屋面雨水排水方式及雨水管的设计要求.doc

屋面雨水排水方式及雨水管的设计要求1.1屋面雨水排水方式 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屋面雨水排水方式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。按屋面有无天沟，又分为檐沟外排水和天沟外排水两种方式。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。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。按雨水排至室外的方法,内排水系统可分为架空管排水系统和埋地管排水系统。架空管内排水系统是通过架空管将雨水排人埋地管中，由于使用要求不同，又可分为敞开式和封闭式。内排水系统两种。 （1）架空管排水系统 将雨水通过架空管道系统直接引到室外排水管（渠）中，室内不设埋地管，可以避免室内冒水。架空管道需用金属管材多，易产生凝结水，管系内不能排入生产废水。 （2）埋地管排水系统 埋地管排水系统是通过架空管、立管将雨水接入室内埋地管排至室外，按使用要求又分敞开式和封闭式两种： l）敞开式内排水系统。由架空管道将雨水引人室内埋地管的检查井中，然后由埋地管引至室外。若设计和施工不当，会引起检查井发生冒水现象。此种系统可使用非金属材料，并可排入生产废水。 2）封闭式内排水系统。封闭式内排水系统是压力排水，埋地管在检查井内装设封闭的三通管，管口用盖封闭以防冒水。封闭式排水系统用于不允许冒水的建筑物。系统不能排入生产废水。1.2雨水管的设计要求 （1）雨水量计算 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。 l）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、建筑物基地、居住小区的雨水管道的设计降雨历时，可按下列规定确定： A屋面雨水排水管道设计降雨历时按5min计算。 B居住小区的雨水管道的设计降雨历时 t= t1M t2 （35）式中t降雨历时（min）； t1地面集流时间（min），视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般可选用 510min； M折算系数，小区支管和接户管：Ml；小区干管：暗管M2，明沟M1.2； t2排水管内雨水流行时间（min）。 2）设计重现期 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、气象特征等因素确定，各种汇水区域的设计重现期不宜小于表316中规定的数值。表3-16 各种汇水区域的设计重现期汇水区域名称设计重现期/a室外场地居住小区13车站、码头、机场的基地23屋面一般性建筑物屋面25重要公共建筑屋面10注：工业厂房屋面雨水排水设计重现期由生产工艺、重要程度等因素确定。 3）汇水面积。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人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。 4）径流系数。各种屋面、地面的雨水径流系数可按表3-17采用。表3-17 径流系数屋面、地面种类径流系数屋面0.9混凝土和沥青路面0.9块石路面0.6级配碎石路面0.45干砖及碎石路面0.40非铺砌地面0.30公园绿地0.15 注：各种汇水面积的综合径流系数应加权平均计算。 （2）雨水流量计算 设计雨水流量 q yq jFw10000 （3-6）式中 q y设计雨水流量（Ls）； q j设计降雨强度L（s·ha）； 径流系数，可查径流系数表； Fw汇水面积（m2）。 溢流口排水流量 （3-7）式中 q y L溢流口的排水量（Ls）； H1溢流口前堰上水头（m）； b溢流口宽度（m）； m流量系数，一般采用320。 （3）雨水外排水系统计算 计算的目的是，在已知屋面需要排泄的雨水量及天沟坡度的情况下，确定天沟的断面尺寸、雨水斗及立管管径。 计算步骤： l）确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积。 2）计算天沟内水流速度：天沟内水流速度采用满宁公式计算 （3-8）式中 v大沟内水流速度（ms）； R水力半径； I天沟坡度，I0.003；n天沟的粗糙系数，见表3-18。表3-18 各种材料的n值壁面材料的种类n值钢管、石棉水泥管、水泥砂浆光滑水槽0.012铸铁管、陶土管、水泥砂浆抹面混凝土槽0.0120.013混凝土及钢筋混凝土槽0.0130.014无抹面的混凝土槽0.0140.017喷浆护面的混凝土槽0.0160.021表面不整齐的混凝土槽0.020豆砂沥青玛珶脂护面的混凝土槽0.025 3）确定天沟排水断面积 （3-9）式中 天沟过水断面积（m2）； q y天沟排水量（m2s）； v天沟内水流速度（ms）。 4）计算天沟允许泄流量 Q r=v （3-10） 式中 Q r天沟允许泄流量（m3/s）； 天沟过水断面积（m2）； v天沟内水流速度（ms）； 5）选择雨水斗型式和直径。 6）确定立管的管径。 7）计算溢流口。 （4）雨水内排水系统的计算 雨水内排水系统的水力计算包括雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管等的计算及选择。 l）雨水斗：首先应根据建筑物的具体情况、雨水排水特征、设计排水流态等选择不同形式的雨水斗。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性、并结合屋面排水条件等情况设计确定。 屋面雨水斗的设计泄流量 （3-11）式中 qd雨水斗的泄流量（L /s）； Fd雨水斗的汇水面积（m2）； H小时降雨厚度（mmh）。对于单斗系统，雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管的口径一般都相同，系统的设计流量不应超过表3-19中的数值。表319 单斗系统的最大排水能力口径/ mm75100150200排水能力/(L/ s)8163252 对于多斗系统，悬吊管上连接一个以上雨水斗，各个雨水斗的泄流量不同，距离立管越近的雨水斗泄流量越大。