屋面天沟排水能力计算器

屋面峰值径流公式

本计算器从流量需求出发，而不是从“5英寸天沟”等公称标签出发。设 A 为已划归待评估天沟、排水口系统的屋面有效汇水面积，i 为用户输入的设计暴雨强度。对于不透水屋面，规划径流系数取 1.0。

公制单位：

总设计流量 (L/s) = A (m²) × i (mm/h) ÷ 3,600

因为1 m²面积上1 mm深的降雨等于1 L水，所以该公式成立。美制常用单位：

总设计流量 (US gpm) = A (ft²) × i (in/h) × 0.0103896

两个公式描述同一物理流量，单位换算不应改变结果。

此处“有效汇水面积”的含义

从排向待评估系统的水平投影面积开始，而不是整个斜屋面的覆面面积。垂直降在固定水平投影范围内的雨水不会仅因屋面更陡而增加。如果适用规范要求坡度系数、垂直墙面附加量或其他特定方法的调整，请按该规范算出设计面积，再输入调整后的有效面积。不要重复应用同一项调整。

使用计算器之前，应先将复杂屋面划分为各自的汇水分区。天沟谷部、上层屋面向下层屋面排水、女儿墙、老虎窗、墙面或集中式泄水口都可能使水流分布不均。排水口数量多并不意味着可以平均分配总面积，除非适用方法和实际几何条件均支持这种分配。请输入划归特定天沟、排水口组的最大有效汇水面积，或分别计算各个系统。本工具不会推断汇水分区、排水口数量与间距、流向或天沟长度的影响。

使用正确的当地设计暴雨强度

年平均降雨量和普通一次降雨的总雨量不能用于确定屋面排水系统容量。所需数值是与降雨历时和重现期或年超越概率相对应的设计暴雨强度。不同管辖地区、建筑类型和溢流后果会采用不同标准。请输入主管部门、项目技术要求或合格设计人员规定的数值。

例如，SMACNA的屋面排水方法采用短历时设计降雨，并允许手动输入最新强度数据。其他标准会采用各自的降雨历时、重现期、容量表和溢流校核。本计算器特意不设置州、省、市或邮政编码预设，因为隐藏的默认值或宽泛区域平均值可能让看似精确的结果建立在错误的设计暴雨上。

请在项目记录中注明数据来源、降雨历时和重现期。计算器只校核输入值的算术关系，不能判断该数值是否为项目的控制值。

用同一需求流量分别校核两种额定能力

结果 Q 是输入有效汇水分区的总峰值需求流量。计算器不会因为有多个排水口而减小Q。如果多个排水口或天沟区段分别服务不同汇水分区，请在工具之外按适用方法确定各有效面积，再用划归面积分别评估每个系统。

屋面排水链条的能力取决于最薄弱环节。请将同一需求流量分别与准确的天沟额定能力和完整雨水斗、落水管系统的综合额定能力比较：

天沟余量 = 天沟额定能力 − 峰值需求流量

排水口系统余量 = 雨水斗、落水管综合额定能力 − 峰值需求流量

容量利用率 (%) = 需求流量 ÷ 额定能力 × 100

余量不小于0，表示输入的公布额定能力高于计算得到的规划负荷，但这不能证明符合规范或现场运行一定可靠。天沟可能通过校核而综合排水口系统不足；排水口综合能力也可能足够，但天沟断面无法输送所需流量。应将两项校核分开。

务必使用拟选准确系统的额定数据。容量会随天沟断面和尺寸、材质、坡度、长度、超高、排水口位置和几何形状、排水口数量、落水管尺寸、入口细节以及试验采用满流还是非满流条件而变化。排水口数值必须是服务输入汇水分区的完整布置经试验或声明的综合能力，不能在产品资料和适用方法没有允许时，把一根落水管的能力乘以假定的平均分配数量。由于天沟出口可能控制排放量，单凭落水管的公称截面积无法可靠确定系统能力。

如果没有可信的额定数据，请把计算得到的峰值流量视为与各系统比较的最低所需能力，而不是天沟公称宽度、落水管直径或排水口数量的建议。

计算示例

假设适用方法把100 m²有效面积划归待评估的天沟、排水口系统，当地设计暴雨强度为150 mm/h：

Q = 100 × 150 ÷ 3,600 = 4.167 L/s

如果准确选定的天沟配置公布能力为4.8 L/s，服务该面积的完整雨水斗、落水管布置公布综合能力为4.5 L/s：

• 天沟余量：4.8 − 4.167 = 0.633 L/s；
• 排水口系统余量：4.5 − 4.167 = 0.333 L/s；
• 天沟容量利用率：约 86.8%；
• 排水口系统综合容量利用率：约 92.6%。

这项比较可用于初步产品选择，但前提是100 m²确实为正确的有效汇水面积，而且公布额定值与实际断面、坡度和完整排水口布置相符。如果200 m²屋面有两个排水口，除非适用方法和真实排水几何条件确实把面积平均划为两个100 m²汇水分区，否则不能简单减半。本计算器不会执行该分配，也不校核当地超高、溢流或安装要求。

安装前必须了解的限制

• 在当地确认要求的降雨历时、重现期或年超越概率，以及任何强制采用的有效面积计算方法。本工具不提供降雨数据，也不解释建筑规范。
• 核实准确厂家产品经试验或声明的能力。天沟公称宽度、落水管直径和通用屋面面积经验值不能替代系统流量额定值。
• 预留安全的溢流路径。当主系统堵塞或降雨超过设计标准时，水不得被困在墙体、入口、地基或脆弱的屋面构造附近。
• 杂物、落叶网、冰雪、坡度不足、下垂、接缝、排水口滤网、弯头和维护不当都可能降低实际能力或使水流集中。
• 天沟谷部、女儿墙、垂直墙面、上层屋面排水以及不均等的排水口服务面积应分别处理。按适用方法确定最大的汇水或有效面积，绝不能仅因有多个排水口就假设屋面被平均分配。
• 确认落水管排向合法系统或远离建筑物的稳定地表路径。本计算器不确定地下排水管、渗井、蓄水池或防冲刷设施的尺寸。
• 对内天沟或箱形天沟、隐蔽排水、大型或异形屋面、重要建筑、严酷气候、不确定的溢流路径，或后果不止轻微室外溢流的项目，应进行针对现场的专业设计。

如需参考美国认可的金属板排水尺寸方法，可查看SMACNA落水管与天沟尺寸计算器。美国EPA湿气控制指南强调了屋面面积、坡度、降雨强度、当地要求和净能力。USDA NRCS屋面天沟和落水管设计表展示了断面、尺寸、坡度、超高及匹配落水管对能力的影响。FloPlast雨水系统指南等厂家资料则说明排水口位置与天沟坡度为何必须符合所用额定值的条件。