《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS183：2015

随笔

【链接】  1 总则
1.0.4 虹吸式屋面雨水系统应按设计文件施工，变更设计应经原设计单位同意。
  
  2 术语和符号
2.1.13 过渡段： 水流流态由虹吸满管压力流向重力流过渡的管段，过渡段出口压力应与当地大气压一致。过渡段为虹吸式屋面雨水系统水力计算的终点。在过渡段通常将系统的管径放大。

  3 系统设计
3.1 一般规定
3.1.2 虹吸式屋面雨水系统采用的设计重现期应根据建筑物的重要程度、汇水区域性质、气象特征等因素确定。对一般性建筑物屋面，其设计重现期宜采用3年～5年，对重要的公共建筑物屋面和不允许发生渗漏的工业厂房、仓库等场所的屋面，其设计重现期应根据建筑的重要性和溢流造成的危害程度确定，宜采用10年。
    注：大型屋面的设计重现期宜取上限值。

3.1.3 虹吸式屋面雨水系统加溢流口或溢流管道系统的总排水能力，不应小于设计重现期为50年、降雨历时5min时的设计雨水流量(屋面径流系数应取1.0)。

3.1.4 不同高度天沟或不同汇水区域的雨水宜采用独立的虹吸式屋面雨水系统排除。塔楼与裙房等不同高度的屋面汇集的雨水，应采用独立的系统单独排出。

3.1.5 当绿化屋面与非绿化屋面不共用天沟时，应分别设置独立的虹吸式屋面雨水系统。

3.1.6 汇水面积大于2500m2的大型屋面，宜设置不少于2套独立的虹吸式屋面雨水系统。

3.2 天沟设计
3.2.2 天沟的过水断面应根据汇水面积的设计流量计算确定，雨水斗设置点的天沟宽度应保证雨水斗周边均匀进水，并应保证雨水斗外边缘距天沟内壁间距不应小于100mm。

3.2.3 天沟设计水深应根据汇水面积的设计流量、天沟坡度和虹吸雨水斗的斗前水深确定，天沟坡度不宜小于0.003。金属屋面的金属天沟可无坡度。

3.2.6 天沟的有效蓄水容积不宜小于汇水面积雨水设计流量60s，且不宜小于虹吸启动时间的降雨量。当屋面坡度大于2.5％且天沟满水会溢入室内时，经计算若虹吸启动时间大于60s时，天沟的有效蓄水容积不宜小于汇水面积雨水设计流量2min，且不应小于虹吸启动时间的降雨量。

3.3 虹吸雨水斗及设置
3.3.9 每个汇水区域设置的虹吸雨水斗数量应根据雨水斗的最大设计流量计算确定，每个汇水区域的雨水斗数量不宜少于2个。2个雨水斗之间的间距不宜超过20m。设置在裙房屋面上的虹吸雨水斗距裙房与塔楼交界处的距离不应小于1m，且不应大于10m。

3.3.10 虹吸雨水斗应设连接管和悬吊管与立管连接、多个雨水斗宜对雨水立管做对称布置等措施均是为了减少虹吸形成的时间。

3.4 管道布置
3.4.8 连接管应垂直或水平设置，不宜倾斜设置。

3.4.9 连接管的垂直管段直径不宜大于雨水斗出水短管的管径。

3.4.10 立管管径应经计算确定，可小于上游悬吊管管径。除过渡段外，立管下游管径不应大于上游管径。

3.4.11 系统立管应垂直安装。当受条件限制需倾斜安装时，其设计参数应通过试验验证。

3.4.12 悬吊管与立管、立管与排出管的连接宜采用2个45°弯头或45°顺水三通，不应使用弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。当悬吊管与立管的连接需要变径时，变径接头应设在2个45°弯头或45°顺水三通的下游(沿水流方向)。

3.5 消能措施
3.5.1 与排出管连接的雨水检查井应能承受水流的冲力，应采用钢筋混凝土检查井或消能井。

3.5.2 立管至检查井之间应设过渡管段，并应符合下列要求：
    1 过渡段宜设置在排出管上。当过渡段设在立管上时，高出地面的高度不宜大于1.0m；
    2 过渡段的长度不应小于3.0m；
    3 过渡段长度小于3.0m时，应设带排气功能的消能井。

3.5.3 每个雨水检查井宜接一根排出管，接排出管的检查井井盖宜开通气小孔或采用格栅井盖，通气孔的面积不宜小于检查井井筒截面积的30％。当同一检查井接多根排出管时，宜设带排气功能的消能井。

