淺析屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)問題與排水技術(shù)

■陳明瓊，殷青龍

■1.九江石化設(shè)計(jì)工程有限公司南昌分公司，江西 南昌 330000;2.南昌市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江西 南昌 330000

1 屋面雨水排水系統(tǒng)的含義

屋面雨水排水系統(tǒng)是對(duì)屋面上的雨水、雪等通過排水系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行輸送，讓它們流至地面或地下排水管道，這樣做可以避免在屋面造成大量積水現(xiàn)象，從而毀壞建筑屋面建筑結(jié)構(gòu)和嚴(yán)重影響人們的生活水平。屋面的雨水排水系統(tǒng)跟我國的氣候息息相關(guān)。我國是一個(gè)地域遼闊的國家，氣候變化明顯，降雨量從北向南逐漸增多。特別是長江淮河以南地區(qū)降水量每月達(dá)到800 毫米以上。可見雨水量之充沛。所以，屋面排水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是非常必要的。

2 屋面雨水排水系統(tǒng)技術(shù)的分類

2.1 以管道的設(shè)置位置不同分類

屋面雨水排水系統(tǒng)根據(jù)管道的設(shè)置位置不同可以分為兩類，一類是外排水系統(tǒng)，另一類是內(nèi)排水系統(tǒng)。對(duì)于外排水系統(tǒng)，又可分為天溝外排水、檐溝外排水和無溝外排水。外排水系統(tǒng)中的天溝外排水系統(tǒng)的組成部分是排水的立管、天溝以及雨水斗，它主要指的是雨水落到屋面，會(huì)依靠屋面的傾斜性聚集到天溝，然后流入雨水斗，最后通過排水立管排出。檐溝外排水的主要組成部分指的是:水落管和檐溝。它是當(dāng)雨水降落到屋面流至檐溝，再通過水落管排出。而對(duì)于無溝外排水的形式就十分簡(jiǎn)單。雨水根據(jù)受到重力，并結(jié)合屋面的傾斜沿外墻體流出至地面或地下溝槽。內(nèi)排水系統(tǒng)的管道設(shè)置與外排水系統(tǒng)有所區(qū)別。外排水系統(tǒng)的排水形式依靠墻體外的管道;而內(nèi)排水系統(tǒng)恰恰相反，它的排水管道是建立在建筑物內(nèi)部，依靠在屋面建設(shè)雨水斗，再通過建筑內(nèi)的管道來實(shí)現(xiàn)排水的。它主要適用于屋面坡體度大或不易在建筑外外面設(shè)置排水管道的建筑。

2.2 以管道內(nèi)的雨水的流態(tài)不同分類

這主要分為重力無壓流、重力半有壓流和壓力流三種:(1)重力無壓流式:它用的雨水斗形式是自然堰流式雨水斗，特色是無壓流。雨水在雨水管中的流態(tài)為附壁膜流。這樣的雨水排水系統(tǒng)所用到的管道材料比較多，屋面的溢流頻率比較高，使得管道的承壓能力相對(duì)較小。(2)重力半有壓流式:該排水系統(tǒng)主要用的是65 型雨水斗和87 型雨水斗，它主要依靠雨水的重力來進(jìn)行管道排水。當(dāng)雨水進(jìn)入管道中，管道中會(huì)因水流攜帶空氣進(jìn)入管道，從而在水流中形成漩渦。同時(shí)，屋面水流進(jìn)入管道的增多會(huì)使斗內(nèi)形成負(fù)壓，從而順利排水。它的特點(diǎn)是氣流與水流相互混合，形成負(fù)壓。(3)壓力流雨水系統(tǒng)是目前新興發(fā)展的雨水排水系統(tǒng)，它又稱虹吸式排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)的管內(nèi)充滿了滿滿的壓力流。它主要用的是專用的雨水斗來實(shí)現(xiàn)水流與氣流的相分離來實(shí)現(xiàn)的。

