屋面雨水排水设计要点研究

屋面雨水排水设计要点研究

陈霞

中国建筑设计研究院有限公司 100044

摘要：近些年，随着经济的发展，我国房屋建筑不断增多，建筑面积不断扩大。由于屋面、建筑外立面经常会受到雨水等外界因素的影响，存在屋面排水不畅、建筑立面污染等使用问题。为保障建筑物的使用性能，做好屋面雨水排水设计是必要的。本文首先分析建筑屋面雨水排水系统技术分类，其次分析屋面雨水排水系统的选择，最后分析建筑屋面雨水排水系统设计的要点，以便为其他研究提供一些参考。

关键词：屋面；雨水排水系统；设计要点

引言：屋面雨水排水设计在建筑给排水设计中是不容忽视的。现代建筑外观造型丰富，形态丰富，这要求屋面雨水排水系统的设计要与时俱进，对其提出了更高的要求和挑战。屋面雨水如不能及时处理，造成的屋面积水，返水会对建筑结构产生不利影响，会对建筑正常使用造成麻烦，会对屋面寿命产生不利影响，会对建筑外立面产生污染等。在此背景下，加大屋面雨水排水系统的设计力度是必要的，可为人们的居住提供良好的生态环境。

一、建筑屋面雨水排水的方式

建筑屋面雨水排水的方式有三种，分别是内排水、外排水和混合排水系统。外排水系统各部分均设于室外，优点是少占室内空间、构造简单，方便维修，还能减少渗漏，在实际工程中常常被运用。屋面外排水系统排水有两种方式，一种是有组织排水，另一种是无组织排水的，也被称为自由落水。在有组织排水中，屋面檐沟先汇集雨水，汇集后的雨水会流入立管和雨水沟内，进而排至室内的明沟或散水沟内，最后排至市政排水管网。立管通常采用UPVC管、石棉水泥管、铸铁管、方形或圆形钢管。这些排水管一般是依附于建筑物外立面上，如果处理不当则会对建筑的外观形象造成影响。早期建筑受材料、技术等限制，屋面排水方式较为简单，中国传统建筑大多没有雨水檐槽，一般是通过屋面挑檐，直接将雨水排出，落入地沟内，这便是利用屋顶的坡度无组织排水。在建筑高度、规模不断提升的今天，有组织排水屋面被大量应用。内排水系统是屋面设雨水斗的排放系统，按照雨水排至室内的方法，可分为两种，一种是架空管排水系统，还有一种是埋地管排水系统。混合式排水系统可采用内外排水系统结合；压力、重力排水结合；暗管、明沟结合等系统，具有形式多样、使用灵活、容易满足排水和生产要求等优点。

二、屋面雨水排水系统的选择

（一）重力流雨水系统

从经济的角度来说，对于靠近外墙的雨水或者从高处流向低处的雨水，可进行重力流雨水系统的设计。

1.重力流雨水斗排水系统

这是屋面排水系统中较为常见的一种系统，该系统对雨水流态有一定的要求，同时，横管、竖管和雨水斗要做到水气混合的无压流[2]。为了达成这一目标，保障雨水管内的流态，可运用助溢流设施排放处理超重限期的雨水。

2.雨水系统末端排出管

在一些屋面雨水排水系统设计中，雨水排放经常会用到两种方式，一是将雨水直接排到室外，二是将雨水输送至其他区域。第一种方式的优点在于操作简单，可通过绿地下渗的方式减轻区域内雨水管道的负荷，还可在一定程度上回补地下水。需注意的是，为了避免雨水对地面造成冲刷，应在排出口部位安装防冲刷设备或防冲刷措施。第二种方法是通过地下管道的方式将雨水输送到其他区域，为了保障雨水的排出效果，创设良好的水利环境，应在室外设置雨水检查井。

（二）虹吸式雨水排水系统设计

这一系统中的管道是非满管流，排水管道中的排水类型属于气水两相流类型，排水能力是由排水管道中的气水比所决定的。在初期降雨时，雨水流量较小，当进入雨水系统的管道内时，此时系统是处于重力流状态下的。当雨量不断增加时，运用虹吸式雨水斗能进行气水分离处理，提升雨水排放的效果。在运用这一系统时，为节省建筑物空间，可不在悬吊管内设置坡度。另外，该系统的流量较大，需设置溢流装置，在施工中要选择抗压性能强的管道。虹吸式屋面雨水系统包含多种系统，如溢流设置、排出管、连接管、吸虹式雨水斗等。在大型厂房屋面雨水系统中，由于屋面面积较大，应根据实际屋面情况，设置多组独立的雨水排除系统满足屋面雨水排水的实际需求。

