屋顶排水设计
§7.2 屋顶排水设计
7.2.1 屋顶排水坡度
为了排水，屋面应有坡度，而坡度的大小又取决于屋面材料的防水性能。各种屋面的坡度与屋面材料、地理气候条件、屋顶结构形式、施工方法、构造组合方式、建筑造型要求以及 经济等方面的影响都有一定的关系。其中屋面覆盖材料的形体尺寸对屋面坡度形成的关系比较大。一般情况下，屋面覆盖材料的面积越小，厚度越厚，屋面排水坡度亦越大。反之，屋面覆盖材料的面积越大，厚度越薄，则屋面排水坡度就可以较为平坦一些。不同的屋面防水材料有各自的排水坡度范围，如图7-4所示。
1.屋面坡度的表示方法
(1)角度法。
角度法是指以倾斜屋面与水平面所成的夹角表示。如α=26°、30°等，在实际工程中不常用，如图7-5(a)所示。
图7-4 各种材料屋面常用坡度
图7-5 坡度表示方法 示意图
(2)斜率法。
斜率法是指以屋顶高度和剖面的水平投影长度的比来表示屋面的排水坡度。如H∶L=1∶2、1∶20、1∶50等，用于平屋顶及坡屋顶，如图7-5(b)所示。
(3) 百分比法。
百分比法是指以屋顶高度与其水平投影长度的百分比来表示排水坡度。如i=1%、2%、3%等，主要用于平屋顶，适合于较小的坡度，如图7-5(c)所示。
2.影响屋面排水坡度大小的因素
影响屋面排水坡度大小的主要因素有屋面防水材料的大小和当地降雨量两方面的因素。
(1)屋面防水材料与排水坡度的关系。
防水材料如果尺寸较小，接缝必然就较多，容易产生缝隙渗漏，因而屋面应有较大的排水坡度，以便将屋面积水迅速排除。如果屋面的防水材料覆盖面积大，接缝少而且严密，屋面的排水坡度就可以小一些。
(2)降雨量大小与坡度的关系。
降雨量大的地区，屋面渗漏的可能性较大，屋顶的排水坡度应适当加大，反之，屋顶排水坡度则宜小一些。我国南方地区年降雨量较大，北方地区年降雨量较小，因而在屋面的防水材料相同时，一般南方地区的屋面坡度比北方地区的屋面坡度大。
(3)其他因素的影响。
如屋面排水 路线的长短，上人或不上人，屋面蓄水等。
3.屋面排水坡度的形成
关于屋面排水坡度的形成应考虑以下因素: 建筑构造做法合理，满足房屋室内外空间的视觉要求，不过多增加屋面荷载，结构经济合理，施工方便等。
(1)材料找坡。
材料找坡亦称为填坡，屋顶结构层可以像楼板一样水平搁置，采用价廉、质轻的材料，如炉渣加 水泥或 石灰来垫置屋面排水坡度，上面再做 防水层，如图7-6(a)所示。必须设 保温层的地区，也可以用保温材料来形成坡度。材料找坡适用于跨度不大的平屋盖。
(2)结构找坡。
结构找坡亦称为撑坡，屋顶的结构层根据屋面排水坡度搁置成倾斜，再铺设防水层等，如图7-6(b)所示。这种做法不需另加找坡层，其荷载轻、施工简便，造价低，但不另设吊顶棚时，顶面稍有倾斜。房屋平面凹凸变化时应另加局部垫坡。结构找坡一般适用于屋面 进深较大的建筑物。
图7-6 屋面坡度的形成示意图
7.2.2 屋面排水方式
屋面排水方式可以分为无组织排水和有组织排水两大类。
1.屋面无组织排水
屋面无组织排水又称为自由落水，是指屋面雨水直接从檐口落至室外地面的一种排水方式，如图7-7所示。具有构造简单，造价低廉的优点。但屋面雨水自由落下会溅湿墙面，外墙墙脚常被飞溅的雨水侵蚀，影响到外墙的坚固耐久性，并可能影响人行道的交通。无组织排水方式主要适用于少雨地区或一般低层建筑物，不宜用于临街建筑物和高度较高的建筑物。
图7-7 坡屋面无组织排水示意图
2.屋面有组织排水
屋面有组织排水是指屋面雨水通过排水系统，有组织地排至室外地面或地下管沟的一种排水方式。具有不妨碍人行交通，不易溅湿墙面的优点，因而在建筑工程中应用非常广泛。但与屋面无组织排水相比较，其构造较复杂，造价相对较高。
