第4章 建筑屋面雨水排水系统..
第四章建筑屋面雨水排水系统介绍
第四章
建筑屋面雨水排水系统
檐沟外排水系统
第四章
建筑屋面雨水排水系统
2）内排水系统分类 ①单斗和多斗雨水排水系统 按每根立管连接的雨水斗数量内排水系统可分为单 斗和多斗雨水排水系统两类。单斗排水系统一般不设悬 吊管，在多斗排水系统中，悬吊管将几个雨水斗和排水 立管连接起来。单斗系统较多斗系统排水的安全性好， 所以应优先采用单斗雨水排水系统。 ②敞开式和密闭式雨水排水系统 按排除雨水的安全程度，内排水系统分为敞开式和 密闭式两种排水系统。前者利用重力排水，雨水经排出 管进入普通检查井。
第四章
建筑屋面雨水排水系统
3）内排水系统布置和安装
①雨水斗 雨水斗是一种专用装置，设在屋面雨水由天沟进入 雨水管道的入口处。雨水斗有整流格栅装置，格栅的进 水孔有效面积是雨水斗下连接管面积的2～2.5倍，能迅 速排除屋面雨水。格栅还具有整流作用，避免形成过大 的漩涡，稳定斗前水位，减少掺气，并拦隔树叶等杂物， 整流格栅可以拆卸以便清理格栅上的杂物。 目前国内常用的雨水斗为65型、79型雨水斗、平蓖 雨水斗等。
第四章
建筑屋面雨水排水系统
第四章
建筑屋面雨水排水系统
②连接管 连接管是连接雨水斗和悬吊管的一段竖向短管。连 接管一般与雨水斗同径，连接管应牢固地固定在建筑物 承重结构(如桁架)上，管材可采用铸铁管或钢管。 多斗雨水排水系统中排水连接管应接至悬吊管上， 连接管宜采用斜三通与悬吊管相连。 变形缝两侧雨水斗的连接管，如合并接入一根立管 或悬吊管上时，应采用柔性接头。 ③悬吊管 悬吊管是悬吊在屋架、楼板和梁下或架空在柱上的 雨水横管。悬吊管连接雨水斗和排水立管，其管径不小 于连接管管径，也不应大于300mm。塑料管的坡度不小于
④立管
给水排水设计手册第5册
给水排水设计手册第5册第五册：水排水设计手册第一章：水排水系统概述1.1水排水系统的作用和重要性水排水系统是建筑物中必不可少的一部分，它的作用是收集、输送和处理建筑物内部的污水和雨水，保证建筑物内部环境的卫生和安全。
水排水系统的设计合理与否直接影响到建筑物的使用寿命和居住者的舒适度。
1.2水排水系统的组成部分水排水系统由排水管道、污水处理设备、雨水收集系统等组成，其中排水管道又包括卫生管道和雨水管道两大类。
卫生管道主要用于排放卫生间和厨房产生的污水，而雨水管道则用于排放屋顶和地面积水。
1.3水排水系统设计的基本原则水排水系统设计需要遵循一系列基本原则，包括管道布局合理、流速控制稳定、施工方便维护便利、设备选型合理等方面。
第二章：水排水系统设计的基本步骤2.1各种需求与设计标准的了解在进行水排水系统设计之前，需要对建筑物的各种需求和相关的设计标准有所了解，包括建筑物类型、使用人数、使用用途、当地的法规要求等。
2.2制定水排水系统设计方案通过对建筑物的实际情况进行分析，确定水排水系统的设计方案，包括管道布局、设备选型、管道直径、施工工艺等。
2.3进行水排水系统设计计算对水排水系统进行各项设计参数的计算，包括污水流量计算、管道压力损失计算、泵的选型计算等。
2.4编制水排水系统施工图纸根据设计方案和计算结果编制水排水系统的施工图纸，包括平面布置图、立面图、剖面图等，以供施工参考。
2.5水排水系统设计方案的审核和调整设计方案完成后，需要进行审核和调整，确保方案的合理性和可行性。
第三章：卫生排水系统设计3.1卫生排水系统设计的注意事项在进行卫生排水系统设计时，需要考虑到污水的排放、处理和管道的布局等情况，同时还需要遵守相关的卫生标准和法规。
3.2卫生排水管道的布置卫生排水管道的布置需要考虑到管道的坡度、连接方式、施工工艺等问题，确保污水能够顺利地排放到污水处理设备中。
3.3污水处理设备的选型根据建筑物的实际需求和污水的性质选择合适的污水处理设备，包括沉淀池、格栅过滤器、生物处理设备等。
04-2雨水内排水系统中的水、气流动规律
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4.2 雨水内排水系统中的水、气流动规律
4.2.1 单斗雨水排水系统
３．立管的水气流动状态 立管的泄流能力大于悬吊管的泄流能力。
