屋面虹吸雨水排水系统设计与施工.docx

屋面虹吸雨水排水系统设计与施工邢福共（海南开维海棠旅游度假投资有限公司，海南三亚572000）摘要：介绍了虹吸式屋面雨水排水系统的设计及施工要点，包括设计的基本规定、雨水斗流量计算办法、屋面天沟技术要求、 屋面溢流系统技术要求、雨水斗的安装工艺、管道及悬吊系统 的安装工艺、系统的施工验收要求等。 关键词：虹吸；屋面雨水排水系统；设计；施工文章编号：1007-497x（2010）-07-0043-06中图分类号：tu231文献标识码：adesign and construction of siphonic roof drainage system/ xing fugongabstract: the article introduces design and construction of siphonic roof drainage system, including basic specification, flow calculation of rainwater head, technical requirements for valley and overflow system, installation of rainwater head, pipe and suspension system and inspection.key words:siphon; roof drainage system; design; construction是1屋面虹吸雨水排水系统设计屋面虹吸雨水排水系统的设计是精确、严谨的， 否则系统只能在设计的近似范围内运行，或者根本就 不能形成虹吸。为保证每一个步骤均能达到设计要 求，应严格按照如下设计流程展开设计工作。1.1设计流程 设计流程，见图 1。1.2设计依据1.2.1有根据的准确的基础资料。1.2.2项目所在地区的气象参数。1.2.3降雨历时 5 min 的暴雨强度或其计算公式。1.2.4建筑结构设计图：1）建筑屋面平面图。图上应 标明：屋面汇水面积的划分，屋面坡向和坡度，各屋图 1屋面虹吸雨水排水系统设计流程面之间的高差，平面尺寸应满足计算汇水面积的要求；建筑屋面平面的标高，各分水线的标高，汇水点 的标高；建筑屋面平面上的天沟或檐沟的准确位 置，沟的坡向、坡度，沟的宽度和深度，沟底标高，无天 沟的平屋面应标出各汇水点的标高。2） 建筑物各层201023 中国建筑防水屋面工程 43溢流系统校核设计审核、校对完成完成屋面雨水斗、管道系统的设置修改管径参数输入软件 2：确定水力 计算结果、系统图不符合管道里水的流速v、气水混合比的规定 审查水力计算结果否 是否满足设计规定是不符合节点 压差的规定没有低于允许的最大负压值不符合其他 设计规定有天沟屋面，作天沟尺寸校核确定降雨强度参数输入软件 1：确定降雨流量 qy、雨水斗型号、雨水斗数 量 n、雨水斗流量 qd 等设计配套资料否否审查设计配套图纸是否齐全审查设计参数 是否满足要求是是计算屋面汇水面积 fw确定降雨强度q5 值系数 k 值屋面辅助配套件（包括首层和地下各层）平面图、剖面图。3）建筑物屋面结构平面图、剖面图、雨水斗设置处的结构详图。4） 屋面建筑构造图，排水沟详图以及防水层大样。1.2.5 室外雨水管设计图。图上应标明：1）室外雨水 管位置、排水管径，管底标高。2）屋面雨水排水系统 的立管出口与室外雨水管连接点位置和连接点标 高。1.2.6 安全措施要求：1）在建筑平面图上标出安全溢 流口的位置。