4 屋面集水沟设计

发布于：2023-02-07 10:36:07 来自：给排水工程/建筑给排水 [复制转发]

4.1 集水沟设置

4.1.1 当坡度大于5％的建筑屋面采用雨水斗排水时，应设集水沟收集雨水。
4.1.2 下列情况宜设置集水沟收集雨水：
    1 当需要屋面雨水径流长度和径流时间较短时；
    2 当需要减少屋面的坡向距离时；
    3 当需要降低屋面积水深度时；
    4 当需要在坡屋面雨水流向的中途截留雨水时。
4.1.3 集水沟设计应符合下列规定：
    1 多跨厂房宜采用集水沟内排水或集水沟两端外排水。当集水沟较长时，宜采用两端外排水及中间内排水；
    2 当瓦屋面有组织排水时，集水沟宜采用成品檐沟；
    3 集水沟不应跨越伸缩缝、沉降缝、变形缝和防火墙。
4.1.4 天沟、边沟的结构应根据建筑、结构设计要求确定，可采用钢筋混凝土、金属结构。
4.1.5 雨水斗与天沟、边沟连接处应采取防水措施，并应符合下列规定：
    1 当天沟、边沟为混凝土构造时，雨水斗应设置与防水卷材或涂料衔接的止水配件，雨水斗空气挡罩、底盘与结构层之间应采取防水措施；
    2 当天沟、边沟为金属材质构造，且雨水斗底座与集水沟材质相同时，可采用焊接连接或密封圈连接方式；当雨水斗底座与集水沟材质不同时，可采用密封圈连接，不应采用焊接；
    3 密封圈应采用三元乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶等密封材料，不宜采用天然橡胶。
4.1.6 金属沟与屋面板连接处应采取可靠的防水措施。

4.2 集水沟计算

4.2.1 集水沟的过水断面积应根据汇水面积的设计流量按下式计算：

式中：ω——集水沟过水断面积(m²)；
Q——雨水设计流量(m³/s)；
υ——集水沟水流速度(m/s)。
4.2.2 集水沟的设计水深应根据屋面的汇水面积、沟的坡度及宽度、雨水斗的斗前水深确定。排水系统的集水沟分水线处最小深度不应小于100mm。
4.2.3 集水沟的沟宽和有效水深宜按水力最优矩形截面确定。沟的有效深度不应小于设计水深加保护高度；压力流排水系统的集水沟有效深度不宜小于250mm。
4.2.4 集水沟的最小保护高度应符合表4.2.4中的规定。

表4.2.4 集水沟的最小保护高度

4.2.5 集水沟净宽不宜小于300mm，纵向坡度不宜小于0.003；金属屋面的金属集水沟可无坡度。
4.2.6 集水沟宽度应符合雨水斗安装要求，压力流排水系统应保证雨水斗空气挡罩最外端距离沟壁距离不小于100mm，可在雨水斗处局部加宽集水沟；混凝土屋面集水沟沟底落差不应大于200mm，金属屋面集水沟可不大于100mm。
4.2.7 集水沟内水流速度应按下式计算：

式中：n——集水沟的粗糙系数，各种材料的n值可按表4.2.7的规定确定；
R——水力半径(m)；
I——集水沟坡度。

表4.2.7 各种材料的n值

4.2.8 严寒地区不宜采用平坡集水沟。
4.2.9 水平短沟设计排水流量可按下式计算：

式中：q_dg——水平短沟的设计排水流量(L/s)；
      k_dg——折减系数，取0.9；
      k_df——断面系数，各种沟形的断面系数应符合表4.2.9的规定；
      A_z——沟的有效断面面积，在屋面天沟或边沟中有固定障碍物时，有效断面面积应按沟的断面面积减去固定障碍物断面面积进行计算(mm²)；
      S_x——深度系数，应根据本规程附录B的规定取值，半圆形或相似形状的短檐沟S_x＝1.0；
      X_x——形状系数，应根据本规程附录B的规定取值，半圆形或相似形状的短檐沟X_x＝1.0。

表4.2.9 各种沟形的断面系数

4.2.10 水平长沟的设计排水流量可按下式计算：

q_cg＝q_dgL_x (4.2.10)

式中：q_cg——水平长沟的设计排水流量(L/s)；
L_x——长沟容量系数，平底或有坡度坡向出水口的长沟容量系数可按表4.2.10的规定确定。

表4.2.10 平底或有坡度坡向出水口的长沟容量系数

注：L₀为排水长度(mm)；h_d为设计水深(mm)

4.2.11 当集水沟有大于10°的转角时，计算的排水能力折减系数应取0.85。
4.2.12 当集水沟的坡度小于等于0.003时，可按平沟设计。

4.3 溢流口计算

4.3.1 溢流口的最大溢流设计流量可按下列公式计算：

式中：Q_q——溢流口服务面积内的最大溢流水量(L/s)；
      b——溢流口宽度(m)；
      h——溢流口高度(m)；
      g——重力加速度(m/s²)，取9.81；
      h_max——屋面最大设计积水高度(m)；
      h_b——溢流口底部至屋面或雨水斗(平屋面时)的高差(m)。
4.3.2 溢流口的宽度可按下式计算：