压力流(虹吸式)雨水系统设计计算步骤

《屋面工程技术规范》屋面排水是指通过屋面的导水装置，将屋面的雨、雪水迅速排出，避免产生屋面积水的措施。

是为了使降落在建筑物屋面的雨水和雪水，特别是暴雨，在短时间内形成积水及时排除室外，避免造成积水四处溢流或屋面漏水而影响人们的生活和生产活动。

为了能够使积水迅速排除屋面，进行周密的排水设计是必要的。

一、屋面排水设计规范屋面排水设计的主要任务首先将屋面划分成若干个排水区，然后通过适宜的排水坡和排水沟，分别将雨水引向各自的落水管再排至地面。

具体步骤：(1)确定屋面坡度的形成方法和坡度大小; (2)选择排水方式，划分排水区域; (3)确定天沟的断面形式及尺寸; (4)确定落水管所用材料和大小及间距，绘制屋顶排水平面图。

单坡排水的屋面宽度不宜超过12m，矩形天沟净宽不宜小于200mm，天沟纵坡最高处离天沟上口的距离不小于120mm。

落水管的内径不宜小于75mm，落水管间距一般在18m～24m 之间，每根落水管可排除约200 平方米的屋面雨水。

水专业规范，每根落水管可排除约250 平米的屋面汇水面积(汇水面积含屋面的墙面面积)。

二、屋面排水系统1. 屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为外排水系统、内排水系统内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。

雨水内排水系统适用于屋面跨度大、屋面曲折(壳形、锯齿形) 、屋面有天窗等设置天沟有困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜在室外设置雨水立管的情况，多采用内排水。

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2. 屋面雨水系统按照屋面的排水条件分为：檐沟排水、天沟排水檐沟外排水由檐沟和敷设在建筑物外墙的立管组成。

降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外的地面或雨水口。

根据降雨量和管道的通水能力确定1 根立管服务的屋面面积，再根据屋面形状和面积确定立管的间距。

压力流（虹吸式）雨水排水系统的原理及安装分析摘要：随着建筑行业的迅速发展，压力流（虹吸式）雨水排水系统也到了更加广泛的应用。

本文就对此系统的工作原理、安装等进行了详细的分析，希望相关人士借鉴。

关键词：压力流（虹吸式）；雨水排水系统；原理；安装随着社会经济的发展，建筑行业得到了更大的发展空间，大型建筑更加频繁的出现在了人们的眼前，随之出现的还有大面积屋面雨水的排放。

由于普通的PVC管已经满足不了水量的排放要求，这也给大面积屋面排水造成了极大的影响。

要想将大面积屋面上的水量及时排出，则需要设置更多的雨水管道，这不但占用了建筑内部的空间，还对建筑的美观性造成了影响。

将压力流（虹吸式）雨水排水系统应用在其中，便能很好的解决上述的各种问题。

1、压力流（虹吸式）雨水排水系统的运行原理压力流（虹吸式）雨水排水系统的组成包括：虹吸式雨水斗、雨水悬吊管、雨水立管、埋地管、出户管。

压力流（虹吸式）雨水排水系统其原理是对进入雨水斗的水流量进行控制，同时对水流的流态进行调节，在减少旋涡的同时，减少雨水进入排水系统时带入的空气量，进而保证系统中排水管道呈现在满流的状态。

从雨水斗连接管以下，管道内的压力为负压，当雨水连续流过雨水悬吊管时，在转入雨水立管的过程中，会出现跌落，此时也就是充分的利用了屋面的高度和雨水的重力势能，进而形成虹吸作用，此时悬吊管与立管交叉点处的管道内的负压达到最大值，处在屋面的雨水就会管道内的负压所抽吸，以满流状态，用较高的流速将雨水快速的排泄出来，然后悬吊管与立管交叉点处的管道内的负压逐渐减小，直到消失，当管道内的压力为0时，其内部水流的状态就会转变为重力流。

要注意，在降雨的过程中，压力流（虹吸式）雨水排水系统管道内的压力、水流的状态等并不是静止不变的，其均会随着降雨量的大小而发生着变化，在降雨的初期，雨量较小，此时悬吊管内所存在的是一种自由表面的波浪流，而渐渐的随着降雨量的增加，悬吊管内的波浪流会逐渐变为脉动流，使管内出现满管气泡流，一直到出现单相流，满管气泡流才会消失。