初始阶段： 立管内是附壁水膜重力流，管道内压力变化不大。随着
天沟水位增大，立管水流呈气水两相流，立管上部为负压区， 下部为正压区，压力的变化近似为线形关系。 立管上部形成负压后：
部分消耗于克服水头损失，另一部分在检查井中转变为位能， 使检查井水位升高。
同时由于气、水运动不同步，高速水流中挟带的气体受 浮力作用产生垂直运动，混掺现象激烈，使水流在检查井内 上下翻滚，水流紊乱，阻挠水流顺利进入下游的埋地管。 注意：如设计不当，极易出现检查井冒水。
后退
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4.2 雨水内排水系统中的水、气流动规律
4.2.1 单斗雨水排水系统
垂直接入：进、出检查井的管轴线成90°。
水力现象： 排出管中的高速水流直冲检查井井壁，受井壁阻挡，水
流则上下翻滚，使检查井内的水流旋转紊乱，另一方面，水 流的动能在检查井转变成位能，同时水中所携带的气体，也 会逸出，井中水位迅速升高，水位升高超过井深，就会冒水。 注意：
到tB时K =0。随着天沟水位的逐渐增大，立管中的水
流状态是在变化的，频繁形成水塞，出现抽吸力，管内压 力增加比较快，形成是重力——压力气水两相流。
后退
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4.2 雨水内排水系统中的水、气流动规律
4.2.1 单斗雨水排水系统
饱和阶段（tB≤t＜∞）： tB以后hg增大 ，天沟水深完全淹没雨水斗，雨水斗不再
内呈附壁流或膜流，管道中心空气畅通，管内压力约等于大气 压。雨水泄流为气水两相重力流。
屋面雨水排水系统
1.屋面雨水排水系统的概念降落在建筑物屋面的雨水和雪水，特别是暴雨，在短时间内会形成积水，需要设置屋面雨水排水系统，有组织、有系统地将屋面雨水及时排除到室外。
2.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：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。
2) 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。
内排水系统可分为单斗排水系统和多斗排水系统，敞开式内排水系统和密闭式内排水系统。
3)混合排水系统：同一建筑物采用几种不同形式的雨水排除系统，分别设置在屋面的不同部位，组合成屋面雨水混合排水系统。
（2）按管内水流情况分类1)重力流雨水排水系统。
2)压力流雨水排水系统。
由于在北方地区，气温比较寒冷，室外水容易结冰，故本设计采用内排水系统。
3.屋面雨水排水系统的组成（1）外排水系统的组成1）檐沟外排水系统（重力流）。
2）长天沟外排水系统（单斗压力流）。
（2）内排水系统的组成内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地干管和检查井组成。
内排水的单斗或多斗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，雨水斗的选型与外排水系统相同，需分清重力流或压力流。
无论何种屋面雨水的排除都必须按重力流或压力流进行设计。
一般情况下，檐沟外排水系统应按重力流设计，长天沟外排水系统应按单斗压力流设计，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。
本设计采用重力流排水系统。
4.雨水排水系统管材的选用外、内排水系统采用的管材有UPVC塑料管和铸铁管，其最小管径可用DN75mm，但注意下游管段管径不得小于上游管段管径，且在距地面以上1m处设置检查口，并牢靠地固定在建筑物的外墙上。
对于工业厂房屋面雨水排水管道，也可采用焊接钢管，但其内外壁应作防腐处理。
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。
第4章 建筑雨水排水系统
t A t tB ②过渡阶段 Q-h：h增加缓慢近似线性,泄流量增长速率小。 Q-K：K↓，tB时 K=0。 Q-P：管内压力增加较快。 ——水气两相压力流 ③饱和阶段 t t B Q-h： Q基本不增加。 Q-K: K=0，Q不增加，h↑，泄水由抽力进行。 ——单相压力流。