（三）重力式与虹吸式雨水排水系统的比较

二者相比较来说，重力式排水系统的排水能力相对较弱，需要安装较多的雨水立管达到正常的排水效果，如此会增加排水系统的设计成本，建筑物的整体美观也会受到影响。同时，重力式排水系统的排出管需要埋地，在实际建设中，需与当地的土建单位协商。

虹吸式雨水排水系统能够在一个立管上连接多个雨水斗，排水能力相对较强，同时该排水系统不需控制悬吊管的坡度，排水系统的设计过程会更加简化，设计效率也可有效提升，可将此排水系统应用到相对复杂的建筑物屋面设计中。由于该排水系统不必应用太多的立管，也不用过多设置检查井，如此能有效提升排水系统的建设效率，这种排水系统也能精确计算出水力。

三、建筑屋面雨水排水系统设计的要点

在设计屋面雨水排水系统时，要考虑多方面的因素，如房屋建筑物的结构、雨水排水的影响条件，进行合理的流态设计，确定雨水排水系统的精确度。在计算水流量和排水管道内的压力时，要运用水力计算法，让其设计满足建筑屋面雨水排放的要求。具体要注意以下几项内容：

（一）屋面雨水排水立管个数及管径的确定

屋面雨水排水立管个数及管径应根据建筑物所在地区的降雨强度及重现期年限确定单位面积降水量，再根据汇水面积计算出排水总量。雨水管的数量要根据选用的排水系统（重力式还是虹吸式）确定雨水斗的规格数量，然后经过水量计算，确定雨水管的尺寸及数量。经验数值φ100的雨水管负担150~200㎡的汇水面积，φ150的雨水管负担200-250㎡汇水面积，水落管间距12—18米，不超过24m为宜。

（二）屋面排水找坡的方式

单坡式的屋面通常只有一个斜面坡向雨水口，倾斜截面的排水坡通常是方形或矩形的，在找坡时，可在进口处设最低点和最高对角线点，两点之间画一直线，计算两点之间的高差，用比例法计算其他两点的高度。

双坡式的斜面通常会有两个或多个入口，为了避免出现排水不良的情况，可根据汇水面积大小，设置两个或两个以上的雨水口，要注重集水面积，雨水入口的负荷应均匀，方便排水。

（三）屋面排水应注重的因素

第一，坡度。屋面排水要有一定的坡度，以便水能够自然流向排水口，避免堆积在屋面上。根据不同的屋面结构和建筑类型，坡度的要求也要有所不同。第二，排水口位置。排水口位置应该位于屋面最低点，保证水能顺利流出。同时，在屋面较大的情况下，要设置多个排水口，避免出现排水不畅的问题。第三，由于屋面溢流口会对建筑外观产生影响，溢流雨水也会影响周边区域，容易产生安全隐患，因此一些建设单位不愿设置溢流口。但需要看到的是，屋面溢流口作为超标雨水的排放途径，可以避免雨水系统形成压力流，也可以避免由于天沟积水过高而对屋面结构产生安全威胁。因此建议在设计时，应向建设单位和建筑专业强调设置屋面溢流口的重要性和必要性，合理设置溢流口。

（四）重现期排水设计

雨水排水系统在设计时，要考虑到排水系统的排放能力与最大承接能力，如果实际应用中出现了超负荷的情况，为了防止屋面雨水渗漏，可在屋面排水系统中预留一个空间，让重现期的雨水排放功能得以充分发挥。

（五）做好溢流口设置高度的计算

雨水排水系统的溢流口高度设置是设计中的难点，通常情况下，在设计时要考虑三个因素，一是结构荷载，二是屋面坡度，三是管中流态。对于上人的屋面结构设计，屋面允许的积水厚度不应超过200mm，对于不上人的屋面，积水厚度不应超过50mm；在屋面坡度方面，可按雨水管布置的位置进行汇水面积划分，坡度为2%左右；在管中流态方面，屋面溢流口的设置高度不大于100mm。

结语：在建筑给排水设计中，虽然雨水系统的设计只是其中的一部分，但设计的效果会对屋面的使用功能、使用寿命产生直接的影响，建筑单位要在此方面加强重视，能清晰了解建筑屋面雨水排水系统的技术分类，根据建筑实际情况设计合理的雨水排水系统，提升雨水排放的效率。

参考文献：

[1]莫涛涛.大型厂房屋面雨水排水系统设计[J].智能城市,2021,7(07):47-48.

[2]肖林刚,宋兵伟,曹新伟,穆晓路,孙小丽,史慧锋.连栋温室屋面虹吸式雨水排水系统设计[J].灌溉排水学报,2020,39(S1):84-87.

[3]章驰.试论低碳建筑屋面雨水排水系统设计[J].建材与装饰,2019(16):103-104.