2）给出屋面防水和结构荷载允许的屋 面最大积水深度。1.3 基本规定1.3.1设计参数选取：1）设计降雨历时、设计降雨强 度、汇水面积、设计雨水流量等的计算及暴雨强度修 正系数、屋面迳流系数等的取值，要符合现行国家标 准 gb 500152003建筑给排水设计规范的有关规 定。2）降雨重现期的确定，应根据建筑物的重要程 度、汇水区域性质等因素确定，一般性建筑取 5 a，重 要建筑取 10 a。虹吸雨水系统与所设置的溢流口或 溢流装置的总排水能力，应达 50 a（特别重要或危险 性特大的可取 100 a）设计重现期的雨水流量。3）当 业主或设计院设计师提出特殊要求时，在系统安全、 可靠的前提下，可按其要求进行取值。1.3.2 雨水斗设置：1）屋面的每 1 个最低点至少配 置 1 个雨水斗；建筑屋面各汇水区域范围内，不论其 面积大小，雨水斗的设置均不少于 2 个。2）设置在同 一个虹吸雨水系统上的雨水斗，其进水口宜在同一水 平面上。3）靠近雨水立管的顶端，不得直接设置雨水 斗。4）弧形或抛物线形屋面，当其天沟不在同一水平 面上时，宜在等高线或汇水分区的最低处集中设置多 个雨水斗，再按不同水平面上的雨水斗分别设置独立 的虹吸雨水系统。5） 在平屋面设置雨水斗时，雨水 斗的单斗流量不宜过大，屋面找坡应坡向雨水斗，以 满足斗前水位的要求。1.3.3 雨水斗排水能力 qd 计算：qd=3.3d2（h+p）1/2式中：qd 虹吸雨水斗排水量，m3/s；d 雨水斗 出水短管内径，m；h 雨水斗顶部至出水口的高 度，m；p 虹吸系统设计最大负压，m（水柱）。屋面虹吸雨水斗的排水量取决于三个因素：雨水斗顶部至雨水斗出水口的高度，雨水斗出水短管的内 径大小，虹吸系统的最大负压大小（m 水柱）。1.3.4 设计雨量 q 计算：q=kq5fw式中：q 设计雨量 （屋面雨水量）；k降雨强 度系数；q5 5 min 暴雨强度值，q5 =167i；i 5 min 平均降雨量，i=h/t；t 降雨历时，一般按照 5 min 计算；fw 屋面汇水面积，m2，由屋面水平投影 面积及高出屋面侧墙折合面积组成。1.3.5屋面天沟设置：1）雨水斗设置在天沟或檐沟 内时，天沟的宽度和深度应满足雨水斗的安装要求。 一般天沟的宽度不宜小于 500 mm、深度不宜小于300 mm，具体项目的天沟尺寸应以计算校核确定。2）天沟或檐沟的沟底应在同一水平面，沟底无需有 坡度，沟内不应有任何分隔。3）天沟尺寸校核：屋面 汇水流量 qykq5fw。式中：k 降雨强度系数；fw屋面汇水面积，m2；q5 降雨强度 （l/s 100m2，即每 1 s 在 100 m2 内的水量）。天沟断面过水流量 qtatvt。式中：vt 天沟过水断面流速，1/nr 0.667 i 0.5；at 天沟断面积，wd，其中 w 为宽，d 为深；r水力半径，at（/ w 2d）；i 天沟坡度；n 天沟底面材质粗糙系数。当 qt qy，所取天沟尺寸合 理。1.3.6 管道系统设置:1）悬吊管与雨水斗出口的高 差，宜大于 1.0 m。2）悬吊管不宜穿越建筑物的伸缩 缝、沉降缝和抗震缝，如必须穿越，应采取必要的补偿 措施（设置伸缩节，金属波纹管等）。在穿越防火墙或 其它防火分隔体的时候，应加阻火圈。3）悬吊管的设 置，应首先选择以立管为中心，侧向对称布置方式；如 不可能，可选择单侧布置方式。