.单斗压力流排水系统的计算1）雨水斗2）悬吊管和立管压力流雨水系统的雨水斗和管道一般由专业设备商配套供应，但悬吊管和立管的管径可通过计算确定。2.多斗压力流排水系统的计算多斗压力流排水系统设计计算的基本要求同单斗压力流排水系统。3.溢流口排水量计算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设施和行人安全。