2.3 以在埋地橫管是否存在自由水面分類

這樣的排水系統(tǒng)劃分為敞開式排水系統(tǒng)和密閉式排水系統(tǒng):(1)敞開式排水系統(tǒng)的主要原理是利用雨水的重力作來從排出管流至檢查井。而這里的檢查井的管道一般為埋地敷設(shè)。這樣的系統(tǒng)的利弊是一分為二的:利的是可以容納生產(chǎn)用的廢水但弊的是一旦遇到大暴雨或者檢查井的設(shè)置不合理會(huì)造成室內(nèi)地面的大量積水，影響生產(chǎn)與工作的進(jìn)行。(2)對(duì)于密閉式排水系統(tǒng)，它主要依靠在室內(nèi)設(shè)立密閉埋地管，使排水系統(tǒng)處于一個(gè)密閉的空間，不易對(duì)外界造成影響(例如不會(huì)出現(xiàn)冒水現(xiàn)象)，但它卻只能進(jìn)行雨水排泄，不能容納生產(chǎn)用的廢水。這樣的排水系統(tǒng)兼容的功能不大，要想有其他功能，還得高價(jià)修建別的排水管道系統(tǒng)，不實(shí)際也不符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

2.4 以單根立管所連接的雨水斗數(shù)量分類

依據(jù)雨水斗數(shù)量的多少可分為單斗系統(tǒng)和多斗系統(tǒng)。單斗的雨水排水系統(tǒng)顧名思義是只連接了一個(gè)雨水斗。而多斗系統(tǒng)連接的的是多個(gè)雨水斗。但，需注意的是雨水斗并不是越多越好，相反單斗的雨水排水系統(tǒng)的雨水排水量比同一環(huán)境下的多斗系統(tǒng)好。因?yàn)橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)表明，多斗的排水量只有單斗的80%左右。

3 屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)——壓力流(虹吸式)雨水系統(tǒng)

壓力流雨水系統(tǒng)在近幾年被廣泛地運(yùn)用于屋面的雨水排放系統(tǒng)中，是目前新興、具有潮流的排水系統(tǒng)。壓力流雨水系統(tǒng)的主要組成部分有:防漩式雨水斗(控制雨水的流量和調(diào)整雨水的流態(tài))、懸吊管(與連接管和雨水立管連接)、立管(接納雨水斗或懸吊管的雨水)、出水管(將水排到地下水管)。它的工作過原理是在開始降雨的時(shí)段，屋面上的雨水還相對(duì)比較少的時(shí)候，它的工作原理是與重力排水系統(tǒng)一樣。但是，隨著雨水量的大幅度增加，加上采用的雨水斗是防漩渦雨水斗。這樣，雨水在進(jìn)入雨水斗的時(shí)候大大減少了夾帶的空氣，減少漩渦，使排水系統(tǒng)充滿滿流狀態(tài)。而虹吸主要是依靠勢(shì)能形成的，根據(jù)雨水的勢(shì)能，雨水在通過雨水懸吊管進(jìn)入立管時(shí)產(chǎn)生虹吸，使管內(nèi)形成最大的負(fù)壓，從而實(shí)現(xiàn)以相對(duì)比較高的流速流出管道。

壓力流雨水排水系統(tǒng)有著自己獨(dú)特的特點(diǎn):它的管徑比較小;在進(jìn)行懸吊管的安裝時(shí)不需要坡度，因此，它所使用的空間比較少;排水系統(tǒng)擁有良好的自清潔能力(因?yàn)楣軆?nèi)的流速比較高)。但是由于它的這些優(yōu)良特點(diǎn)，它所要求的材料也比較高，費(fèi)用也相應(yīng)升高，使得整體的雨水排水系統(tǒng)的造價(jià)比重力式的雨水排水系統(tǒng)高。

