第4章 建筑屋面雨水排水系统
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4.1 屋面雨水系统的分类与组成 4.2 雨水内排水系统中水气流动的物理现象 4.3 雨水排水系统的水力计算 4.4 压力流（虹吸式）雨水排水系统 •
第4章 建筑屋面雨水排水系统
概述
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，故需要设置屋面雨水排水系统，以便有组织， 有系统的将屋面雨水及时输送到室外地面或室外，否则会造成 四处溢流或屋面漏水，影响人们的生活和生产活动。
重力式雨水斗为65型、79型、87型雨
3种
内排水系统组成
2.连接管 连接管是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 的承重结构上，下端用斜三通与悬吊管连接。 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.
本章将对建筑物各种形式的雨水排水系统进行 系统介绍。
4.1 屋面雨水排水系统的分类与组成
• 屋面雨水系统根据建筑内部是否有雨水管 道可分为外排水系统、内排水系统。
内排水 系统
屋面雨水系统
外排水 系统
4.1.1 屋面雨水排水系统分类
• 按照雨水在管道内的流态不同可分为：
重力 重力半 无压流 有压流
雨水斗
检 查 井
天沟
分水线
消能池
3 内排水
• 内排水
• 内排水系统一般由雨水斗，连接管，悬吊 管，立管，排出管，埋地干管和附属构筑物几 部分组成（如图所示）。
内排水系统由天沟、雨水斗、连接管、悬吊管、
立管、排出管等部分组成。 1.雨水斗
雨水斗是一种雨水由此进入雨水排水管道的专用装 置，设在天沟或屋面的最低处。 雨水斗有重力式和虹吸式两类。
清通，室内雨水埋地管之间要设置检查井。设计时 应注意，为防止检查井冒水，检查井深度不得小于 0.7m。检查井内接管应采用管顶平接，而且平面上 水流转角不得小于135º。
具体方式见下页示意图所示
检查井内接管方式
135º
４.1.3 雨水排出系统的选用
• 选择建筑屋面雨水排水系统时应根据建筑屋 的类型、建筑结构形式、屋面面积大小、当 地气候条件以及生活生产的要求，经过技术 经济比较，本着安全又经济的原则来选择雨 水排水系统。通常情况下密闭系统优于敞开 式系统，外排水系统优于内排水系统。
泄流量Q与各个参
k
数之间的关系—１
k — 渗气量比。
Q
P — 雨水入口处压
力值。
P
Q
泄流量Q与各个参
h
– 数之间的关系—２
A
B
h — 天沟水深
Q
t — 流量递增时间
t
tB
tA QA
QB
Q
• 掺气比是指进入雨水斗的空气量与雨水量的比 值。
1)降雨开始到掺气比最大的初始阶段（图a）
3.按历时t可将泄流状态分为 2) 掺气比最大到掺气比为零的过度阶段(图b)
4.2 内排水系统中的水气流动物理现象
雨水从屋面暴露于大气中的雨水斗用管道输送到大气接触 的雨水井或地面，其间没有能量输入，水体的这种流动通 常称为重力流动。 4.2.1 单斗雨水系统
• 单斗雨水排水系统：悬吊管上连接单个雨水斗 的雨水排水系统。
• 降雨开始后，降落到屋面的雨水沿屋面径 流到天沟，再沿天沟流到雨水斗，随降雨 历时的延长，雨水斗斗前水深不断增加， 进气口不断减小，系统的泄流量Q、压力 P和掺气比K随之变化见下图。
4.立管 承接雨水斗或悬吊管流来的雨水，与排出管连接。
5.排出管 排出管是立管和检查井间的一段有较大坡度的横向
管道，其管径不小于立管管径。 6.埋地横管
密闭系统一般采用悬吊管架空排至室外的，不 设埋地横管；敞开系统，室内设有检查井，检查井 之间的管为埋地敷设。
7.附属构筑物：检查井、检查口、排气井 雨水常常把屋顶的一些杂物冲进管道，为便于
3)不掺气的饱和阶段(图c)
1.初始阶段
①雨水斗和连接管：斗前水浅，掺气比急剧上升, 连接管压力小 且化缓慢 。
②悬吊管与立管：两者管内压力变化均很小，呈波浪流，脉动 流。
③埋地干管：同悬吊管相似。呈波浪流、脉动流. 压力变化小
由以分析可以看出，单斗雨水系统的初始阶段，雨水排水 系统的泄流量小，管内气流畅通，压力稳定，雨水重力流动， 是水气两相重力无压流
屋面雨水系统
压力流
• 按屋面的排水条件分檐沟、天沟和无沟排 水。
统
天沟 外排水
• 按出户埋地横干管是否有自由水面分为敞 开式和密闭式排水系统。
敞开式 排水系统
屋面雨水系统
密闭式排水 系统
• 按一根立管连接的雨水斗数量分为单斗系 统和多斗排水系统。
单斗系统
由天沟，雨水斗和 排水立管组成。 （如图）
消能池
检查井
2.天沟外排水
• 天沟的排水断面形式应根据屋面情况而定，一般多为矩形和梯形。 • 天沟的坡度不宜太大，以免天沟起端屋顶垫层过厚而增加结构的荷
重；但也不宜过小，以免天沟抹面时局部出现倒坡，使雨水在天沟 中积存，造成屋顶漏水。 • 天沟的坡度一般为0.003—0.006. • 天沟设置应以建筑物伸缩缝，沉降缝和变形缝为屋面分水线，并在 两分水线两侧分别设置。 • 天沟长度一般不超过50米。为了排水安全，防止天沟末端积水太 深，在天沟顶端应设置溢流口，溢流口比天沟上檐低50-100米。
2.过渡阶段
①雨水斗和连接管：雨水斗泄流量增加，充水率增大，掺气比减小。连 接管内形成水塞，出现负压抽力、压力增加较快。
②悬吊管与立管：悬吊管水头损失迅速增加，管内压力不断增大，悬吊 管起端呈正压，末端和立管上部负压，在悬吊管末端与立管连接处负 压最大。立管内负压减小，至某一高度时压力为0.再向下压力为正在 立管底部正压力最大。
屋面雨水系统
多斗 系统
4.1.2 建筑雨水排水系统的组成
1.普通外排水
普通外排水由檐沟 和敷设在建筑物外
雨水斗
檐沟
墙的立管组成（如
右图）
承雨斗
立管
• 一般用于普通住 宅、一般的公共建筑 和小型单跨厂房。
2.天沟外排水
天沟
山墙 溢流口
天沟外排水系统适用于长 度不超过100m的多跨工业厂 房。
泄压管
③埋地干管：水中气泡的能量减小，逐渐从水中分离出来，聚集在管道 断面上部 形成气室，并具有压力作用在管道内雨水液面上。
由以分析可以看出，单斗雨水系统的过度阶段的泄流较 大，管内气不畅通，管内压力不稳定，变化大，雨水靠重力 和负压抽吸流动，是水气两相重力半有压流。