众所周知，雨雪降落到屋面后在短时间内形成积水，如果处理不当，则会导致雨水四处溢流或屋面漏水，影响人们的正常生产活动。

因此在进行工程设计时，必须设置屋面雨水排水系统，以便有组织、有系统地将屋面雨水及时排除。

如何在设计时做到科学、快速，是广大设计人员面临的现实问题。

科学，意味着方案合理、设计准确；快速，体现在工程应用性，即通过简明的计算表格，迅速得到工程计算数据及结果。

本文从雨水的各种排除方式着手，进行简单对比分析，认为压力流雨水排水系统在目前具有典型工程设计应用价值，拟结合徐州地区雨量公式，总结出本地区雨水排水系统设计应用路径。

1传统的屋面雨水排水方式及其特点、应用场合传统的屋面雨水排水方式，有多种分类方法。

按雨水排水系统是否在建筑物内部，分为内排式和外排式；按每根雨水立管接纳雨水斗的个数，分为单斗系统和多斗系统；按室内埋地管检查井是否密闭或是否设有明渠，分为密闭式和敞开式；按雨水排水管道系统内的压力类型分为重力流和压力流。

1.1 屋面雨水外排水方式雨水系统各部分均敷设于室外，室内不会由于雨水系统的设置而产生水患。

(1)檐沟外排水由檐沟、承雨斗、立管组成。

适用用于小型低层建筑，室外不设雨水管渠。

一般由土建人员进行设计，即沿建筑物长度方向的两侧，每隔15～20m设100mm直径的落水管１根，每个承水斗负担的汇水面积不超过250m2,落水管的材料过去常用雨水排水铸铁管、镀锌铁皮方形管、石棉水泥管，现在使用较为普遍的是UPVC管。

（2）天沟外排水由天沟、雨水斗、立管、排出管组成。

适用于大面积厂房屋面排水，室外常设有雨水管渠。

当厂房内不允许进雨水或设置雨水管道、天沟长度不大于50m时优先采用该种方式。

立管及排出管采用铸铁管，石棉水泥接口。

1.2屋面雨水内排水方式屋面雨水内排水方式，指屋面设有雨水斗，建筑内部设有连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地管、检查井的雨水排水系统。

对于建筑立面要求高的高层建筑、大屋面建筑、寒冷地区建筑、墙外设置雨水排水立管有困难的建筑，常采用内排水方式。

屋面排水规范与设计的全面解析我们都知道在建筑行业，任何事情都有这严格的规范，这样才能确保良好的施工质量。

那么屋面排水设计规范有哪些呢？今天就随小编来看看屋面排水设计规范全面解析，以供大家参考哦。

一、屋面排水设计规范1.屋面排水设计的主要任务首先将屋面划分成若干个排水区，然后通过适宜的排水坡和排水沟，分别将雨水引向各自的落水管再排至地面。

2.具体步骤：(1)确定屋面坡度的形成方法和坡度大小；(2)选择排水方式，划分排水区域；(3)确定天沟的断面形式及尺寸；(4)确定落水管所用材料和大小及间距，绘制屋顶排水平面图。

单坡排水的屋面宽度不宜超过12m，矩形天沟净宽不宜小于200mm，天沟纵坡最高处离天沟上口的距离不小于120mm。

落水管的内径不宜小于75mm，落水管间距一般在18m～24m之间，每根落水管可排除约200平方米的屋面雨水。

水专业规范，每根落水管可排除约250平米的屋面汇水面积(汇水面积含屋面的墙面面积)。

二、屋面排水系统1.屋面雨水系统按照管道的设置位置不同可分为外排水系统、内排水系统。

内排水是指屋面设雨水斗，雨水管道设置在建筑内部的雨水排水系统。

雨水内排水系统适用于屋面跨度大、屋面曲折(壳形、锯齿形)、屋面有天窗等设置天沟有困难的情况，以及高层建筑、建筑立面要求比较高的建筑、大屋顶建筑、寒冷地区的建筑等不宜在室外设置雨水立管的情况，多采用内排水。

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。

2.屋面雨水系统按照屋面的排水条件分为：檐沟排水、天沟排水。

(1)檐沟外排水由檐沟和敷设在建筑物外墙的立管组成。

降落到屋面的雨水沿屋面集流到檐沟，然后流入隔一定距离设置的立管排至室外的地面或雨水口。

根据降雨量和管道的通水能力确定1根立管服务的屋面面积，再根据屋面形状和面积确定立管的间距。

檐沟外排水适用于普通住宅、一般的公共建筑和小型单跨厂房。

(2)天沟外排水由天沟、雨水斗和排水立管组成。

虹吸雨水计算书计算原理参考《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）一、基本参数：管材：HDPE 温度：10℃二、基本计算公式：1、 暴雨强度公式： nb t P C A q )()lg 1(167++=式中：q -- 降雨强度，（L/s ·ha 、L/s ·hm 2、L/s ·104m 2） t -- 降雨历时（min ） P -- 设计重现期（年） A 、b 、C 、n -- 当地降雨参数2、 雨水设计流量公式：qF k Q l ψ=式中：Q -- 雨水设计流量（L/s ） q -- 降雨强度，（L/s ·ha 、L/s ·hm 2、L/s ·104m 2） ψ-- 径流系数。