3.2 屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題

在虹吸式雨水排水系統(tǒng)中要注意設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度的計(jì)算、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、設(shè)計(jì)流態(tài)，精確精度。降雨強(qiáng)度的計(jì)算中不能采用滯后的公式，因?yàn)闀?huì)使得到的數(shù)據(jù)不可靠。重現(xiàn)期的設(shè)定是為了預(yù)留空間。流態(tài)的設(shè)計(jì)是因?yàn)橛绊懹晁潘到y(tǒng)的因素很多，對(duì)于屋面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的可以采用虹吸式，甚至根據(jù)環(huán)境與建筑結(jié)構(gòu)，可以將重力式排水系統(tǒng)與虹吸式排水系統(tǒng)相結(jié)合。精確精度是為了平衡管道內(nèi)的壓力和水流量。這需要進(jìn)行水力計(jì)算，盡可能使數(shù)據(jù)精確，避免工程上的浪費(fèi)和符合雨水排水系統(tǒng)的要求。

針對(duì)所有的排水系統(tǒng)而言，要時(shí)刻注意屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所出現(xiàn)的問題，并對(duì)這些問題引起高度關(guān)注。這些問題分為以下幾方面:(1)管道材料的選擇方面:要考慮空氣對(duì)管道的腐蝕性。因?yàn)樵谟晁臎_刷下，管道壁被腐蝕。主要來講，當(dāng)管道處于不工作狀態(tài)時(shí)，管道壁因雨水變得潮濕，緊接著與進(jìn)入管道的空氣親密接觸而形成腐蝕。排水系統(tǒng)管道的腐蝕會(huì)大大減少它的使用壽命，從而造成檢修上的頻繁。因此，在管道材料選擇上要慎重，要選擇不易被腐蝕的材料，增加整個(gè)排水系統(tǒng)的使用壽命。(2)雨水排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面:要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和屋面特色設(shè)計(jì)合適的雨水排水系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)上，不僅要考慮排水系統(tǒng)帶來的雨水排水能力的強(qiáng)弱，還要考慮日后管道等維修時(shí)的方便。雨水排水系統(tǒng)中要注意增設(shè)立管檢查口和三通加盲堵等，這樣的舉措能使簡(jiǎn)化日后管道堵塞的檢修程序，還能美觀排水系統(tǒng)。(3)雨水防溢方面:需要注意的是在同一個(gè)立管上連接的雨水斗的高度。當(dāng)它連接的多個(gè)雨水斗高度不同時(shí)，應(yīng)考慮最低的雨水斗的高度不能小于最高雨水斗的2/3。在陽臺(tái)雨水排水立管的設(shè)置上要對(duì)它進(jìn)行單獨(dú)設(shè)立，不能讓屋面的雨水斗來承接雨水，從而進(jìn)行排放。(4)重現(xiàn)期排水方面:在設(shè)計(jì)雨水排水系統(tǒng)時(shí)一般會(huì)考慮所能承接的雨水排放能力，對(duì)環(huán)境中的雨水量有一個(gè)最大估計(jì)值。因此，在設(shè)計(jì)中要考慮雨水排水系統(tǒng)出現(xiàn)超負(fù)荷的情況，為雨水排放預(yù)留一個(gè)空間——重現(xiàn)期雨水排放。

4 結(jié)束語

屋面雨水排水系統(tǒng)是建筑排水系統(tǒng)中的重要組成部分，影響著建筑的品質(zhì)。在設(shè)計(jì)屋面雨水排水系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮建筑的整體結(jié)構(gòu)，合理科學(xué)布局，為建筑打造適合它本身的屋面雨水排水系統(tǒng)。在建設(shè)雨水排水系統(tǒng)過程中，設(shè)計(jì)人員要遵從安全、實(shí)際的原則，合理選用排水管道材料，綜合各方面的因素來設(shè)計(jì)適合、優(yōu)良的排水系統(tǒng)方案，使它的排水能力能夠符合建筑規(guī)范。

［1］王繼明.屋面雨水系統(tǒng)研究的回顧［J］.給水排水，2003，29(15):257-260.

［2］周祥.談建筑排水設(shè)計(jì)［J］.科學(xué)之友，2011，14(10):132-134.

［3］王敦森，朱悅峰.淺析建筑屋面防水技術(shù)［J］.中小企業(yè)管理與科技，2011，37(10):111-113.