淺析屋面雨水排水系統設計相關問題與排水技術

■陳明瓊，殷青龍

■1.九江石化設計工程有限公司南昌分公司，江西 南昌 330000;2.南昌市建筑設計研究院有限公司，江西 南昌 330000

1 屋面雨水排水系統的含義

屋面雨水排水系統是對屋面上的雨水、雪等通過排水系統及時進行輸送，讓它們流至地面或地下排水管道，這樣做可以避免在屋面造成大量積水現象，從而毀壞建筑屋面建筑結構和嚴重影響人們的生活水平。屋面的雨水排水系統跟我國的氣候息息相關。我國是一個地域遼闊的國家，氣候變化明顯，降雨量從北向南逐漸增多。特別是長江淮河以南地區降水量每月達到800 毫米以上?？梢娪晁恐渑?。所以，屋面排水系統的合理設計是非常必要的。

2 屋面雨水排水系統技術的分類

2.1 以管道的設置位置不同分類

屋面雨水排水系統根據管道的設置位置不同可以分為兩類，一類是外排水系統，另一類是內排水系統。對于外排水系統，又可分為天溝外排水、檐溝外排水和無溝外排水。外排水系統中的天溝外排水系統的組成部分是排水的立管、天溝以及雨水斗，它主要指的是雨水落到屋面，會依靠屋面的傾斜性聚集到天溝，然后流入雨水斗，最后通過排水立管排出。檐溝外排水的主要組成部分指的是:水落管和檐溝。它是當雨水降落到屋面流至檐溝，再通過水落管排出。而對于無溝外排水的形式就十分簡單。雨水根據受到重力，并結合屋面的傾斜沿外墻體流出至地面或地下溝槽。內排水系統的管道設置與外排水系統有所區別。外排水系統的排水形式依靠墻體外的管道;而內排水系統恰恰相反，它的排水管道是建立在建筑物內部，依靠在屋面建設雨水斗，再通過建筑內的管道來實現排水的。它主要適用于屋面坡體度大或不易在建筑外外面設置排水管道的建筑。

2.2 以管道內的雨水的流態不同分類

這主要分為重力無壓流、重力半有壓流和壓力流三種:(1)重力無壓流式:它用的雨水斗形式是自然堰流式雨水斗，特色是無壓流。雨水在雨水管中的流態為附壁膜流。這樣的雨水排水系統所用到的管道材料比較多，屋面的溢流頻率比較高，使得管道的承壓能力相對較小。(2)重力半有壓流式:該排水系統主要用的是65 型雨水斗和87 型雨水斗，它主要依靠雨水的重力來進行管道排水。當雨水進入管道中，管道中會因水流攜帶空氣進入管道，從而在水流中形成漩渦。同時，屋面水流進入管道的增多會使斗內形成負壓，從而順利排水。它的特點是氣流與水流相互混合，形成負壓。(3)壓力流雨水系統是目前新興發展的雨水排水系統，它又稱虹吸式排水系統。排水系統的管內充滿了滿滿的壓力流。它主要用的是專用的雨水斗來實現水流與氣流的相分離來實現的。

2.3 以在埋地橫管是否存在自由水面分類

這樣的排水系統劃分為敞開式排水系統和密閉式排水系統:(1)敞開式排水系統的主要原理是利用雨水的重力作來從排出管流至檢查井。而這里的檢查井的管道一般為埋地敷設。這樣的系統的利弊是一分為二的:利的是可以容納生產用的廢水但弊的是一旦遇到大暴雨或者檢查井的設置不合理會造成室內地面的大量積水，影響生產與工作的進行。(2)對于密閉式排水系統，它主要依靠在室內設立密閉埋地管，使排水系統處于一個密閉的空間，不易對外界造成影響(例如不會出現冒水現象)，但它卻只能進行雨水排泄，不能容納生產用的廢水。這樣的排水系統兼容的功能不大，要想有其他功能，還得高價修建別的排水管道系統，不實際也不符合可持續發展的理念。

2.4 以單根立管所連接的雨水斗數量分類

依據雨水斗數量的多少可分為單斗系統和多斗系統。單斗的雨水排水系統顧名思義是只連接了一個雨水斗。而多斗系統連接的的是多個雨水斗。但，需注意的是雨水斗并不是越多越好，相反單斗的雨水排水系統的雨水排水量比同一環境下的多斗系統好。因為相關數據表明，多斗的排水量只有單斗的80%左右。

