屋面雨水排水工程设计流量计算与系统设计精析及训练

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：屋面雨水排水系统应迅速、及时地将屋面雨水排至室外雨水管渠或地面。建筑屋面雨水排水工程应设置溢流口、溢流堰及溢流管系等溢流设施。表3-3-11 重力流屋面雨水排水立管的最大设计泄流量满管压力流屋面雨水排水管道管径应经过计算确定。重力流屋面雨水排水管系，悬吊管管径不得小于雨水斗连接管的管径

屋面雨水排水系统应迅速、及时地将屋面雨水排至室外雨水管渠或地面。按照雨水管的位置不同，屋面雨水排水方式可分为外排水和内排水两类。外排水是指屋面不设雨水斗且建筑物内部没有雨水管道的雨水排放方式。内排水是指屋面设雨水斗且建筑物内部有雨水管道的雨水排放方式或排水系统。

檐沟外排水由檐沟、雨水斗、承雨斗及立管组成。

天沟外排水系统由天沟、雨水斗、排水立管及排出管组成。

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。内排水系统按每根立管接纳的雨水斗的个数，分为单斗和多斗雨水排水系统两类，单斗系统一般不设悬吊管。

1.雨水系统的设计流量计算

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、汇水面积及径流系数有关。设计降雨强度应按当地或相邻地区暴雨强度计算确定。

建筑屋面、小区雨水管道的设计降雨历时，可按下列规定确定：屋面雨水排水管道设计降雨历时应按5min计算；小区雨水管道的设计降雨历时应按式（3-3-5）计算

t═t₁+Mt₂ （3-3-5）

式中，t为降雨历时；t₁为地面集水时间（min），视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，可选用5～10min；M为折算系数，小区支管和接户管M=1；小区干管暗管M=2，明沟M=1.2；t₂为排水管内雨水流行时间（min）。

屋面雨水排水管道的排水设计重现期应根据建筑物的重要程度、汇水区域性质、地形特点及气象特征等因素确定，各种汇水区域的设计重现期不应小于表3-3-8的规定。

表3-3-8 各种汇水区域的设计重现期（单位：年）

注：1.工业厂房屋面雨水排水设计重现期应根据生产工艺、重要程度等因素确定。

2.下沉式广场设计重现期应根据广场的构造、重要程度、短期积水即能引起严重后果等因素确定。

雨水汇水面积应按地面、屋面水平投影面积计算。高出屋面的相邻侧墙，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高层建筑裙房面的雨水汇水面积，应附加其高出部分侧墙面积的1/2。

各种屋面和地面的雨水径流系数可按表3-3-9采用。

表3-3-9 径流系数

注：各种汇水面积的综合径流系数应加权平均计算。

设计雨水流量应按式（3-3-6）计算

式中，q_y为设计雨水流量（L/s）；q_j为设计暴雨强度（L/s·hm²）；Ψ为径流系数，可查表3-3-9确定；F_w为汇水面积（m²）。

建筑屋面雨水排水工程应设置溢流口、溢流堰及溢流管系等溢流设施。溢流排水不得危害建筑设施和行人安全。一般建筑的重力流屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于10年重现期的雨水量。重要公共建筑、高层建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于其50年重现期的雨水量。

2.雨水系统设计

建筑屋面雨水管道设计流态应符合下列状态：①檐沟外排水宜按重力流设计。②长天沟外排水宜按满管压力流设计。③高层建筑屋面雨水排水宜按重力流设计。④工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面雨水排水应按满管压力流设计。高层建筑阳台排水系统应单独设置，多层建筑阳台雨水系统宜单独设置。阳台雨水立管底部应间接排水。当生活阳台设有生活排水设备及地漏时，可不另设阳台雨水排水地漏。

当屋面雨水管道按满管压力流排水设计时，同一系统的雨水斗应在同一个水平面上。屋面排水系统应设置雨水斗。不同设计排水流态和排水特征的屋面雨水排水系统应选用相应的雨水斗。雨水斗的设置位置应根据屋面汇水情况并结合建筑结构承载、管系敷设等因素确定。雨水斗的设计排水负荷应根据各种雨水斗的特征，并结合屋面排水条件等情况设计确定，可按表3-3-10选用。