4）虹吸管道系统各节 点上游不同支管的计算水头损失之差，在管径小于等 于 dn75 时，不应大于 10 kpa；在管径dn100 时，不 应大于 5 kpa；超出时应采取变更管径、增加支管长 度和局部损失或改动系统组合等方法，调正后，再行 复算。5）悬吊管水头损失不得大于 80 kpa。6）不同 高度的屋面，彼此之间又有较大高差时，宜分别设置 立管和出户管。7）立管距地面 1.0 m 处，应设检查 44 cbw-roofing engineering 2010.23屋面辅助配套件口；如有需要，悬吊管可相应地设置清扫口，但须确保系统的气密性。8）悬吊管内的设计流速不宜小于1.0 m/s；立管内最小流速不宜小于 2.0 m/s，不应大于10 m/s，立管底部接至室外窨井的排出管应放大管 径，管内流速不宜大于 2.5 m/s。9）立管的末端或检 查口以下及接至室外的排出管应加大管径，按重力流（非满流） 系统计算。10）大面积屋面 （5 000 m2 以 上），须至少设置 2 套以上彼此独立的屋面虹吸排水 系统来完成排水任务。11）管道应固定在建筑物承重 结构上；管道可不设坡度；管道不应穿过对安静有较 高要求的的房间；管道表面如可能结露的，应采取防 结露措施。1.3.7安全溢流口设置：1）虹吸式屋面雨水排水系 统除外檐沟外，均必须设安全溢流口。2）安全溢流口 或溢流立管的溢流量，必须按设计重现期总排水量减 去虹吸式的设计雨量进行计算。3）有女儿墙的屋面， 应在女儿墙上设矩形堰。女儿墙上矩形堰设计流量斗及其它部件。雨水斗安装完毕后应进行表面清洁和完善成品保护措施，防止杂物进入斗体内。5）若图纸 有特殊安装要求，按设计图纸要求执行。2.1.2混凝土屋面天沟内雨水斗安装：见图 3。1）根 据图纸确定雨水斗在天沟中安装的轴线位置，将雨水 斗体连同防水压环固定螺栓预埋在已确定位置的混 凝土中。2）在预留孔中安装雨水斗，孔洞要打毛、冲 洗，灌浆所用水泥砂浆配比要比该处结构层高一个标 号，灌浆要分 2 次或 3 次完成，每次都要做灌水试验， 灌水不渗漏，后续灌浆可一次完成。3）预埋斗体后应 进行表面防护工作，以防杂物进入斗体，造成管道堵 塞。4）旋掉防水压环固定螺栓上的定位螺母，将表面 清洁干净，装上自粘密封圈，铺设柔性防水卷材，再用 螺帽将防水压环紧固在雨水斗斗座上。5）依次安装整 流装置、导流罩。6）雨水斗安装完毕后，应进行表面清 洁和成品保护措施。q=mb（2g）1/2h0 。式中：q 矩形堰流量；m 矩3/2形堰流量系数，薄壁堰取 450、宽顶堰取 385；b 矩形堰顶宽度；g 重力加速度；h0 矩形堰前 水位。4）溢流水位以下的水深荷载，应提供结构专业 核准。5）溢流口应标注在建筑专业图纸上，屋面天沟 的溢流口，宜设于天沟末端的最低处。溢流口上不得 设格栅或其他装饰物。 溢流口采用无组织排水时， 不应危及本身或影响相邻建筑物的安全；溢流口采用 有组织排水时，可设置多个雨水斗组成溢流口接至溢 流立管，单独排向室外。2施工安装工艺2.1雨水斗安装2.1.1 金属屋面天沟内雨水斗安装：见图 2。1）根据 图纸确定雨水斗在天沟中安装的轴线位置，然后根据 雨水斗规格型号的不同，画出安装开孔线。2）按照开 孔线实施开孔作业,孔的大小以能放入斗体的下沉部 分为宜，一般开孔直径比斗体直径大 2 mm。开孔作 业时，应采取防止天沟及孔口边缘变形的措施，开孔 后应对孔口边缘进行刮（磨）处理。3）把雨水斗放入 天沟孔内，划出螺栓开孔位置，取出斗体，用电钻进 行开孔。