F -- 汇水面积（hm 2）1 hm 2 = 10000平方米 3、管道沿程阻力公式： gv d l h f2λ2=式中：h f -- 管道沿程阻力损失（m ）；1米=10kPa λ-- 管道沿程阻力损失系数，按下式计算 l -- 管道长度(m) d -- 管道计算内径（m ） v -- 管内流速（m/s ）g -- 重力加速度（m/s 2） 取 9.81 4、阻力系数：⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λΔλRe 51.27.3lg 21d 式中：△ -- 管壁绝对粗糙度（mm ），由管材生产厂提供Re -- 雷诺数5、 局部阻力损失：∑25xj v T h =式中：h j --局部阻力损失（mbar ）1mbar=100pa=0.1kPaT -- 局部阻力系数 V x -- 管道某一x 断面处流速（m/s ）6、 总阻力损失j f h h h +=总7、管道某一x 断面处的压力：∑---⨯=2251.98x x x x Zv h P式中： P x -- 管道某一x 断面处的压力（mbar ）1mbar=100pa=0.1kPa h x -- 雨水斗顶面至计算断面的高度差（m ） v x -- 管道某一x 断面处流速（m/s ） ∑Z x-2 -- 断面处对应最远雨水斗至计算断面的总阻力损失之和（mbar ）8、压力余量计算公式：∑--=∆Z v H P r 2151.98式中：△P r -- 压力余量（mbar ）1mbar=100pa=0.1kPa H--雨水斗顶面与排水管出口的几何高差（m ） V 1 -- 排水管出口的管道流速（m/s ）∑Z -- 最远雨水斗至排水口处的总阻力损失之和（mbar ） 9、 流速2π4dQv =式中：V -- 流速(m/s)Q -- 管段流量（L/s ）d -- 管道的计算内径（m ）三、计算结果：管道最大负压值： -81.37 kPa 压力余量：20.3 kPa四、虹吸雨水水力计算表：。

雨水径流计算1.1汇水面雨水设计流量应按下式计算：Q = k∙Ψm∙q∙F （1.1）式中：Q——雨水设计流量（L/s）；k——汇水系数，当采用天沟集水且沟沿在满水时会向室内渗漏水时坡度大于2.5%的斜屋面或采用内檐沟集水时取1.5，其他情况取1.0；Ψm——径流系数；q——设计暴雨强度（L/s·hm2）；F——汇水面面积（hm2）。

1.2 各种汇水面的径流系数宜按表1.2的规定确定，不同汇水面的平均径流系数应按加权平均进行计算。

表1.2 各种汇水面的径流系数1.3各汇水面积应按汇水面水平投影面积计算并应符合下列规定：1 高出汇水面积有侧墙时，应附加侧墙的汇水面积，计算方法应符合现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB 50015的有关规定；2 球形、抛物线形或斜坡较大的汇水面，其汇水面积应附加汇水面竖向投影面积的50%。

1.4设计暴雨强度应按下式计算：q =（1.4） 式中：P ——设计重现期（a ）；t ——降雨历时（min ）； A 、b 、c 、n ——当地降雨参数。

1.5建筑屋面雨水系统的设计重现期应根据建筑物的重要性、汇水区域性质、气象特征、溢流造成的危害程度等因素确定。

建筑降雨设计重现期宜按表1.5中的数值确定。

表1.5 建筑降雨设计重现期注：（1）表中设计重现期，半有压系统可取低限值，虹吸式压力流系统宜取高限值；（2）工业厂房屋面雨水设计重现期应根据生产工艺、重要程度等因素确定，不宜小于10年。

1.6设计降雨历时的计算应符合下列规定： 1 雨水管渠的设计降雨历时应按下式计算：t =t 1+t 2 （1.6）式中：t1——汇水面汇水时间（min ），根据距离长短、汇水面坡度和铺盖确定，可采用5min ；m ——折减系数，取m=1； t2——管渠内雨水流行时间（min ）。

2 屋面雨水收集系统的设计降雨历时按屋面汇水时间计算，可取5min 。

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