表3-3-10 屋面雨水斗的最大泄流量（单位：L/s）

注：满管压力流雨水斗应根据不同型号的具体产品确定其最大泄流量。

天沟布置应以伸缩缝、沉降缝、变形缝为分界。天沟坡度不应小于0.003。金属屋面的水平金属长天沟可无坡度。小区内雨水口的布置应根据地形、建筑物位置沿道路布置。下列部位宜布置雨水口：①道路交汇处和路面最低点。②建筑物单元入口与道路交界处。③建筑雨落水管附近。④小区空地、绿地的低洼点。⑤地下坡道入口处（结合带格栅的排水沟一并处理）。

重力流屋面雨水管系的悬吊管应按非满流设计，其充满度不应大于0.8，管内流速不应小于0.75m/s。重力流屋面雨水排水管系的埋地管可按满流排水设计，管内流速不应小于0.75m/s。重力流屋面雨水排水立管的最大设计泄流量，应按表3-3-11确定。

表3-3-11 重力流屋面雨水排水立管的最大设计泄流量

满管压力流屋面雨水排水管道管径应经过计算确定。小区雨水管道应按满管重力流设计，管内流速不应小于0.75m/s。满管压力流屋面雨水排水管道应符合下列规定：①悬吊管中心线与雨水斗出口的高差应大于1.0m。②悬吊管设计流速不应小于1m/s，立管设计流速不应大于10m/s。③雨水排水管道总水头损失与流出水头之和不得大于雨水管进、出口的几何高差。④悬吊管水头损失不得大于80kPa。⑤满管压力流排水管系各节点的上游不同支路的计算水头损失之差，在管径小于等于DN75时，不应大于10kPa；在管径大于等于DN100时，不应大于5kPa。⑥满管压力流排水管系出口应放大管径，其出口水流速度不应大于1.8m/s，当其出口水流速度大于1.8m/s时，应采取消能措施。

各种雨水管道的最小管径和横管的最小设计坡度应按表3-3-12确定。

表3-3-12 雨水管道的最小管径和横管的最小设计坡度

（续）

雨水排水管材选用应符合下列规定：①重力流排水系统多层建筑宜采用建筑排水塑料管，高层建筑宜采用耐腐蚀的金属管、承压塑料管。②满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，其管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压。用于满管压力流排水的塑料管，其管材抗环变形外压力应大于0.15MPa。③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。

建筑屋面各汇水面积内，雨水排水立管不得小于2根。重力流屋面雨水排水管系，悬吊管管径不得小于雨水斗连接管的管径，立管管径不得小于悬吊管的管径。满管压力流屋面雨水排水管系，立管管径应经计算确定，可小于上游横管管径。屋面雨水排水管的转向处应作顺水连接。屋面排水管系应根据管道直线长度、工作环境、选用管材等情况设置必要的伸缩装置。重力流雨水排水系统中长度大于15m的雨水悬吊管，应设检查口，其建筑不应大于20m，且应布置在便于维修操作处。有埋地排出管的屋面雨水排出管系，立管底部应设检查口。雨水检查井的最大间距可按表3-3-13确定。

表3-3-13 雨水检查井的最大间距

注：括号内数据为塑料管外径。

寒冷地区，雨水立管宜布置在室内。雨水管应牢固地固定在建筑物的承重结构上。下沉式广场地面排水、地下车库出入口的明沟排水，应设置雨水集水池和排水泵提升排至室外雨水检查井。雨水集水池和排水泵设计应符合下列要求：①排水泵的流量应按排水集水池的设计雨水量确定。②排水泵不应小于2台，不宜大于8台，紧急情况下可同时使用。③雨水排水泵应有不间断的动力供应。④下沉式广场地面排水集水池的有效容积，不应小于最大一台泵30s的出水量。⑤地下车库出入口的明沟排水集水池的有效容积，不应小于最大一台排水泵5min的出水量。

屋面雨水排水工程设计流量计算与系统设计精析及训练

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