高层建筑屋面雨水排水设计_方宏伟

高

层

建

筑

屋

面

雨

水

排

水

设

计着时代的进步和建筑业的发

展，无论普通住宅还是高档

公寓、大型写字楼，其建筑高度越来

越高，２０层甚至于３０层以上已屡见

不鲜，建筑师越来越注重建筑物外

立面的建筑风格及装饰效果。如何

在满足外装风格及效果的前提下，

将高层建筑屋面雨水迅速、及时地

排至室外雨水管渠或地面并减少事

故隐患，已成为设计单位必须重点

关注的技术问题。

目前已建成或在建的高层建筑

屋面雨水排水多采用重力流内排水

方式，雨水管道材质及连接方式有

焊接钢管或无缝钢管焊接、热镀锌

钢管螺纹或沟槽连接、给水铸铁管

文

方

宏

伟

【摘 要】针对越来越多的高层建

筑，提出屋面雨水排水系统设计的依

据，阐明系统选择的思路及应注意的

问题，总结高层建筑屋面雨水系统设

计参考意见。

【关　键　词】高层建筑 屋面雨水　

设计 重力流 压力流

【Abstrac t 】Facing more and more high-

rising buildings, this thesis puts forward the

basis of roofing---rain-dr ainage des ign of

high-rising buildings, illustrates the thinking

thoughts of system selecting and the prob-

lems concerned. Moreover, it sums up the

reference suggestions about this design.

【Key Words】High-rising building

Roofing rain

Des ign

Gravity stream

Pressure stream

水泥捻口或胶圈撞口、高压稀土柔

性排水铸铁管Ａ型法兰接口或柔性

排水铸铁管Ｗ型接口、给水型及排

水型ＵＰＶＣ管承插连接或粘结等多

种形式。其中有些雨水排水系统设

计合理，选材得当，运行良好，而有

些雨水排水系统却因系统选择、管

道布置及管材选用考虑不周，在验

收及使用过程中出现问题的现象也

时有发生。

设计高层建筑屋面雨水排水

系统时，应充分了解屋面雨水排

水各系统的设计流态，根据建筑

设计布局，参照当地降雨量强度

合理确定设计雨水流量，并结合

各种屋面排水系统的特点，考虑

其安全性和经济性，选择适当的

雨水排水系统及管材，确保屋面

雨水排水系统的排放能力满足设

计规范的要求，满足管道系统发

生事故时检修的可操作性，并将

水患损失减到最小限度。

２．１　屋面雨水系统的设计流态

及划分

屋面雨水系统的流态是雨水排

放系统设计的理论基础，对屋面雨

水排放过程中系统内流态的认知经

过了长期的探索，从重力流起步，转

变为压力流，再进展到实质性重力

流直至目前较为成熟的压力流。期

间由清华大学、机械工业部第一设

计院和第八设计院等单位参加历时

排水设计手册上查出，这里需注意的问题是设计降雨强度的公式，由于各城市暴雨强度公式编制方法不一，有用数理统计法的、有用解析法的、还有湿度饱和差法、图解法和ＣＲＡ法等，有的方法并不完全符合设计规范要求。另外，有些资料年代久远或资料年数过短，大部份暴雨强度公式是根据１９８３年前实测资料推导而得出的，还有不少沿用１９７３年版《给水排水设计手册》公式，甚至１９６４版《给水排水设计手册》，那就更为滞后、更为陈旧。有的公式资料年代过短，只依据８年、６年乃至５年的资料统计而成，缺乏１９７５年暴雨和近年来的厄尔尼诺现象等反常雨量资料。在工程设计有条件时应收集当地降雨量资料重订公式，使雨水排水工程有一个坚实的基础和前提。

２．３　屋面雨水排水各系统的特点

重力流（含重力无压流、重力半有压流）和压力流雨水排水系统从水的管内流态、允许经历的流态、超重现期雨量排除、屋面溢流频率、管材承压要求等各方面各具特点，屋面雨水排水各系统的特点如下表：

八年的雨水试验，得出雨水流态为重力－　压力流的结论，即小流量时为重力流，大流量时为压力流；雨水立管的下部为正压区，上部为负压区；压力零点随流量的变化而变动，流量增大时压力零点向上移动；悬吊管的末端近立管处为负压，始端为正压，这个理论提供了屋面雨水排水系统按设计流态划分的依据，为此屋面雨水排水系统按设计流态可分为重力流（半有压流、无压流）、压力流。

２．２　设计雨水流量的确定

设计雨水流量的确定是选择雨水排放系统的前提，可按下列公式进行计算：

ｑｙ＝ｑｊΨＦｗ／１０００式中：

ｑｙ—设计雨水流量（Ｌ／ｓ）；ｑｊ—设计降雨强度（Ｌ／ｓ·ｈａ）；Ψ—径流系数，对于建筑屋面Ψ取０．９；Ｆｗ—汇水面积（ｍ２）；

汇水面积的确定除考虑屋面平面投影面积外，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，同样贴近高层建筑外墙的裙房屋面雨水汇水面积应附加其高出部分侧墙面积的一半作为有效汇水面积。

设计降雨强度公式：

ｑｊ＝

式中：ｑｊ—设计降雨强度（Ｌ／ｓ·ｈａ）；Ｐ—设计重现期（ａ）一般建

筑屋面２～５ａ，重要公共建筑屋面１０ａ

ｔ—降雨历时（ｍｉｎ）屋面雨

水排水管道按５ｍｉｎ计算

Ａ、ｂ、ｃ、ｎ—当地降雨参数

各地降雨强度公式可在室外

２．４　高层建筑屋面雨水排水系统选择

２．４．１　雨水系统选择原则与次序按安全性大小，各雨水系统排列的次序为半有压重力流系统→压力流系统→无压重力流系统。

按经济性优劣，各雨水系统排列的次序为压力流排水系统→半有压重力流系统→无压重力流系统。

２．４．２　高层建筑屋面雨水排水系统选择结论

通过屋面雨水排水各系统特点的对比，兼顾安全性与经济性，结合高层建筑屋面汇水面积较小、溢流频率应尽量减少的实际情况，综合权衡，高层建筑屋面雨水排水系统应优先选用半有压重力流系统。但对于高层建筑附属的大面积裙房屋面的雨水排放，为防止高层屋面雨水从裙房屋面溢出，裙房屋面雨水需单独排放，但如受排放立管的限制，应积极推行压力流排水方式。

在选择内排还是外排时，大部分高层建筑中考虑建筑外立面装饰的要求，北方地区受自然气候条件的约束，内排水系统应用较为普遍，且经过了多年的实践检验，技术已较为成熟，这恰恰是给排水专业的设计范畴。

１．６７Ａ（１＋ｃｌｇＰ） （ｔ＋ｂ）

ｎ