全国民用建筑工程设计技术措施-雨水

5雨水5.1建筑物雨水系统的划分与选择5.1.1建筑物雨水系统划分1屋顶雨水系统按设计流动状态划分屋面雨水排水系统属于重力输水管道，管道中的水流状态随管道入口顶部的水面深度而变化。 该水面深度随降雨强度而变化，无法控制，管道输水中出现多种流动状态：压力流动状态、压力流动状态、过渡流动状态。 过渡流状态有时可以表现为半有压流状态。 屋顶雨水系统可以以不同的流态设计。1 )半有压屋面雨水排水系统。 主要采用65型、87(79 )型系统雨水斗，管网设计流态为无压流与有压流之间的过渡流态。 以下简称为87斗雨水系统。 目前，在我国广泛应用的是这个系统。2 )压力流屋顶雨水排水系统也称为虹吸式雨水系统，采用虹吸式雨水斗。 管网设计的流程是压力的流动。 以下简称虹吸式雨水系统。3 )重力流屋顶雨水排水系统。 采用重力流雨水斗。 管网设计流状态为无压力流状态，在确定系统负荷能力时忽略水流压力的作用。 由于当前的重力流雨水桶不具备阻断超流量雨水侵入的功能，重力流雨水系统的流动状态变化为非重力流雨水系统。 以下简称重力流斗雨水系统。2屋顶雨水系统按其他特征分类1 )配管的设置位置不同：内排水系统、外排水系统和混合排水系统2 )根据屋顶的排水条件：槽排水、天沟排水和无槽排水3 )根据出户横管(水路)，室内部分是否存在自由水面部分：密闭系统和开放系统。在3栋建筑物中，也存在泵提升排水系统的非重力排水系统。 该系统包括雨水收集、雨水局部上升设备及其管道等。5.1.2各屋面雨水系统的特点各流态雨水系统的特征如表5.1.2所示表5.1.2各屋面雨水系统的特点系统类别特征类别87斗雨水系统虹吸式雨水系统重力流斗雨水系统管网设计流程气水混合流过渡流状态水相流有压力水流和平静有界面无压流状态雨水铲斗风格65斗、87(79 )斗等整流、顶板隔板虹吸铲斗整流(逆涡流)、面板隔板、沉降集水铲斗自由堰流不整流，无排气雨水形成封闭流的屋顶水位进去低很贵超设计流量雨水的处理系统留有馀地排放设计流量雨水，考虑对策。超设计流量的雨水不能进入系统，因溢出设施而被排除要求从溢流设施中排除，但是用雨斗构造和工程是不能实现的。服务期间可能经历的流态重力流、过渡流、也有压力重力流、过渡流、有压力重力流、过渡流设计流量数据主要来自实验计算公式公式已计算，但已按时间修改。屋顶溢出频率小的很大小的雨斗间标高位置要求处于后者之间严格松弛水力计算简单复杂简单管材的受压要求能承受正压和负压占有室内空间进去很少太多了管子的损耗处于后者之间省费用系统成本低很贵低5.1.3建筑物雨水系统的选择原则1屋顶雨水的排除应优先选择安全经济的雨水系统。2安全性。 雨水系统必须迅速、有组织地将屋顶雨水排放到屋外地面和渠道1 )屋顶的天花板沟不会溢出室内，也不会溢出水。2 )管道地面不出水。3 )配管受到正压和负压的作用，不会变形或漏水。4 )屋顶溢出现象应尽量减少或避免。3经济性。 雨水系统符合安排排排水的前提，可以：一)系统工程成本低，投资费用低；2 )多馀的安装空间高度较少。3 )系统寿命长。5.1.4建筑物雨水系统的选择1屋顶雨水系统1 )建筑屋面一般应采用65，87型雨水斗屋面雨水系统。2 )长天沟外排水采用65，87型雨水斗屋面雨水系统，其经济性优于其他系统。3 )现场、仓库和公共建筑的大型屋顶，雨水吊管难以配置在室内空间的高度时，优选采用虹吸式雨水系统。 该系统虽然价格高，但有节省空间的高度，在此条件下具有一定的优点。4 )引水外排水宜采用重力流斗雨水系统。2地下室顶板为室外地面时，其雨水排除采用重力流雨水系统。3雨水斗面和排出口地面的几何学阶梯不足3m时，不应采用虹吸式雨水系统。4不允许室外地面出水的建筑采用密闭系统或外排水系统，不得采用开放型内排水雨水系统。5屋顶集水优先天沟形式，雨水斗放在天沟内。6雨水管道系统优先考虑排水，安全性好，但需经建筑师同意。7内排水系统应采用密闭系统。 允许水从地面流出的大型工业现场，可以采用开放型内排水系统。