给排水培训教材——第4章

4 雨水

4.1 建筑物雨水系统的分类与选择

4.1.1 建筑物雨水系统的分类

建筑物雨水系统按设计流态可分为：

重力流（87型雨水斗）雨水系统（简称：87斗系统）：指使用65型、87型雨水斗的雨水系统，其设计流态是半有压流态，系统的流量负荷、管材、管道布置等考虑了水流压力的作用。是目前我国普遍使用的系统，它已经安全地运行了20多年。

重力流（堰流式斗）雨水系统（简称：堰流斗系统）：指使用自由堰流式雨水斗的系统，其设计流态是无压流态，系统的流量负荷、管材、管道布置等忽率了水流压力的作用。这是在我国新推出的一种雨水系统。

虹吸式雨水系统（简称：虹吸式系统）：指按压力流设计的屋面雨水排水系统，其流态为有压流态。该系统采用特殊设计的雨水斗，实现气水分离，使管道内为水一相流，并在系统设计中有意造成悬吊管内产生虹吸。该系统是近些年在欧洲发展起来的。

屋面雨水系统按其它标准分类：

按管道的设置位置分：内排水系统和外排水系统

按屋面的排水条件分：檐沟排水、天沟排水和无沟排水

建筑物中还存在一种非重力流排放的雨水系统，该系统包括雨水的收集、局部提升设备等。因该系统中水泵升压，故称为水泵压力流系统。

4.1.2建筑物雨水系统的选择

1 各建筑物雨水系统的特点见表4.1.2。

续表4.1.2

2 建筑物雨水系统一般按下列原则选择

1）选择的雨水系统应尽量迅速、及时地将屋面雨水排至室外地面或管渠。

2）工业建筑地面和屋面冒水曾给我国的工厂造成过巨大的经济损失，而雨水从屋面溢流口溢流也应视作非正常排水，需尽量减少或避免。

3）本着既安全又经济的原则选择系统。安全是指：室内地面不冒水、屋面溢流频率低、管道不漏水冒水；经济是指：在满足安全的前提下，系统造价低、可靠。

4）近些年来，工业与民用建筑发生屋面溢流的频率很低，雨水系统的选择应充分考虑这一状况，不宜轻易增加溢水频率。

5）建筑屋面一般宜采用87型斗系统。大型屋面的公共建筑若为内排水且建筑内空间较紧张时，宜采用虹吸式雨水系统。长天沟外排水宜采用87斗系统。

6）不允许室内地面冒水的建筑应采用密闭系统或外排水系统，不得采用敞开式内排水系统。

7）选择虹吸式雨水系统时应考虑降雨量确定所产生的安全性与经济性平衡的问题。降雨量设计的大，安全性好、溢流事故小，但管径大，经济性下降。设计中宜将安全性放在首位。

8）屋面集水优先采用天沟形式，雨水斗设于天沟内。 9）雨水系统优先考虑外排水，但应取得建筑师同意。

10）阳台雨水应采用独立系统排至室外，不得与屋面雨水系统相联接。

11）雨水口及汇水面低于室外雨水检查井地面标高时（如汽车坡道上的雨水口、窗井内雨水口等），收集的雨水应排入雨水集水池，采用水泵压力流系统排除，不得采用重力流直接排入室外雨水井。

12）严禁将屋面雨水系统与生活废水系统或生活污、废水合流系统相连。

4.2 雨水量

4.2.1 雨水设计流量

设计雨水流量按下式计算：

式中

y

q —— 设计雨水流量 （L/s ）

10000

w j y F q q ψ=

j

q —— 设计降雨强度 （L/s ?ha ）

ψ —— 径流系数

w F —— 汇水面积 （m 2）

径流系数按表4.2.1确定。室外汇水面平均径流系数按地面的种类加权计算确定。如资料不足，小区综合径流系数按0.5～0.8选用，北方干旱地区的小区径流系数按0.3～0.6选用。建筑物密度大取高值。