屋面外排水:是指雨水管装设在室外的一种排水方案，其优点是雨水管不妨碍室内空间使用和美观，构造简单，因而被广泛采用。
常用屋面外排水方式主要有檐沟外排水、 女儿墙外排水、女儿墙檐沟外排水三种，如图7-8所示，另外还有暗管外排水，如图7-9所示。在一般情况下应尽量采用外排水方案，因为屋面有组织排水构造较复杂，极易造成渗漏。
图7-8 屋面有组织排水示意图
屋面内排水:是指水落管位于外墙内侧，如图7-9(e)所示。多跨房屋的中间跨为简化构造，以及考虑高层建筑的外立面美观和寒冷地区防止水落管冰冻堵塞等情况时，可以采用屋面内排水方式。
图7-9 屋面有组织内排水、外排水示意图
采用屋面有组织排水时，应使屋面流水线路短捷，檐沟或天沟流水通畅，雨水口的负荷适当且布置均匀。对排水系统有如下要求:
(1)层面流水线路不宜过长，因而层面宽度较小时可以做成单坡排水;若层面宽度较大，例如12m以上时宜采用双坡排水。
(2)水落口负荷按每个水落口排除150～200m2层面集水面积的雨水量计算。当屋面有高差时，若高处屋面的集水面积小于100m2，可以将高处屋面的雨水直接排在低屋面上，但出水口处应采取防护措施;若高处屋面的集水面积大于100m2，高屋面则应自成排水系统。
为了简化计算，常用水落口的间距来控制负荷。一般建筑物水落口间距宜为18～24m。
(3)檐沟或天沟应有纵向坡度使沟内雨水顺坡排出。纵坡一般为1%，用石灰、炉渣等轻质材料垫置起坡。
(4)檐沟净宽不小于200mm，分水线处最小深度大于120mm。
(5)水落管的管径有75mm、100mm、125mm等，常用100mm。
7.2.3 屋面排水组织设计
屋面排水组织设计的主要任务是将屋面划分成若干排水区，分别将雨水引向雨水管，做到排水线路短捷、雨水口负荷均匀、排水顺畅、避免屋面积水而引起渗漏。一般按下列步骤进行:
1.确定排水坡面的数目(分坡)
一般情况下，临街建筑物平屋顶屋面宽度小于12m时，可以采用单坡排水;其宽度大于12m时，宜采用双坡排水。坡屋顶应结合建筑造型要求选择单坡排水、双坡排水或四坡排水。
2.划分排水区
划分排水区的目的在于合理地布置水落管。排水区的面积是指屋面水平投影的面积，每一根水落管的屋面最大汇水面积不宜大于200m2。雨水口的间距在18～24m。
3.确定天沟所用材料和断面形式及尺寸
天沟即屋面上的排水沟，位于檐口部位时又称为檐沟。设置天沟的目的是汇集屋面雨水，并将屋面雨水有组织地迅速排除。天沟根据屋顶类型的不同有多种做法。如坡屋顶中可以用 钢筋混凝土、镀锌铁皮、石棉水泥等材料做成槽形天沟或三角形天沟。平屋顶的天沟一般用钢筋混凝土制作，当采用女儿墙外排水方案时，可以利用倾斜的屋面与垂直的墙面构成三角形天沟;当采用檐沟外排水方案时，通常用专用的槽形板做成矩形天沟，如图7-10、图7-11所示。
图7-10 平屋顶女儿墙外排水三角形天沟示意图
7.2.4 确定水落管规格及间距
水落管按材料的不同有铸铁、镀锌铁皮、 塑料、石棉水泥和陶土等，目前多采用铸铁管和塑料水落管，其直径有50mm、75mm、100mm、125mm、150mm、200mm等若干种规格，一般民用建筑物最常用的水落管直径为100mm，面积较小的露台或阳台可以采用直径为50mm或75mm的水落管。水落管的位置应在实墙面处，其间距一般在18m以内，最大间距不宜超过24m，因为间距过大，则沟底纵坡面越长，会使沟内的垫坡材料增厚，减少了天沟的容水量，造成雨水溢向屋面引起渗漏或从檐沟外侧涌出。
图7-11 平屋顶檐沟外排水矩形天沟示意图
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