摘要：隨著人民生活水平的提高，生態(tài)建筑與節(jié)能建筑已成為未來建筑發(fā)展的一種趨勢，無論普通住宅還是高檔公寓、大型寫字樓，其建筑高度越來越高，這就對建筑給排水設(shè)計(jì)與施工提出了更高的要求。本文通過中瀚財(cái)富廣場工程實(shí)例，對屋面雨水排水的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，可為設(shè)計(jì)與施工單位提供參考依據(jù)。
　　關(guān)鍵詞：高層建筑；屋面雨水；排水設(shè)計(jì)；重力流；壓力流
　　前言：
　　目前已建成或在建的高層建筑屋面雨水排水多采用重力流內(nèi)排水方式，雨水管道材質(zhì)及連接方式有焊接鋼管或無縫鋼管焊接、熱鍍鋅鋼管螺紋或溝槽連接、給水鑄鐵管水泥捻口或膠圈撞口、高壓稀土柔性排水鑄鐵管A型法蘭接口或柔性排水鑄鐵管W型接口、給水型及排水型UPVC管承插連接或粘結(jié)等多種形式。其中有些雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，選材得當(dāng)，運(yùn)行良好，而有些雨水排水系統(tǒng)卻因系統(tǒng)選擇、管道布置及管材選用考慮不周，在驗(yàn)收及使用過程中出現(xiàn)問題的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。
　　1工程概況
　　中瀚財(cái)富廣場工程為一類高層建筑，建筑面積為73372.5㎡，地下1層、地上分A、B、C三區(qū),A區(qū)共22層，B區(qū)共14層，C區(qū)共17層,建筑高度99.80M。
　　2高層屋面雨水排水設(shè)計(jì)
　　設(shè)計(jì)中瀚財(cái)富廣場屋面雨水排水系統(tǒng)時(shí)，充分了解屋面雨水排水各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流態(tài)，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)布局，參照長沙降雨量強(qiáng)度合理確定設(shè)計(jì)雨水流量，并結(jié)合各種屋面排水系統(tǒng)的特點(diǎn)，考慮其安全性和經(jīng)濟(jì)性，選擇適當(dāng)?shù)挠晁�排水及管材，確保了屋面雨水排水系統(tǒng)的排放能力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，滿足管道系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)檢修的可操作性。對高層屋面排水設(shè)計(jì)綜合如下：
　　（1）屋面雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流態(tài)及劃分
　　屋面雨水系統(tǒng)的流態(tài)是雨水排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，對屋面雨水排放過程中系統(tǒng)內(nèi)流態(tài)的認(rèn)知經(jīng)過了長期的探索，從重力流起步，轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫α鳎�再進(jìn)展到實(shí)質(zhì)性重力流直至目前較為成熟的壓力流。期間由清華大學(xué)、機(jī)械工業(yè)部第一設(shè)計(jì)院和第八設(shè)計(jì)院等單位參加歷時(shí)雨水排水系統(tǒng)及管材，確保屋面雨水排水系統(tǒng)的排放能力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，滿足管道系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)檢修的可操作性，并將水患損失減到最小限度。
　　（2）設(shè)計(jì)雨水流量的確定
　　設(shè)計(jì)雨水流量的確定是選擇雨水排放系統(tǒng)的前提，可按下列公式進(jìn)行計(jì)算：
　　qy＝qjΨFw/1000
　　式中：
　　qy—設(shè)計(jì)雨水流量(L/s）；
　　qj—設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(L/s.ha）；
　　Ψ—徑流系數(shù)，對于建筑屋面Ψ取0.9；
　　Fw—匯水面積(m2）；
　　匯水面積的確定除考慮屋面平面投影面積外，高出屋面的側(cè)墻應(yīng)附加其最大受雨面正投影的一半作為有效匯水面積，同樣貼近高層建筑外墻的裙房屋面雨水匯水面積應(yīng)附加其高出部分側(cè)墻面積的一半作為有效匯水面積。
　　設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度公式：
　　qj＝1.67A(1+clgP)/(t+b)n
　　式中：
　　qj—設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(L/s.ha）；