4.2.2 降雨强度

1 降雨强度应按当地降雨强度公式计算，公式如下：

试中 q —— 设计降雨强度 （L/s ?ha ） P —— 设计重现期 （a ） T —— 降雨历时 （min ） A 、b 、c 、n —— 当地降雨参数

各地降雨强度公式可从当地气象部门或给水排水设计手册中查出。

2 设计重现期

各种汇水区域的设计重现期按表4.2.2-1确定。

87斗系统的设计重现期宜取表 4.2.2-1中的低限值，虹吸式系统的设计重现期宜取表4.2.2-1中的上限值。

3 降雨历时

雨水管道的降雨历时按公式：

式中：t —— 降雨历时 （min ）

n

b t P

c A q )()

lg 1(167++=

2

1mt t t +=

t——地（屋）面集水时间（min）。室外地面一般为5～10min。建筑屋面取5min。

1

m——折减系数，按表4.2.2-2确定

t——管渠内雨水流行时间，建筑物接雨水斗的管道系统取0

2

m

4 汇水面积

汇水面积按地面、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面积计算。窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道和高层建筑裙房屋面的雨水汇水面积，应附加其高出部分侧墙面积的二分之一。

4.3 建筑物雨水系统设计

4.3.1一般规定

1 87斗系统的立管承接的雨水斗宜在同一楼层标高上。当系统的设计流量小于立管的负荷能力时，可将不同高度的雨水斗接入同一立管，但最低雨水斗距立管底端的高度应大于最高雨水斗距立管底端高度的2/3。具有1个以上立管的87斗系统承接不同高度屋面上的雨水斗时，最低斗的几何高度应不小于最高斗几何高度的2/3。

2 高跨屋面雨水流至低跨屋面，当高差在一层以上时，宜采用管道引流。

3 雨水系统的管道转向处宜采用顺水连接。

4 承压雨水管道（金属、塑料管）当其直线长度较长时，应设伸缩节。

4.3.2雨水斗

1 屋面雨水排水系统应设置雨水斗，雨水斗应有权威机构测试的水力设计参数

2 87斗系统的雨水斗应采用87型或65型。87型、65型雨水斗参数见《给水排水标准图集雨水斗》（01S302）。

雨水斗可设于天沟内或屋面坡底面上。

87斗系统接有多斗悬吊管的立管顶端不得设置雨水斗。

在不能以伸缩缝或沉降缝为屋面雨水分水线时，应在缝的两侧各设雨水斗。

阳台雨水排除可采用无水封地漏。

4.3.3天沟与溢流装置

1 天沟不应跨越建筑物的伸缩缝或沉降缝。天沟坡度不宜小于0.003，单斗的天沟长度不宜大于50m。65型、87型雨水斗的天沟最小净宽度DN100雨水斗为300mm，DN150雨水斗为350mm。

2 屋面上应设溢流口等溢流设施。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其50年重现期的雨水量。

3 天沟排水时溢流口宜设于天沟末端，屋面坡底排水时溢流口设于一侧。溢流口以下的水深荷载应提供给结构专业。

4 溢流排水不得危害行人安全。

4.3.4悬吊管及其它横管

87斗系统的悬吊管及其它横管的坡度不小于0.005。

87型斗雨水系统的悬吊管应尽量对称于立管布置。

87型系统的悬吊管管径不得小于雨水斗连接管的管径。

87斗系统中长度达15m的雨水悬吊管，应设检查口，其间距不宜大于20m，且应布置在便于维修操作处。

排出管宜就近引出室外。

4.3.5立管

1 建筑屋面各汇水范围内，雨水排水立管不宜少于两根。

2 87斗系统的立管管径不应小于悬吊管管径。

3 有埋地排出管的屋面雨水排出管系，立管底部应设清扫口。

4 高层建筑的立管底部应设支架。

4.3.6水泵压力流排水系统

1 汽车坡道上拦截雨水可采用盖铁箅子的雨水沟。雨水管宜走在室内。接雨水管的管道直径不小于DN100。雨水管直接进入集水池，或排入集水沟。

2 集水池的平面尺寸应符合潜水泵的安装及距离要求。集水池有效容积应大于雨水泵的5min吸水量。潜水泵吸水的最低水深根据水泵的要求确定。集水池的内壁应做防水。

3 雨水泵一般可采用潜水泵，并设二路电源供电。水泵不应少于两台，一台备用。水泵的运行采用自动液位控制，一般设停泵水位、启泵水位和报警水位。备用泵可在报警水位投入运行。