设计时，以最远端的雨水斗为基准，其他各个雨水斗的设计流量依次比上游的雨水斗递增10，但到第5个斗时，设计流量不宜再增加。 2）连接管：一般不用计算，采用与雨水斗的出水口相同的直径即可，但不得小于100mm。 3）悬吊管：重力流屋面雨水排水管系的悬吊管应按非满流设计，其充满度不宜大于0.8，管内流速不宜小于0.75m/s；悬吊管的管径不得小于雨水斗的管径，单斗系统可以采用雨水斗、连接管、悬吊管、立管管径相同。悬吊管的最小坡度：塑料管一般为0.005、金属管一般为0.01 4）立管：建筑屋面各个汇水范围内，雨水排水立管不宜少于2根。而且立管的管径不得小于悬吊管的管径，单斗系统一般立管与悬吊管的管径相同，多斗系统设计时一般是根据汇水面积、雨水立管设计流量，查表确定立管管径。 5）排出管和其他横管：排出管和埋地管的计算方法、计算步骤与悬吊管相同。排出管（又称出户管）管径不应小于所连接的立管的管径。排出管一般不太长，其管径应根据系统的总流量经过计算确定，单斗系统可采用与立管相同的管径，也可以采用比立管放大一级管径，以提高整个雨水管道系统的泄水能力。 排出管、埋地管的坡度应不小于0.003，最大允许充满度为： 管径 300mm，最大允许充满度0.50； 管径350450mm，最大允许充满度0.65； 管径500mm，最大允许充满度 0.80。 为了防止屋面雨水管道堵塞和淤积，各种雨水管道的最小管径和横管的最小设计坡度直接表3-20确定。表3-20 雨水管道的最小管径和横管的最小设计坡度管列最小管径/ mm横管最小设计坡度铸铁管、钢管塑料管建筑外墙雨水雨落管75（75）_雨水排水立管100（110）_重力流排水悬吊管、埋地管75（75）0.010.005压力流屋面排水悬吊管50（50）0.000.00小区建筑物周围雨水接户管200（225）0.0050.003小区道路下干管、支管300（315）0.0030.001513#沟头的雨水口的连接管200（225）0.010.01 注：表中铸铁管管径为公称直径，括号内数据为塑料管外径。 （5）雨水排水系统计算的相关规定1）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。溢流排水不得危害建筑施工和行人安全。 2）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50年重现期的雨水量。 3）建筑屋面雨水管道设计流态宜符合下列状态： A檐沟外排水宜按重力流设计。 B天沟外排水宜按压力流设计。 C高层建筑屋面雨水排水宜按重力流设计。 D工业厂房、库房、公共建筑的大型屋面雨水排水宜按压力流设计。 4）压力流屋面雨水排水管道应符合下列规定： A 悬吊管和雨水斗出口高差应大于1.0m。 B悬吊管设计流速不宜小于l ms，立管设计流速不宜大于10ms。 C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。 D悬吊管水头损失不得大于80kPa。 E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，不宜大于5kPa。 F压力流排水管系出口应放大管径，其出口水流速度不宜大于l.8ms，如其出口水流速度大于1.8ms时，应采取消能措施。 5）居住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： A道路交汇处和路面最低点。 B建筑物单元出人口与道路交界处。 C建筑雨水落水管附近。 D小区空地、绿地的低洼点。 E地下坡道入口处（结合带格栅的排水沟一并处理）。 6）高层建筑裙房屋面的雨水应单独排放。 7）阳台排水系统应单独设置。阳台雨水立管底部应间接排水。 8）屋面雨水管道如按压力流设计时，同一系统的雨水斗宜在同一水平面上。 9）天沟布置应以伸缩缝、沉降缝、变形缝、为分界。 10）天沟坡度不宜小于0.003。 11）重力流屋面雨水排水管系的埋地管可按满流排水设计，管内流速不宜小于0.75ms。 12）重力流屋面雨水排水立管的最大设计泄流量，应按表 3-21确定。表3-21 重力流屋面雨水排水立管的泄流量铸铁管塑料管钢管公称直径/ m m最大泄流量/（L/ s）公称直径×壁厚/ m m最大泄流量/（L/ s）公称直径×壁厚/ m m最大泄流量/（L/ s）755.4675×2.35.71108×411.7710011.7790×1.29.22133×421.34110×1.215.9812521.34125×1.222.92159×4.534.69125×1.722.41168×638.5215034.69160×4.044.43219×681.90160×4.741.3420074.72200×4.980.78245×6112.28200×5.978.53250135.47250×6.2146.21273×7148.87250×7.3142.63300220.29315×7.7271.34325×7242.49315×9.2264.15 13）居住小区雨水管道宜按满管重力流设计，管内流速不宜小于0.75ms。 14）雨水排水管材选用应符合： A重力流排水管系统多层建筑宜采用排水塑料管，高层建筑宜采用承压塑料管、金属管。 B压力流排水管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。用于压力流排水的塑料管，其管材抗环变形外压力应大于0.15MPa。 C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。 15）建筑屋面各汇水范围内，雨水排水立管不宜少于2根。 16）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。 17）压力流屋面雨水排水管系，立管管径应计算确定，可小于上游横管管径。 18）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，其间距不宜大于20m，且布置在便于维修操作处。 19）有埋地排出管的屋面雨水排出管系，立管底部应设清扫口。 20）雨水检查井的最大间距可按表3-22确定。表3-22 雨水检查井的最大间距管径/ m m最大间距/ m150（160）20200300（200315）30400（400）40500（500）5021）寒冷地区，雨水立管应布置在室内。 22）雨水管应牢固地固定在建筑物的承重结构上。