　　P—設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(a)一般建筑屋面2～5a，重要公共建筑屋面10a；
　　t—降雨歷時(shí)(min)屋面雨水排水管道按5min計(jì)算
　　A、b、c、n—當(dāng)?shù)亟涤陞��?shù)
　　各地降雨強(qiáng)度公式可在室外排水設(shè)計(jì)手冊上查出，這里需注意的問題是設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度的公式，由于各城市暴雨強(qiáng)度公式編制方法不一，有用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法的、有用解析法的、還有濕度飽和差法、圖解法和CRA法等，有的方法并不完全符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。另外，有些資料年代久遠(yuǎn)或資料年數(shù)過短，大部份暴雨強(qiáng)度公式是根據(jù)1983年前實(shí)測資料推導(dǎo)而得出的，較為為滯后、陳舊。有的公式資料年代過短，只依據(jù)8年、6年乃至5年的資料統(tǒng)計(jì)而成，缺乏1975年暴雨和近年來的厄爾尼諾現(xiàn)象等反常雨量資料。在工程設(shè)計(jì)有條件時(shí)應(yīng)收集當(dāng)?shù)亟涤炅抠Y料重訂公式，使雨水排水工程有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和前提。
　　（3）屋面雨水排水各系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　重力流（含重力無壓流、重力半有壓流）和壓力流雨水排水系統(tǒng)從水的管內(nèi)流態(tài)、允許經(jīng)歷的流態(tài)、超重現(xiàn)期雨量排除、屋面溢流頻率、管材承壓要求等各方面各具特點(diǎn)，屋面雨水排水各系統(tǒng)的特點(diǎn)如下表：

　　（4）高層建筑屋面雨水排水系統(tǒng)選擇
　　①雨水系統(tǒng)選擇原則與次序
　　按安全性大小，各雨水系統(tǒng)排列的次序?yàn)榘胗袎褐亓α飨到y(tǒng)→壓力流系統(tǒng)→無壓重力流系統(tǒng)。按經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣，各雨水系統(tǒng)排列的次序?yàn)閴毫α髋潘�系統(tǒng)→半有壓重力流系統(tǒng)→無壓重力流系統(tǒng)。
　　②高層建筑屋面雨水排水
　　系統(tǒng)選擇結(jié)論通過屋面雨水排水各系統(tǒng)特點(diǎn)的對比，兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合高層建筑屋面匯水面積較小、溢流頻率應(yīng)盡量減少的實(shí)際情況，綜合權(quán)衡，高層建筑屋面雨水排水系統(tǒng)一般優(yōu)先選用半有壓重力流系統(tǒng)；但對于高層建筑附屬的大面積裙房屋面的雨水排放，為防止高層屋面雨水從裙房屋面溢出，裙房屋面雨水需單獨(dú)排放，尤其受排放立管的限制，應(yīng)積極推行壓力流排水方式。在選擇內(nèi)排還是外排時(shí)，大部分高層建筑中考慮建筑外立面裝飾的要求，選擇內(nèi)排；在中瀚財(cái)富廣場中選擇外排，南方雨水較多，外排水系統(tǒng)應(yīng)用較為普遍，且經(jīng)過了多年的實(shí)踐檢驗(yàn)，技術(shù)已較為成熟，這恰恰是給排水專業(yè)的設(shè)計(jì)范疇。
　　③高層建筑屋面雨水排水系統(tǒng)管材選用對于半有壓重力流雨水系統(tǒng)，在使用過程中可能并允許發(fā)生承壓現(xiàn)象，管道發(fā)生堵塞時(shí)系統(tǒng)將承受靜水壓，最高承壓等同于屋面雨水斗的高度，故高層建筑半有壓重力流雨水管不能采用傳統(tǒng)的污廢水管材，需采用可承壓的管材、配件和接口方式，額定壓力不低于最高屋面雨水斗的高度，且能承受0.5個(gè)大氣壓力的真空負(fù)壓，可承壓的管材有金屬管（如焊接鋼管或無縫鋼管焊接、熱鍍鋅鋼管螺紋連接或溝槽連接）、承壓塑料管（如給水塑料管粘結(jié)、承插連接）及其他管道（如鋼塑復(fù)合管等）。對于壓力流雨水系統(tǒng)，雨水管道必須選用承壓管材、配件及接口方式，工作壓力應(yīng)大于建筑凈高度產(chǎn)生的靜水壓，且能承受0.9個(gè)大氣壓的真空負(fù)壓，現(xiàn)多采用內(nèi)壁光滑的金屬管、塑料管或其他復(fù)合管如高強(qiáng)度聚乙烯管等，如采用塑料管，管材抗環(huán)變形外壓力應(yīng)大于0.15Mpa。現(xiàn)雨水設(shè)計(jì)管材選用存在問題較多，如高層建筑采用普通柔性排水鑄鐵管、排水UPVC管，無論是工程施工還是物業(yè)管理均造成了較大的后患，故半有壓重力流雨水系統(tǒng)與壓力流雨水系統(tǒng)必須按上述規(guī)定選用管材。

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