对屋面雨水系统设计重现期的探讨

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（
）×100=150%的裕量。如以北京降雨强度公式
为
例，设计重现期取 1（a）、泄流量为 12l/s 设计的 DN100 雨水斗，只有到重现
期为 71（a）时才会达到最大泄水量 30l/s，即使考虑到工程实际与试验的理想
条件有差异，如雨水斗进水会受部分杂物阻挡影响，将试验的最大泄流量降至
重力流雨水斗的最大允许负荷面积（m2）表—１
雨水斗管径 最大泄流量2
3
5
10
75
(8)[2]
243
200 179 158 129
100
12[3]
372
300 286 237 194
150
26[3]
1130 650 580 514 421
重力流雨水立管的最大允许负荷面积（m2）表—2
压力流雨水系统是由于这几年来大型屋面工程的增多，为解决大型屋面的雨 水排除问题引进国外技术而逐步发展起来的一种新的雨水排水系统。从理论上 说，其水力计算是系统管道在设计流量下的全部阻力损失与天沟水位具有的位能 相平衡为基础的。[1]一旦实际雨量超设计流量时将失去平衡。总阻力超过天沟 水位的位能，屋面将开始积水，所以对雨水系统来说，按压力流设计实际上是一 种极限设计方法，它对超设计流量没有任何调节能力。如取设计重现期为 1（a） 则必将经常出现屋面积水，以至发生水害。设计重现期取值越小，发生屋面积水 和水害的频率越高。取值越大发生屋面积水和水害的频率越低。由此可见对压力 流雨水系统来说在《原规范》取设计重现期为 1（a）的基础上提高设计重现期 的取值是完全必要的。但由于压力流系统使用年限还不长，一般性建筑的设计重 现期提高到 2~5（a）是否适当还有待进一步观察总结。
对于重力流雨水立管的最大泄流量、《新规范》规定按表 4.9.22 确定。条 文说明：该表是以充水率为 35%水膜重力流理论的计算值。应当指出，充水率 35% 是引用生活污水立管的计算参数。实际上，污水立管与雨水立管的工作状态和要
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求是不一样的。污水立管要求保持充水率不大于 35%是为避免立管中产生负压破 坏水封，而雨水系统并无此要求。即使产生负压对单斗系统并无多大危害。对相 同标高的多斗系统在支管阻力较小的情况下亦无大碍。唯一对系统管材的强度应 适当注意。对此在《新规范》的 4.9.26 条已有要求。众所周知在雨水系统中实 际并非是一个固定的流态，降雨过程总是由小到大，每次的最大雨量也随雨型而 变化，其流态都从重力流开始，随雨量的增加而转为掺气流以致到单相满流。以 一年重现期设计的重力流立管、充水率仅为 35%。如以超重现期时达到 80%的充 水率计算，则可接纳原设计水量的近 2.3 倍。以上述数字计算，雨水斗具有
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水重现期的设计标准。”这里说明了提高重现期设计标准的重要依据，一是国内 大型屋面压力流系统的实践经验，二是参照国外有关标准。解决大型屋面的雨水 排除问题，压力流雨水系统的确非常重要，但大量的高层民用建筑屋面雨水仍需 采用重力流雨水排水系统，但在此却并未得到应有的关注。
534
476 422
867
774 686
1868 1668 1477
3387 3024 2622
5507 4917 4354
10 88 190 345 561 1209 2193 3565
注: 雨水立管泄流量系《新规范》表 4.9.22 铸铁管的泄流量。（钢管、塑料管
由于产品壁厚、种类较多不便列入）
80%，按 24l/s 计算，其裕度还有（
）×100=100% 。欲达到此泄流量，其
重现期也可达到 p=17(a)，它已超过《新规范》表 4.9.5 的最高值 10（a）。再 说按《原规范》重现期 p=1(a)设计的系统，20 年来的实践证明运行是安全的。 至于雨水立管的潜力则更大，所以说重力流系统没有必要再提高设计重现期的标 准。建议《新规范》4.9.5 条应对重力系统的设计重现期与压力流系统的设计重 现期有所区别，另作规定。否则对重力流系统将造成不必要的浪费。