3.5.4 在下列情况之一，消能井、排气装置的大小及消能井的强度，宜采用计算机模拟计算(CFD)确定：
    1 同一消能井接3根以上排出管时；
    2 排出管流速大于3.0m／s；
    3 雨水立管高度大于150m时。

3.6 溢 流
3.6.1 虹吸式屋面雨水系统应设溢流排水。溢流排水不应危及行人和地面设施。

3.6.2 溢流排水宜采用溢流口形式。当建筑不允许设溢流口排水时，也可采用溢流管道系统。

3.6.3 溢流口应设置在溢流时雨水能通畅流达的位置。

3.6.4 溢流口的设置高度应根据建筑屋面(或天沟)允许的最高溢流水位等因素确定。最高溢流水位应低于建筑屋面(或天沟)允许的最大积水水深。

3.6.5 长天沟除应在天沟两端设溢流口外，宜在天沟中间设溢流管道系统。

3.6.6 溢流管道系统可采用虹吸式屋面雨水系统或半有压屋面雨水系统。溢流管道系统的设置应确保仅当降雨强度大于虹吸式屋面雨水系统的设计重现期雨量时，雨水从溢流管道系统管道排水。溢流管道系统应独立设置，不得与其他系统合用。

3.6.7 溢流排水系统的雨水斗宜沿天沟(屋面)均匀布置。溢流排水系统的雨水斗与虹吸式屋面雨水系统的雨水斗间距不宜小于1.5m。

3.6.8 当采用溢流管道系统溢流时，溢流水应排至室外地面，溢流管道系统不应直接排入室外雨水管网。

3.6.9 溢流口的设计流量应根据溢流口形式计算确定，并符合下列规定：
    1 当溢流口采用宽顶堰时，其设计流量可按下列公式计算：

    式中：Qq——溢流口服务面积内的设计溢流流量(L／s)；
          b——溢流口宽度(m)；
          N——取1420～1680；
          △h——堰上水头(m)；
          △hmax——屋面最大设计积水高度(m)；
          △hb——溢流口底部与屋面或雨水斗(平屋面时)的高差(m)。
    2 当溢流口采用薄壁堰时，其设计流量可按下列公式计算：

式中：K——堰流量系数。

3.7 水力计算
3.7.1 虹吸式屋面雨水系统的水力计算，应包括对系统中每一管路的水力工况作精确计算。计算结果应包括设计暴雨强度、汇水面积、设计雨水流量、每一计算管段的管径、计算长度、流量、流速、压力等。系统规划阶段，也可按附录C估算。

3.7.2 虹吸式屋面雨水系统的计算参数应与所采用的系统组件相一致。

3.7.3 用于虹吸式屋面雨水系统水力计算的计算软件应经过权威部门的鉴定。

3.7.4 虹吸式屋面雨水系统中，虹吸雨水斗的设计排水能力和斗前水深应按附录A中A.1的测试方法测试确定。雨水斗的最大设计流量不应大于按附录A.1测得的最大实测流量。虹吸雨水斗最大斗前水深应通过计算排水量和排水管管径进行控制，其最大斗前水深不应大于附录A中A.1的测定值。

3.7.5 过渡段的设置位置应通过计算确定，过渡段出口压力不宜大于50kPa。过渡段下游管道应按重力流雨水系统设计，并符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的规定。

3.7.6 虹吸式屋面雨水系统中，雨水斗至过渡段的总水头损失(包括沿程水头损失与局部水头损失)与过渡段流速水头之和不得大于雨水斗顶面至过渡段上游的几何高差。

3.7.7 悬吊管管中心与雨水斗斗面的高差不宜小于0.80m，当小于0.80m时，应按下列公式进行校核：

    式中：QA——在系统中形成虹吸的最小流量(L／s)；
          QA,min——连接管虹吸启动流量，按附录A中A.3测得。当悬吊管上接多个虹吸雨水斗时，为悬吊管上所有虹吸雨水斗连接管启动流量的总和(L／s)；
          Qr——设计雨水排水流量(L／s)；
          △hx——雨水斗斗面至悬吊管管中心的几何高差(m)；
          △hver——雨水斗斗面至排出管过渡段管中心的几何高差(m)。

3.7.8 当立管管径不大于DN75时，雨水斗斗面至过渡段的高差宜大于3m；当立管管径不小于DN90时，雨水斗斗面至过渡段的高差宜大于5m。

3.7.9 连接管的设计流速不应小于1.0m／s，悬吊管设计流速不宜小于1.0m／s；立管设计流速不宜小于2.2m／s，且不宜大于10m／s。

3.7.10 过渡段下游的流速不宜大于1.8m／s，当流速大于1.8m／s时应采取消能措施。

3.7.11 当采用多斗系统时，各雨水斗至过渡段上游的水头损失允许误差应小于雨水斗斗面至过渡段上游几何高差的10％，且不大于10kPa。各节点水头损失误差也不应大于10kPa。水头损失允许误差应按下式计算：

