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
4-1屋面雨水排放方式
按雨水管道的位置分为:外排水系统和内排水系统。
在实际设计时，应根据建筑物的类型，建筑结构形式，
屋面面积大小，当地气候条件及生产生活的要求，经过技术
经济比较来选择排除方式。一般情况下，应尽量采用外排水
系统或者两种排水系统综合考虑。
外 排 水
外排水是指屋面不设雨水斗，建筑物内部没有雨水
内排水系统设计计算
内排水系 统设计计 算包括 选择 布置雨水斗，布 置并计算确定连接管、悬吊管、立管、排出管和埋 地管的管径。 为简 化 计 算 过 程，可将雨水斗和雨 水管道的最大允许泄流量换算成不同小时降雨厚 度h5情况下最大允许汇水面积。 F=N· Q / k1
F—最大允许汇水面积，㎡； k1—渲泄能力系数，屋面坡度小于2.5%，按1计算。 Q— 最大允许泄流量 L/s N—取决于5min小时降雨厚度系数表7-5
2 3 1 2
1 v R I n
2 3
1 2
天沟的设计计算—计算确定天沟形式和断面尺寸
1)确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积F 2)根据暴雨强度重现期计算5min暴雨强度q5； 3)利用(7—1)式计算雨水量Q； 4)初步确定天沟形式和断面尺寸； 5)计算天沟泄流量QT＝ω· v； 6)比较Q与QT，若QT<Q，应增加天沟的宽或深， 重复第5和6步，直至QT≥Q； 7)根据雨水量Q，查表7—2确定立管管径。
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450三通或900斜三通连接。 悬吊管采用铸铁管，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，可采用钢管，焊接 连接。
内排水系统的布置与敷设—立管、排出管
(4)立管 • 1根立管连接的悬吊管根数不多于2根，立管管径 不得小于悬吊管管径。立管宜沿墙、柱安装，在
4．立管 立管管径与悬吊管管径相同，其泄流量还应满足表7—2的要求。若1根立管连接2 根悬吊管时，应先计算立管的汇水面积 F′，再根据 5min小时降雨厚度 h5，查附录 7—3“k1＝1时立管最大允许汇水面积表”确定管径。 5．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1级管径。 6．埋地管 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， 其最大允许充满度在管径小于或等于300mm时为0.50；管径350—450mm时为0.65； 管径大于或等于500mm时为0.80。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7—4和7—5。埋地管计算方法和步骤与悬吊 管相同。
普通外排水设计计算
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
算每根立管需排泄的雨水量 Q。查表 7 —2 ，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。
天沟外排水设计计算
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 断面形式多采用矩形或梯形，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 100mm的 1 v R I 保护高度，天沟起点水深不小于 80mm。对于粉尘 n 较多的厂房，应适当增大天沟断面，以保证天沟排 水畅通。 屋面天沟为明渠排水，天沟水流流速可按明渠 均匀流公式计算
距地面 1m处设检查口。立管的管材和接口与悬吊
管相同。 (5)排出管 • 管径不得小于立管管径，排出管与下游埋地管在 检查井中宜采用管顶平接，水流转角不得小于1350；
内排水系统的布置与敷设—埋地管、附属构筑物
(6)埋地管
埋地管最小管径为200㎜，最大不超过600mm。埋地管一般采用混凝土管、
钢筋混凝土管或陶土管，管道坡度按生产废水管道最小坡度计算。 (7)附属构筑物 常见的附属构筑物有检查井、检查口井和排气井，用于雨水管道的清扫、 检修、排气。 检查井适用于敞开式内排水系统，设置在排出管与埋地管连接处、埋地 管转弯、变径及超过30m的直线管路上。检查井井深不小于0.7m，井内采用
• 每条天沟的汇水面积:F＝45×18＝810(㎡) • 汇水面积F上的雨水设计流量:
⑴设计重现期为1年时:
Q1= k1· F· q5/10000=2.0×810×124/10000=20.09 L／s ⑵设计重现期为2年时: Q2= k1· F· q5/10000=2.0×810×179/10000=29 L／s ⑶设计重现期为3年时: Q3= k1· F· q5/10000=2.0×810×211/10000=34.18 L／s 比较Q与QT可知，设计的天沟可以满足没计重现期为2年时的雨水量，但不 能满足3年时的雨水量。 • 查表7—2，选用立管管径为DN＝150mm，Qmax＝42L/s>29 L/s，满足要求