4 不同集水池的压力雨水管不宜合并。

4.3.7管材与附件

87斗系统应采用承压管道（承压塑料管、钢塑复合管、金属管）、管配件和接口。管系的工作压力应不小于建筑高度静水压。

水泵压力流系统的试验压力为水泵扬程的1.5倍。

4.4 建筑物雨水系统水力计算

4.4.187斗雨水系统计算

1 由于大多数建筑采用87斗系统，本节雨水系统水力计算重点介绍87型斗系统的水力计算。虹吸式系统、堰流式斗系统的水力计算可参照有关设计手册和给排水统一技术措施。

2 单斗系统

单斗系统的雨水斗、连结管、悬吊管、立管、排出管的管径均相同，系统的设计流量不应超过表4.4.1-1的规定。

3 多斗系统

悬吊管上具有1个以上雨水斗的多斗系统，其雨水斗的设计流量按表4.4.1-2选取。最远端雨水斗的设计流量不得超过表中规定。

多斗悬吊管的排水能力可按下列公式计算，其中充满度h/D 不大于0.8。

式中 Q —— 设计流量 （m3/s ）

v —— 流速 （m/s ） A —— 过流断面积 （m2） n —— 粗糙系数 R —— 水力半径 （m ） I —— 水力坡度

h —— 悬吊管末端的最大负压 （mH2O ），取0.5 h ? —— 雨水斗和悬吊管末端的几何高差 （m ） L —— 悬吊管长度 （m ）

悬吊管的管径根据各雨水斗流量之和确定，并宜保持管径不变。各种水力坡度下多斗悬吊管的最大排水能力可查阅《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》第5.4.1条相关表格。 多斗系统的立管（包括金属管和非金属管）的最大排水能力按表4.4.1-3确定。

出户管和其它横管可按悬吊管的方法计算，但△h 为横管起点和终点的高差，h 为横管起点压力，取1。 4.4.2 溢流口

溢流口的孔口尺寸按下式计算：

3

/22385h g b Q =

式中 Q —— 溢流口服务面积内的最大降雨量 （L/s ）

b —— 溢流口宽度 （m ） h —— 溢流孔口高度 （m ）

g —— 重力加速度 （m/s 2），取9.81

4.4.3 水泵压力流系统计算

1 雨水集水池

雨水集水池容积：QT V =

式中 Q —— 雨水流量，其中雨水的设计重现期视雨水溢流进室内带来的危害程度确定，一般宜不低于10年

vA Q =2/13/21I R n

v =

L

h h I /)(?+=

T —— 时间，宜采用5min 2 雨水泵

雨水泵流量根据Q 选取，扬程H 按下式计算：

式中 Z

—— 压力雨水管出口标高与集水池最低水位的

几何高差

i —— 水力坡降 （m/m ）

L —— 雨水管的计算长度（m ），包括管道长度和局部水头损失的当量长度 2 —— 出水口的自由水头（m ）

4.5 建筑小区雨水设计

4.5.1 雨水口

雨水口的布置应符合如下规定：

1 水口应设置在道路上的汇水点、低洼处、无分水点的人行道的上游处。双向坡路面应在路两边设置，单向坡路面应在路面低的一边设置。

2 道路的交汇处和侧向支路上、能截流雨水径流处应设雨水口。

3 广场、停车场的适当位置及低洼处，地下车道的入口处，其它易积水的场所应设雨水口。

4 无道牙的路面和广场、停车场，用平箅式雨水口；有道牙的路面，用边沟式雨水口；有道牙路面的低洼处且箅隙易被树叶堵塞时用联合式雨水口。雨水口的详图可参阅《给水排水标准图集》和上海市的有关标准图。

5 道路上的雨水口宜每隔25～40m 设置一个。

6 雨水口不得修建在其它管道的顶上。 4.5.2 检查井

1 检查井一般设在：管道的交接处和转弯处；管径或坡度的改变处；跌水处；直线管道上每隔一定距离处。

检查井应尽量避免设在主入口处。

直线管道上检查井的最大间距应符合《建筑给水排水设计规范》的有关规定。 2 当集水口处的标高低于雨水检查井处的地面标高时，不得接入该检查井。 3 检查井的规格可按国家标准图或当地的地方标准图选用。 4.5.3 跌水井

1 管道跌水水头大于1.0m 时，应设跌水井。

2 跌水井不得有支管接入。

3 管道转弯处不得设置跌水井。 4.5.