    式中：△P——水头损失允许误差(kPa)，△P≥0；
          △hver——雨水斗斗面至排出管过渡段管中心的几何高差(m)；
          ρ——4℃时水的密度；
          g——重力加速度，9.81m／s2；
          ∑9.81(l·R＋Z)——雨水斗至计算点的总水头损失(kPa)；其中lR为沿程水头损失，Z为局部水头损失；
          l——管道长度(m)；
          R——水力坡降；
          Z——管道的局部水头损失(m)。

3.7.12 管路内的压强应按下式计算：



    式中：Px——系统内任意管段截面的压强(kPa)；
          △hl——雨水斗斗面至系统内任意管段截面的几何高差(m)；
          vx——计算点的流速(m／s)。

3.7.13 管道的水力坡降应按下式计算：

    式中：R——水力坡降；
          λ——摩阻系数，按公式(3.7.13-2)计算；
          dj——管道的计算直径(m)；
          v——流速(m／s)；
          Re——雷诺数；
          Kn——绝对当量粗糙度，由材料供应商提供或经试验测得。

3.7.14 管道的局部水头损失应根据管道的连接方式，按公式(3.7.14)计算。雨水斗及配件的局部阻力系数取值应通过产品实测确定。

    式中：Z——管道的局部水头损失(m)；
          ξ——管道的局部阻力系数。

3.7.15 系统内的最低负压计算值应根据管道内流速、系统安装场所的气象资料(表3.7.15-1、表3.7.15-2)、管道材质、管道和管件的最大、最小工作压力等确定，并满足下列要求：
    1 当管中流速小于或等于6m／s时，系统内的最低负压计算值不应低于(15—Pa)kPa，但不得低于—80kPa；
    2 当管中流速小于或等于6m／s且管道抗气蚀能力较差时，系统内的最低负压计算值不应低于(25—Pa)kPa；
3 当管中流速大于6m／s时，系统内的最低负压计算值不应低于(0.3v2＋Pvp—Pa)kPa，但不得低于—80kPa。

表3.7.15-1 不同海拔高度下的大气压力
海拔高度（m）        0        500        1000        1500        2000        3000
大气压Pa（kPa）        100.7        94.9        90.0        84.1        82.2        71.4

表3.7.15-2 不同水温的汽化压力
水温（℃）        0        5        10        15        20        25        30
汽化压力Pvp（kPa）        0.6        0.9        1.2        1.8        2.3        3.2        4.2

3.7.16 系统校核计算应按系统内所有虹吸雨水斗以校核流量运行的工况，复核计算系统的最低负压。系统最低负压值不得低于—90kPa，且不低于管材及管件的允许最低负压值。虹吸式屋面雨水系统的校核流量应按系统在超设计重现期发生溢流时可能出现的最大斗前水深，根据附录A中A.2测得的虹吸式屋面雨水系统校核流量-斗前水深曲线确定。

3.7.17 当虹吸式屋面雨水系统设置场所有可能发生虹吸雨水斗堵塞时，应按任一个虹吸雨水斗失效，失效虹吸雨水斗的设计流量均分给该系统的其他雨水斗的运行工况，复核计算系统的最低负压和天沟(或屋面)积水深度。

3.7.18 虹吸式屋面雨水系统的悬吊管应具有自净能力。应按1年重现期5min降雨历时的设计流量，校核管道的对应设计流速不小于自净流速。

   4  管材、管件和固定件
4.1 一般规定
4.1.1 虹吸式屋面雨水系统的管道应采用高密度聚乙烯(HDPE)管、不锈钢管、涂塑钢管、镀锌钢管、铸铁管等材料。用于同一系统的管材(含与雨水斗相连的连接管)与管件，宜采用相同的材质。

6 验 收
6.3.1 系统密封性能验收应堵住所有雨水斗，向屋顶或天沟灌水；水位应淹没雨水斗，持续1h后，雨水斗周围屋面应无渗漏现象。

6.3.2 安装在室内的雨水管道，应根据管材和建筑高度进行灌水试验，灌水高度必须达到每根立管上部雨水斗口；当立管高度大于250m时，应对下部250m高度管段进行灌水试验，其余部分应进行通水试验。灌水试验持续1h后，管道及其所有连接处应无渗水现象。