天沟的设计计算
例 7 —1 某车间全长90m，利用拱型屋架及大型屋面板构成天沟，
天沟为矩形，沟宽 B＝0.35m，积水深度 H＝0.15m，天沟坡度 I
＝0.006，天沟表面铺设豆石， n＝0.025。屋面渲泄能力系数 是，＝2.0 ，天沟平面布置见图7 —9。当地5min暴雨强度见表
7—4，验证天沟设计是否合理。
解：ω ＝B· H=0.35×0.15=0.0525㎡
• 天沟水流速度: v=0.58 m／s
其中R=ω /（B+2H）=0.0525/（0.35+2×0.15）=0.018m，I=0.006, n=0.025, • 天沟允许泄流量:
Q T ＝ω · v＝0.0525×0.58＝0.03045(m3／s)＝30.45(L／s)
当该地5min小时降雨厚度h5≠100mm／h时，应按下式将汇水面积F′（或F）
换算成h5＝100mm／h的汇水面积后再查附录7—2定悬吊管管径和坡度。 F100＝h5 F′/100
F100— 相当于h5＝100mm／h时的汇水面积，㎡；
h5—该地5min小时降雨厚度mm／h
内排水系统设计计算
4-3 雨水排水系统的水力计算
1.设计暴雨强度q q —单位时间内单位面积上的降雨体积（L/s· 104· ㎡） h—某一连续降雨时段内的平均降雨量（㎜/min） 设计暴雨强度公式中有设计重现期 P 和屋面集水时间 t，2 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 2-5 年，重要建筑不小于 10 年； 工业建筑由生产工 艺、重要程度确定。屋面集水时间按5min计算。 降雨量：降雨深度H（㎜） 2．汇水面积F 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 虑侧墙面积。
内排水系统设计计算
内排水系统设计计算
1.雨水斗
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 算每个雨水斗的汇水面积，根据当地的5min 降雨厚度，查附录7-1确定雨水斗直径 2.连接管：同雨水斗
内排水系统设计计算—悬吊管
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。 当建筑屋面渲泄能力系数k1＝1，5min小时降雨厚度h5＝100mm／h时，多斗 系统悬吊管最大允许汇水面积见附录7—2。单斗系统悬吊管泄流能力比同样条 件下多斗系统增大约20％左右。当建筑屋面坡度大于2.5％，渲泄能力系数k1≠1 时，应将实际汇水面积折算成相当于是k＝l时的汇水面积F′ F′＝k1· F (7—6) F′— 相当于k1＝1时的汇水面积，㎡； k1—渲泄能力系数； F—实际汇水面积，㎡。
· 排水安全可靠，节省管材，施工简便，有利于厂房内空间利用，可减小厂区
雨水管道的埋深。但屋面垫层厚，结构负荷增大；晴天屋面堆积灰尘多，雨 天天沟排水不畅；寒冷地区排水立管可能冻裂的缺点。
屋面雨水内排水系统
内排水是指屋面设雨水斗，建筑物内部有雨水管道
的雨水排水系统。
适用：跨度大、特别长的多跨工业厂房，锯齿形或
4-3 雨水排水系统的水力计算
3．屋面径流系数φ 一般取0.9。 4.雨水量计算公式
Q= φ· F· q5/10000 Q= φ· F· h5/3600
Q—屋面雨水设计流量，L／s； F—屋面设计汇水面积，㎡； q5—当地降雨历时为5min时的暴雨强度，L／s· 104㎡ h5—当地降雨历时为5min时的小时降雨厚度，mm／h； φ—屋面径流系数。
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2个雨水斗时，宜设2根悬吊管对称布 置，每根悬吊管只连接1个雨水斗，使立管位于2 个雨水斗之间，以免2个雨水斗泄水时互相干扰， 减少总泄流量。 2. 1根立管连接4个雨水斗时，也宜设2根悬吊管，对 称布置，每根悬吊管设2个雨水斗。 3. 1根悬吊管设2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 间距 不宜过大。 4. 1根悬吊管连接的雨水斗不宜超过2个。
天沟外排水
天沟外排水
天沟外排水
· 天沟外排水系统由天沟、雨水斗和排水立管组成 · 天沟外排水系统适用于长度不超过lOOm的多跨工业厂房。 · 天沟的排水断面形式根据屋面情况而定，一般多为矩形和梯形 · 天沟坡度一般在0.003～0.006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 计算确定，一般不要超过50m。
壳形屋面厂房及屋面有天窗的厂房。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
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
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 出管、埋地干管和检查井组成。 内排水系统分类 单斗和多斗雨水排水系统两类。在设计中宜采用 单斗雨水排水系统。