4）按照雨水斗安装说明书及要求安装雨水2.2雨水斗与管道连接雨水斗与管道常见的连接方式有：喉箍连接、法201023 中国建筑防水屋面工程 45兰连接、氩弧焊接，见图 4。移。调整管道，使整个悬吊管道保持在同一水平上。2.3.2固定套环安 装： 见图 6。2.3.3 无法制作悬吊系 统 或 管 径 200 mm 的 hdpe 管的安装：可采取 直接悬吊安装。2.3.4 hdpe 管二次悬 吊系统常见的安装固定 形式：见图 7。2.3.5hdpe 立 （悬吊）2.3管道安装管安装：见图 5。1）按要求的间距，把安装片焊接固定2.3.1hdpe 悬吊管安装：见图 5。1）按设计的数量在钢结构柱子或用膨胀螺丝固定在钢筋混凝土柱子、和位置先把安装片焊接在屋面钢结构上，如果是钢墙壁上。2）通过立管卡、m18 螺杆，把 hdpe 管固定 筋混凝土结构，则用膨胀螺栓把安装片固定在钢筋混在柱子或墙壁上。3）hdpe 立管按照6 m 的间距， 凝土屋面板下方，用螺杆、方钢卡把方钢固定起来，调安装固定套环。 整至设计标高并保持水平。2）依据计算出的适当管2.3.6不锈钢管和涂塑钢管等金属管道安装：不需要 卡间距，把悬吊固定管卡、悬吊滑动管卡固定在方钢用二次悬吊固定系统安装，可用管卡直接悬吊安装。 管上。对没有流量汇入的悬吊管，以 5 m 的间距固定2.3.7常见的套管安装形式：见图 8。 一个悬吊固定管卡（与固定套环配套使用）；对有流量2.3.8管道阻火圈及波纹伸缩器安装：hdpe 管道穿 汇入的悬吊管三通处和悬吊管与立管连接处，均要加越防火墙或楼板时需要加设阻火圈，阻火圈的安装方 设固定管卡（与固定套环配套使用）。悬吊滑动管卡法见图 9。则根据各段管道的规格，按管道直径的 10 倍均匀分2.3.9波纹伸缩器安装：见图 10。1）不锈钢波纹伸缩布。3）把预制好的 hdpe 管套入悬吊管卡固定就位，器与管道之间，采用法兰连接保证系统密封性。2）安固定管卡处要加设固定套环，防止管道发生轴向位屋面辅助配套件46cbw-roofing engineering 2010.23屋面辅助配套件装完毕后，松动相关螺栓，保证波纹伸缩器的规定伸缩量。2.3.10 系统灌水试验和隐蔽验收：系统灌水试验和 隐蔽验收，是虹吸雨水系统安装工程中两个非常重 要的质量控制点，关系到系统的验收和运行。在施工 过程中要做好以下工作：1）系统安装完成后应做灌水 试验，灌水高度必须到雨水斗，灌水试验持续 1 h，以 不渗不漏为合格。试验合格后，要及时向甲方、监理办理灌水试验记录签署手续。2）敷设在地下、管井、装饰层内的管道，在灌水试验合格后，需向甲方、监理提 出隐蔽验收申请，验收合格后签署隐蔽验收记录表， 最后对管道进行隐蔽。3结语虹吸雨水系统在国内运用近 10 a 的时间，虹吸 式雨水斗的施工标准图集、虹吸式屋面雨水排水系 统技术规程、虹吸式雨水斗（生产标准） 在国内也201023 中国建筑防水屋面工程 47屋面辅助配套件划出版社，2003.3 cecs 183:2005 虹吸式屋面雨水排水系统技术规程s.北 京：中国计划出版社，2005.4 cjj 1272009 建筑排水金属管道工程技术规程s.北京:中国建筑工业出版社，2009.5 高羽飞，高峰.全国注册公用设备师执业手册m.北京： 中国建筑工业出版社，2006.6 gb 502422002 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规 范s.北京：中国建筑工业出版社，2002.相继发布，可以说虹吸雨水系统的产品配套、设计和