8阳台的雨水必须通过自己的系统排放到屋外的散水面和沟里，不得与屋顶的雨水系统连接。9雨口和汇水面低于室外雨水检查井的地面海拔时，例如汽车坡道的雨口、窗井内的雨口等，收集的雨水排放到室内的雨水收集池中，通过泵送系统排除。 不得从重力流直接排到室外雨水检查井。10在寒冷地区尽量采用内排水系统。11严禁屋顶雨水直接连接室内生活污水系统和室内生活污水管道。5.2雨水量5.2.1雨水设计流量1雨水设计流量q按式5.2.1计算Q=k1qF(L/s) (5.2.1)式中，在k1流量修正小情况下，对于坡度大于2.5%的屋顶为1.21.5，对于其馀的屋顶为1；流出系数根据表5.2.1选择q设计降雨强度(L/s100)。F集水面积(100)。注：采用天沟集水，沟沿溢水流入室内时，降雨强度必须乘以1.5的系数。2流出系数在表5.2.1中选择表5.2.1流出系数地面种类流出系数屋顶0.91绿化屋顶(重现期不超过5年)0.5混凝土与沥青路面0.9堆石头等铺路面0.6倾斜碎石路面0.45晒砖石、碎石路面0.4未铺修的路面0.3绿地0.150.25室外货水面平均径流系数应由地面种类加权平均确定。 资料不足时，小区综合径流系数根据建筑物密集度选定在0.50.8以内。 北方干旱地区地域径流系数一般优选为0.30.6。 建筑物密集取高值，密度取低值。5.2.2降雨强度1降雨强度公式降雨强度按当地降雨强度公式计算，见公式5.2.2-1。(5.2.2-1)式中： q设计降雨强度(L/s100)P设计重现期(a )t降雨持续时间(min )a、b、c、n当地降雨参数各地的降雨强度公式和5min降雨强度如附录所示。5.2.2-1式应适用于其参数有效区间，不得随意外延，包括降雨持续时间和设计再现期间。 例如降雨持续时间有效区间为5min120min。2重新设计建筑雨水系统设计评审期不得小于表5.2.2-1中的数据。 虹吸式屋面雨水系统无排水馀量，设计再现期应取较高限值。 65，87型雨水斗系统和重力流雨水斗系统由于有排水馀量，设计重新考虑最好是较低的限制值。表5.2.2-1各种集水区的设计再现期集水区域设计重现期(a )室外场所居住区13车站、码头和机场基地25沉没广场550屋顶一般建筑屋顶25重要的公共建筑屋顶10注：1.工业厂房屋面雨水排水设计的再现期限取决于生产技术、重要性等因素。2 .下沉式广场设计的重现期取决于广场结构的重要性、短期积水可能导致严重后果等因素。3降雨持续时间雨水管道的降雨时间用5.2.2-2式计算t=t1 mt2 (5.2.2-2)式中： t降雨持续时间(min )t1地(屋)面集水时间(min )取决于距离长度、地形坡度和被褥状况。 室外地面通常为510min。 建筑屋顶为5min，屋顶坡度大时集水时间小，流量增大，需要校正。 为简便起见，在流量项中追加补偿系数时，请参照式5.2.1m的折扣系数在表5.2.2-2中取值t2管渠内雨水流行时间，建筑物配管取0。表5.2.2-2折扣系数m室外连接处或分支处室外干部陡坡地区干部明渠121.221.25.3.3集水区面积1一般坡度的屋顶雨水集水面积按屋顶水平投影面积计算。2高层集水区的侧壁以侧壁面积的1/2换算成集水区面积。 同一集水区面积内高侧壁多于一面时，以有效受水侧壁面积的1/2换算集水区面积。3窗井、建筑外壁附近的地下汽车库出入口坡道和高层建筑裙房屋顶的雨水集水面积，必须附加一部分侧壁面积的二分之一以上。4屋顶按分数线排水坡度分为不同排水区域时，应区分积水面积和雨水流量进行计算。5半球屋顶或斜面较大的屋顶，其集水面积等于屋顶的水平投影面积和垂直投影面积的一半之和。5.3建筑物雨水系统设计5.3.1一般要求1 87斗式屋顶雨水系统能够将不同高度的雨水桶连接到同一立管，但最低雨水桶距立管下端的高度必须大于最高雨水桶距立管下端的高度的2/3。 具有一个以上立管的87斗系统受到不同高度屋顶的雨水斗时，最低斗的几何高度必须在最高斗的几何高度的2/3以上。 