3 屋面雨水排水系統的設計

3.1 屋面雨水排水系統的設計——壓力流(虹吸式)雨水系統

壓力流雨水系統在近幾年被廣泛地運用于屋面的雨水排放系統中，是目前新興、具有潮流的排水系統。壓力流雨水系統的主要組成部分有:防漩式雨水斗(控制雨水的流量和調整雨水的流態)、懸吊管(與連接管和雨水立管連接)、立管(接納雨水斗或懸吊管的雨水)、出水管(將水排到地下水管)。它的工作過原理是在開始降雨的時段，屋面上的雨水還相對比較少的時候，它的工作原理是與重力排水系統一樣。但是，隨著雨水量的大幅度增加，加上采用的雨水斗是防漩渦雨水斗。這樣，雨水在進入雨水斗的時候大大減少了夾帶的空氣，減少漩渦，使排水系統充滿滿流狀態。而虹吸主要是依靠勢能形成的，根據雨水的勢能，雨水在通過雨水懸吊管進入立管時產生虹吸，使管內形成最大的負壓，從而實現以相對比較高的流速流出管道。

壓力流雨水排水系統有著自己獨特的特點:它的管徑比較小;在進行懸吊管的安裝時不需要坡度，因此，它所使用的空間比較少;排水系統擁有良好的自清潔能力(因為管內的流速比較高)。但是由于它的這些優良特點，它所要求的材料也比較高，費用也相應升高，使得整體的雨水排水系統的造價比重力式的雨水排水系統高。

3.2 屋面雨水排水系統設計時需要注意的問題

在虹吸式雨水排水系統中要注意設計降雨強度的計算、設計重現期、設計流態，精確精度。降雨強度的計算中不能采用滯后的公式，因為會使得到的數據不可靠。重現期的設定是為了預留空間。流態的設計是因為影響雨水排水系統的因素很多，對于屋面結構復雜的可以采用虹吸式，甚至根據環境與建筑結構，可以將重力式排水系統與虹吸式排水系統相結合。精確精度是為了平衡管道內的壓力和水流量。這需要進行水力計算，盡可能使數據精確，避免工程上的浪費和符合雨水排水系統的要求。

針對所有的排水系統而言，要時刻注意屋面雨水排水系統設計時所出現的問題，并對這些問題引起高度關注。這些問題分為以下幾方面:(1)管道材料的選擇方面:要考慮空氣對管道的腐蝕性。因為在雨水的沖刷下，管道壁被腐蝕。主要來講，當管道處于不工作狀態時，管道壁因雨水變得潮濕，緊接著與進入管道的空氣親密接觸而形成腐蝕。排水系統管道的腐蝕會大大減少它的使用壽命，從而造成檢修上的頻繁。因此，在管道材料選擇上要慎重，要選擇不易被腐蝕的材料，增加整個排水系統的使用壽命。(2)雨水排水系統的結構設計方面:要根據建筑結構和屋面特色設計合適的雨水排水系統。在設計上，不僅要考慮排水系統帶來的雨水排水能力的強弱，還要考慮日后管道等維修時的方便。雨水排水系統中要注意增設立管檢查口和三通加盲堵等，這樣的舉措能使簡化日后管道堵塞的檢修程序，還能美觀排水系統。(3)雨水防溢方面:需要注意的是在同一個立管上連接的雨水斗的高度。當它連接的多個雨水斗高度不同時，應考慮最低的雨水斗的高度不能小于最高雨水斗的2/3。在陽臺雨水排水立管的設置上要對它進行單獨設立，不能讓屋面的雨水斗來承接雨水，從而進行排放。(4)重現期排水方面:在設計雨水排水系統時一般會考慮所能承接的雨水排放能力，對環境中的雨水量有一個最大估計值。因此，在設計中要考慮雨水排水系統出現超負荷的情況，為雨水排放預留一個空間——重現期雨水排放。

4 結束語

屋面雨水排水系統是建筑排水系統中的重要組成部分，影響著建筑的品質。在設計屋面雨水排水系統時，要充分考慮建筑的整體結構，合理科學布局，為建筑打造適合它本身的屋面雨水排水系統。在建設雨水排水系統過程中，設計人員要遵從安全、實際的原則，合理選用排水管道材料，綜合各方面的因素來設計適合、優良的排水系統方案，使它的排水能力能夠符合建筑規范。

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［3］王敦森，朱悅峰.淺析建筑屋面防水技術［J］.中小企業管理與科技，2011，37(10):111-113.