4 管道

雨水管道的布置应符合：

1 室外雨水管道的布置应按管线短、埋深小、自流排出的原则确定。

2 雨水管道宜沿道路和建筑物的周边平行布置。宜路线短、转弯少，并尽量减少管线交叉。

2

++=iL Z H

3 管道尽量布置在道路外侧的人行道或草地下面，不允许布置在乔木下面。

4 管道在检查井内宜采用管顶平接法。

5 雨水管道转弯和交接处，水流转角应不小于90°。当管径大于300，且跌水水头大于0.3m 时可不受此限。

6 当雨水采用明沟排水时，明沟底宽一般不小于0.3m ，超高不得小于0.2m 。

7 雨水管宜采用双波纹塑料管、加筋塑料管等。

8 穿越管沟等特殊地段应采用钢管或铸铁管。 4.5.5 水力计算

1 雨水流量

室外设计雨水流量按第4.2.1节公式计算。各雨水口的雨水流量按5min 降雨强度和划分的汇水面积计算；各管段的雨水流量计算应采用汇水面积叠加，而不是流量叠加。

2 雨水口的泄流量在没有实测水力数据时，可按表4.5.5-1选用。

3 雨水管道的水力计算可采用下列公式

管道的流速、坡度、最小管径应符合表4.5.5-2、4.5.5-3、4.5.5-4的要求。

vA Q =2/13/21I R n

v =

给排水水工程培训资料

给排水水工程

第一节给排水水工程 第一小节管道安装工艺 1）管道螺纹连接 由于钢材具有塑性，所以在安装前管子必须调直。根据现场测绘草图在选好的管材上画线，按线切管，将断好的管材按管径尺寸分次套制丝扣，70mm以上分2—3次套丝，保证丝扣的质量，在管道连接时要严把质量关。 管道螺纹连接时，在管子的外螺纹与管件或阀件的内螺纹之间加油麻，先将麻丝抖松成薄而均匀的纤维，从螺纹的第二扣开始沿螺纹方向进行缠绕，缠绕好后表面沿螺纹方向涂白厚漆，然后拧上管件，再用管钳收紧。填料缠绕要适当，不得把白厚漆、麻丝从管端下垂挤入管腔，以免堵塞管路。 安装螺纹管件要按旋转方向一次装好，不得倒向。安装后，露出2--3牙螺纹，并清除剩余填料，不得外露油麻，并对外露螺纹进行防腐。 2）管道法兰连接 凡管道与管道采用法兰连接或与法兰阀门连接者，必须按照设计要求和工作压力选用标准法兰盘。法兰对接平行，与管道中线垂直，螺杆露出螺母长度一致，且不大于螺杆直径1/2，螺母在同侧，衬垫材质符合设计和施工规范要求。 3）管道焊接 壁厚大于等于4mm的焊件坡口形式采用“V”型；壁厚小于4mm的采用I型坡口，钢焊件的坡口尺寸如下表： 钢焊件的坡口尺寸（单位：mm）

钢管对好口后进行点固焊，点固焊与第一层焊接厚度一致，但不超过管壁厚的70%，其焊缝根部必须焊透，点焊位置均匀对称。点焊长度和间距如下表： 钢管接口点焊长度和点数（单位：mm） 和熄弧点均错开20mm或错开30°角。 焊缝均满焊，焊接后立刻将焊缝上的焊渣、氧化物清除，每个焊缝在焊接完成后立即标记出焊工的标识。 5）PP-R管热熔连接 热熔连接按下列步骤进行： 热熔工具接通电源，到达工作温度指示灯亮后方能开始操作。 切割管材，必须使端面垂直于管轴线，管材切割一般使用管子剪或管道切割机，必要时