几何高度以系统排放横管在建筑外墙的高度为基准。 访问同一排放管道的管网是系统。2虹吸式屋面排水系统雨水斗最好在同一水平面上。 各雨水立管必须单独排出屋外。 受建筑条件的限制，一个以上立管必须访问同一排出横管时，各立管设置过渡段，其下游连接排出横管。 有关过渡段的设置条件，请参见水力计算部分。3重力流斗雨水系统可以接受不同高度的雨水斗，但高层建筑裙子屋顶的雨水必须自行排出系统。4雨水系统受到屋顶冷却塔排水时，应间接排出，排入屋外雨水井，不得排入屋外路面。5室外管网降雨、污染分流的，雨水系统不得接受洗涤等生活排水。6大跨度雨水流到低跨度屋顶，台阶在1层以上时，采用管道引流。7雨水系统的管道转换处应顺水连接。8雨水横管和立管(金属或塑料)直线长时，应设置伸缩器。 伸缩器的设置以供水部为参考。9配管位置设置、维护方便，不得设置在结构柱等承重结构内。10管道不应安静地通过卧室等要求高的房间。 其馀部分现在铺设雨水管道的空间和场所与生活排水管道部分相同。11寒冷地区的雨口和天沟应考虑防止电热线融雪的对策，电热线的具体设置可与供应商协商。12安装配管时，请设置固定工具。 固定件必须承受全流管道的重量和高速水流产生的力。13本章的重力流斗雨水系统不能避免过剩雨水的侵入时，系统设计应考虑非重力流状态的压力作用。5.3.2雨水斗1屋顶排水系统应设置雨水斗。 雨水斗需要权威机构测试的水力设计参数，如排水能力(流量)、相应斗前水深等。 未经测试的雨水斗不得用于屋顶。2屋顶应选择稳流性能好、排水流量多、渗透气量少、防污能力强的雨水斗。 87斗系统应选择65型和87型雨水斗，参照国家标准图09S302 雨水斗选用及安装的虹吸系统的雨水斗必须符合建筑业行标虹吸式雨水斗 GJ/T245-2007的重力流斗系统应采用重力流雨水斗。3 87斗系统、虹吸系统雨水斗可以设置在天沟内或屋顶斜面的底面。 虹吸式系统雨水斗应设置在天沟内，但带DN50集水斗的雨水斗可直接埋设在屋顶上。四大坡屋顶雨水斗应设置在天沟或侧沟内。5雨水斗不得设置在天沟内的拐角处。6 87斗雨水系统、虹吸系统的雨水斗应相对于雨水立管对称配置，连接有多斗悬管的立管前端不应设置在雨水斗上。7配置雨水斗的原则是雨水斗的服务面积符合雨水斗的排水能力。 雨水斗间隔的确定应为建筑专业实现屋面设计坡度。8无法将伸缩缝或沉入缝作为屋顶雨水分水线时，请在缝的两侧设置雨水铲斗。9寒冷地区的雨水斗最好设置在冬天容易受室内温度影响的屋顶范围内。10要排除阳台雨水和地下室窗户内的雨水，可以采用无水密封。11雨水斗应水平安装，与屋顶的连接处应做防水处理。 详情请参照国家标准图09S302 雨水斗选用及安装。12地下室顶板为室外地面时，可采用平火格式雨水斗。13绿化屋顶的雨水斗设置在绿地上时，将雨水斗设置在硬屋顶上，在雨水斗上堆积雨水斗，盖上雨水格子。5.3.3天沟(溜槽)1屋顶集水应采用天沟。 天沟沟的断面尺寸和过水能力应由水力计算决定。两大坡度屋顶采用雨水斗排水时，设天沟或侧沟收集雨水。三天的沟不得越过建筑物的伸缩缝和下沉缝。4集沟沟底可水平或坡度，北方寒冷地区不宜平整。5坡度小于0.003时，雨水出口落水或自由流出，不影响沟内的水流。6单斗天沟流水长度一般在50米以下，水力计算排除设计流量时，可超过50米。七日沟净宽应不小于雨水斗所要求的尺寸。 65型和87型雨水斗的天沟最小网宽，DN100雨水斗为300mm，DN150雨水斗为350mm。 虹吸式系统沟的宽度应保证雨水斗周边均匀进水。8日槽深应在设计水深上留有保护高度。5.3.4屋顶溢出1 87斗雨水系统和重力流斗雨水系统屋顶应设溢流口，虹吸式雨水系统屋顶应设溢流口或装置。2溢流口或溢流装置设置高度由建筑屋顶允许的最高溢流水位要素决定。 最高溢流水位低于建筑屋顶允许的最大积水水深。3溢流口或溢流装置请设置在溢流时雨水能够顺畅到达的场所。4溢流气口底面为水平，气口上请勿设置栅极。 溢流口以下的水深荷载应计入结构专业屋顶荷载。5.3.5连接管1连接管应牢固地固定在梁