综上：雨水排泄能力，取决于H 主要是H。 2．悬吊管和立管内的压力变化 悬吊管、立管压力变化曲线 （见附图4）。 3．埋地横管的水气流动 水流特点： 水流掺气 半有压非满 波动水跃的流动状态
表4－1 屋面雨水系统的特点比较
87斗系统 虹吸式系统 水一相流 有压流 淹没进水 主要通过溢流 设计状态充分 利用水头，超 量雨水难进入 堰流斗系统 附壁膜流 重力流（不考虑 压力） 自由堰流式 必须通过溢流。 按无压设计超量 雨水进入会产生 压力，损坏系统
设计流态
雨水斗形式
气水混合流 重力流(考虑力) 87或65 系统本身 设计方法考虑 了 排超量雨水
1．按 q5
Qr k q5 F ( L / s) 10000
式中：k — 屋面泄流系数； F — 汇水面积，m 2； q5 — 5 min 暴雨强度，L / s 104 m 2
2．按小时降雨厚度计算：
h5 F 3600 h5 — 5 min 时的小时降雨厚度，mm / h。 Qr k
250 1480 1751 1985 2293 2468 2960 3243 3375 3626
300 2408 2849 3231 3731 4308 4816 5276 5492 5899
0.005 0.007 0.009 0.012 0.016 0.020 0.024 0.026 0.030
3.立管 单斗系统立管直径与雨水斗相同。 多斗系统查下表。（降雨厚度为100mm/h时，） 多斗系统立管最大允许汇水面积和排水流量 管经(mm) 汇水面积(m2)
屋面雨水排水系统
屋面雨水排水系统屋面雨水排水方式屋面雨水排水系统分为外排水系统、内排水系统和混合排水系统。
一、雨水外排水系统1、檐沟外排水系统又称水落管排水系统或普通外排水系统，由檐沟、雨水斗及水落管（立管）组成。
雨水多采用屋面檐沟汇集，然后流入隔一定间距沿外墙设置的水落管排泄至地下沟管或地面。
适用于一般居住建筑、屋面面积较小的公共建筑和小型单跨厂房等建筑屋面雨布的排除。
水落管的布置间距应根据当地暴雨强度、屋面汇水面积和水落管的通水能力来确定。
据经验，一般为15~20m设一根DN100的水落管，其汇水面积不超过250m2。
阳台上的水落管可采用DN50。
2、天沟外排水系统天沟外排水即利用屋面构造上所形成的天沟本身容量和坡度，使雨雪水向建筑物两端（山墙、女儿墙方向）泄放，并经墙外立管排至地面或雨水管道。
由天沟、雨水斗、排水立管和排出管组成。
适用于长度不超过100m的多跨工业厂房，以及厂房内不允许布置雨水管道的建筑。
在工程实践中常采用天沟外排水的方式排除大型屋面的雨雪水，采用天沟外排水不仅能消除厨房内部检查井冒水的问题，而且具有节约投资、节省金属材料、施工简便，利于合理地使用厂房空间和地面以及为厂区雨水系统提供明沟排水或减少管道埋深等优点；但若设计不善或施工质量不良，会出现天沟翻水、漏水等问题。
天沟外排水，应以建筑的伸缩缝或沉降缝作为屋面分水线。
天沟的流水长度，应结合天沟的伸缩缝布置，一般不宜大于50m，其坡度不宜小于0.003。
为防止天沟末端处积水，应在女儿墙、山墙上或天沟末端设置溢流口，溢流口比天沟上檐低50~100㎜。
立管直接排水至地面时，需采取防冲刷措施，在湿陷性土壤地区，不准直接排水，冰冻地区立管需采取防冻措施。
二、雨水内排水系统大屋面面积的工业在，尤其是屋面有天窗、多跨度、锯齿形屋面或壳形屋面等工业厂房，其屋面面积大或曲折，内跨屋面雨水用水落管排除有较大困难，因此必须在建筑物内部设置雨水管系统。
对建筑立面要求较高的建筑物，也应设置建筑雨水管系统；此外，高层大面积平屋顶民用建筑，特别是处于寒冷地带的此类建筑物，均应采用内排水方式。
第4章 屋面雨水排水系统
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。
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Qy<Q，应增加天沟的宽或深，重复第(5)和(6)步，
直至Qy>Q。