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对屋面雨水系统设计重现期的探讨
黄秉政 北京凯帝克建筑设计公司
提 要：本文通过对压力流雨水系统和重力流系统计算方法的区别论述了压力系 统提高设计重现期的必要新性，并指出了重力流系统计算方法无论是雨水斗的泄 水能力还是立管的泄水流量，《规范》提供的设计参数都留有较大的裕量，故建 议《新规范》4.9.5 条应对重力流系统的设计重现期与压力流系统的重现期有所 区别，另作规定。 关键词：压力流系统 重力流系统 雨水斗 雨水立管 泄流量重现期
立管直径 (mm)
75 100 125 150 200 250 300
最大泄流量 (l/s) [4]
5.46 11.77 21.34 34.69 74.72 135.47 220.29
1 169 323 661 1072 2313 4194 6820
设计重现期（a）
2
3
5
137
122 108
294
263 233
参考文献 1、徐志通国产压力流（虹吸式）屋面雨水排水系统的设计与应用 2002 NO.6 48-53 2、王继明屋面的雨水系统研究的回顾，给水排水 2003 NO.1 57-59 3、《建筑给水排水设计规范》GBJ 15-88 4、《建筑给水排水设计规范》GB0015-2003
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3、重力流系统无需再提高设计重现期 重力流系统的计算方法和设计参数是在 20 世纪 60~80 年代清华大学教研室
和一机部设计院等单位共同试验的基础上建立起来的。20 多年来的工程实践证 明它能够排除一定的超设计重现期的雨水，运行是安全的。究其原因是《原规范》 规定的设计参数、包括雨水斗的最大泄流量和雨水主管的最大设计泄流量都留有 很大的裕量。以雨水斗而言，实际试验在天沟高 12.6mDN100 65 或 87 型雨水斗 处、水位高 80-85mm 时其泄水能力达 30l/s，而《原规范》规定的设计泄水量仅 为 12l/s，只是试验时泄水能力的 40%，《新规范》对雨水斗的设计泄水量未作 任何具体规定，但现国家标准图集仍运用 65，87 型雨水斗，可见《原规范》的 雨水斗设计参数仍然有效。
《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88（以下简称《原规范》） 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（以下简称《新规范》） 1.设计重现期是雨水量计算的重要参数
在计算屋面雨水的排水量时，除了屋面的迳流面积和迳流系数外，就是降雨 强度了。设计降雨强度应根据当地的雨量公式计算确定。雨量计算公式的一般数 学模型为 q=A(1+Clgp)/(t+B)n，式中 A、B、C、n 均是由地方气象条件确定的常 数，只有重现期 p 和降雨历时 t 是变数。《规范》规定屋面设计降雨历时 t 按 5min 计算，则重现期 p 就成为降雨强度计算的唯一变数了。设计重现期 p 取值 越大，设计降雨强度也就越大，反之亦然，所以在屋面雨水排水量计算中设计重 现期的选值就成了至关重要的一环。
4、不同重现期重力流系统雨水斗、雨水立管最大负荷面积的比较 为设计人员对重力流系统选取不同重现期对雨水斗和雨水立管允许最大负
荷面积的影响建立一个明显的印象，也便于供雨水斗布置参考，现以北京市的雨 量计算公式为例，对不同管径的雨水斗和雨水立管的允许最大负荷面积列表如 下：
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2.压力流屋面雨水系统应取较高的重现期 在《原规范》中规定屋面雨水的降雨强度按重现期一年计算。《新规范》第
4.9.5 条的表 4.9.5 中规定：一般性建筑屋面的设计重现期为 2~5（a），重要公 共建筑屋面为 10（a）。该条文说明解释为：“……目前压力流排水已基本成熟， 通过上海浦东国际机场、北京机场四位机库、上海浦东科技城、江苏昆山科技博 览中心等建筑屋面排水工程的实践及参照国外有关标准，提高了各类建筑屋面排