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。
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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
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。
按排除雨水的安全程度，内排水系统分为敞开式
（重力排水）和密闭式内排水系统（压力排水）。
内排水系统的布置与敷设—雨水斗
雨水斗是一种专用装置，设在屋面雨水由天沟进入雨水管道的入口处。 雨水斗有65型、79型和87型。有75、100、150和200mm四种规格。在阳台、 花台、供人们活动的屋面及窗井处可采用平箅式雨水斗。 内排水系统布置雨水斗时应以伸缩缝，沉降缝和防火墙作为天沟分水线， 各自自成排水系统。 布置雨水斗时，除了按水力计算确定雨水斗的间距和个数外，还应考虑 建筑结构特点使立管沿墙柱布置，以固定立管。接入同一立管的雨水斗， 其安装高度宜在同一标高层。当两个雨水斗连接在同1根悬吊管上时，应将 靠近立管的雨水斗口径减少1级。 当采用多斗排水系统时，雨水斗宜对立管作对称布置。1根悬吊管上连接的 雨水斗不得多于4个，且雨水斗不能设在立管顶端。
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。
管道的雨水排放方式。
按屋面有无天沟，又分为普通外排水和天沟外排水
两种方式。
1.普通外排水（檐沟外排水） 普通外排水由檐沟和水落管组成。 ● 水落管多用镀锌铁皮管或铸铁管， 镀锌铁皮管为方形，断面尺寸一般 为80mm×lOOmm或80mm×l20mm，铸 铁 管管径为75mm或100mm。 ● 根据降雨量和管道的通水能力确 定 1根水落管服务的屋面面积，再根 据屋面形状和面积确定水落管间距。 ● 据经验民用建筑水落管间距为8～ 12m，工业建筑为18～24m。 ● 普通外排水适用于普通住宅、一般 公共建筑和小型单跨厂房。
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。
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
单 斗 雨 水 系 统 压 力 变 化 曲 线
二、多斗雨水排水系统
同一建筑屋面上降雨是均匀的，若两个雨 水斗距离立管的远近不同，即使两个雨水斗的直 径和汇水面积都相同，其泄流是不同的。每个雨 水斗的泄流量与悬吊管上雨水斗总个数及离排 水立管的距离有关。 离立管近的雨水斗泄水能力大；离立管远， 则泄水能力小。
内排水系统的布置与敷设—连接管、悬吊管
(2)连接管
· 连接管一般与雨水斗同径，但不宜小于1OOmm。连接管应牢固固
定 在建筑物的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。
(3)悬吊管
• 管径不小于连接管管径，也不应大于 300mm；悬吊管沿屋架悬吊， 坡度不小于 0.005 。在悬吊管的端头和长度大于 15m的悬吊管上设
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
· 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
管顶平接，井底设高流槽，流槽应高出管顶200mm。
埋地管起端几个检查井与排出管间应设排气井。 密闭内排水系统的埋地管上设检查口，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ检查口放在检查井内，便于清
通检修，称检查口井。
排 气 井
4—2
雨水内排水系统中的水气流动物理现象
一、单斗雨水系统 1.雨水斗泄流状态 雨水排泄能力取决于天沟 位置、高度、天沟水深、管道摩 阻及雨水斗的局部阻力。主要 取决于天沟位置、高度。 2. 悬吊管和立管内的压力变化 规律 悬吊管起端呈正压，悬吊 管末端和立管的上部呈负压， 立管下部呈正压。 3.排出管 4.埋地管