给水排水 V ol.34 No.1 200879建筑雨水排水系统工程设计案例分析郭 飞 方玉妹(江苏省建筑设计研究院有限公司,南京 210029)摘要 结合某商业步行街、体育中心、南京奥体中心等工程实例,阐述了雨水排水系统设计中常遇到的诸如雨水倒灌室内、屋面雨水泛水、屋面虹吸雨水排水系统大雨时出口井翻水等问题,并介绍了解决问题的方法。

关键词 雨水排水系统 明沟 地面找坡 虹吸雨水排水系统 翻水0 前言前段时间,中国南方地区普降大雨,主要表现在短时间内雨量集中,降雨强度达到140m m/h,给城市居民造成了较大的损失,很多地方出现人员伤亡,居民财产损失更是难以估量。

南京地区多个小区被淹,影响非常大。

在市政设施越来越完备的今天,为何一场大暴雨会造成如此大的损失。

笔者认为主要原因是:城市硬地越来越多,透水性地面越来越少,土地的储水、保水功能逐步丧失;再加上许多河道被填埋,大自然自身的调节能力也在减弱,这样市政排水就陷入了一种怪圈,下雨时把土壤非常需要的雨水通过管道收集排放至江河,雨停了还要用自来水灌溉、浇洒地面,严重违反自然规律。

诚然如此,还有一部分原因是因为我们在雨水系统的设计中考虑不周全,造成建筑被淹或屋面漏水。

笔者在工程回访及帮甲方处理问题中,碰见最多的问题是雨水系统,而且造成的影响较大,如店铺、仓库甚至配电房被淹。

若这些问题在设计中能考虑周全,并不难处理,但若在建筑已交付后才发现问题,由于各种条件的限制,很难处理好。

所以我们在雨水排水系统的设计中,一定要详细计算,精心设计,否则轻则造成建筑漏水、淹水,重则危害屋面结表3 节水与水资源利用增量成本统计节水与水资源技术措施增量成本/元/m 2建筑面积中水回用及雨水收集9.08景观水体及水质保障 1.06合计10.14增量总投资/万元376.50.82元/m 3,当地水价为2.66元/m 3,每年可以节省自来水费36.2万元。

不考虑通货膨胀及机会成本等因素,静态投资回收期为10.4a 。

因此,本项目的节水与水资源利用设计在经济上是可行的。

3 结论(1)小区排水采用雨污分流,污水排放采用优质杂排水和粪便污水分流。

小区收集优质杂排水和雨水作为非传统水源,经过处理达标后回用于小区内人工湖蒸发损失、人工湖渗漏损失、洗车及道路绿化浇洒用水。

中水处理采用/毛发聚集器+接触氧化池+人工湿地+紫外线消毒0的处理工艺。

雨水将渗透、收集和处理结合起来同步进行,实行分散式控制,采用/道路浅草沟+雨水篦子+沉砂检查井0的收集处理工艺后,就近排入人工湖。

(2)小区内住宅建筑和公共建筑100%采用节水器具与设备,直接节水率为23%,中水回用率为37%,非传统水源利用率达37.2%。

(3)采用节水与水资源利用设计后,项目增加总投资376.5万元,年节省自来水36.2万元,静态投资回收期为10.4a 。

x 通讯处:100044北京市西城区车公庄大街19号电话:(010)68302802E O mail:shiqianjin@163.co m 收稿日期:2007-07-0380给水排水 Vol.34 No.1 2008构安全。

下面就笔者遇到的几个案例,对建筑雨水排水系统设计中常碰见的问题进行探讨。

1 某商业步行街案例某商业步行街地下室面积非常大,地面上仅几栋建筑,一、二层均为商铺,建筑物间为商业步行街,步行街宽30m,长约200m,步行街下为地下室,设计覆土厚30cm 。

步行街路面铺地砖,中间高,两边低,商铺边设两条明沟,宽20cm,深不到20cm,长200m,两边排水,基本无找坡,排水点在明沟两端,道路断面见图1。

图1 原道路断面开发商反映大雨过后,商业街淹水,雨水冲进商铺,造成较大损失。

经过现场察看、查阅图纸及讨论,发现问题有三:(1)商业步行街面积约6000m 2,在大雨的情况下,两条宽、深约20cm 且无找坡的明沟,无法及时把雨水排至排水点,且该明沟距商铺门比较近,商铺门口未设挡水的坎子,很多业主在雨大时只好将麻包堆在门口以防雨水灌入铺面。

(2)商业步行街两边建筑的侧墙雨水均流入该明沟,而且裙房屋顶及一些退层屋面的雨水通过雨水立管散排至明沟,该部分总面积约4000m 2(侧墙面积已减半)。

(3)设计中商铺没有排水,而很多业主入住后,擅自加装洗涤盆,排水直接排入明沟,再加上路面垃圾、明沟没人清理,现场看明沟底部淤积,过水断面减少为20cm @15cm 。

所有问题归结为一点就是明沟排水能力不足,无法负担其汇水面积的排水。

现场大家提出多种方案,试图增加商业步行街的排水能力:(1)在商业步行街上加雨水口,雨水横管设于地下室。

但该方案被工程部否定,因为雨水管两边分设,长100m ,当坡度为0.005时,坡降达50cm,必须在梁下敷设,影响地下室层高。

(2)设虹吸排水系统,横管可不设坡度。

但发现雨水口进出口高差无法克服雨水管总水头损失与流出水头之和,无法形成虹吸。

(3)把地面雨水引入地下室集水坑后通过潜污泵提升至室外。

但地下室集水坑容量不够,且无法增加集水坑容量,一旦把地面雨水引入地下室,万一排量不够或停电,把地下车库淹了也得不偿失。

另外考虑到地下室顶板重新开洞,防水处理困难,施工难度大,最终否决了雨水管道在地下室内敷设的方案。

(4)经过多轮的商讨,最后得出解决方案:¹改变商业步行街道路断面做法,在商铺门口设5m 宽步行道,让汇水点远离商铺门口(见图2),实质是将整个商业步行街中间变为一条很大的雨水明沟。

º商业步行街两端地下室外边线处设跌水并增设4个雨水口,迅速排除地面雨水。

»裙房屋顶及一些退层屋面的雨水尽量通过横管排至其他区域,减少该区域汇水面积。

采用上述措施一段时间后回访,基本解决问题。

图2 改造后道路断面现代建筑设计中,地下室面积越做越大,对于给排水专业而言,地下室顶板上的雨水排放比较难处理:设雨水口,横管设于地下室上部会影响地下室标高,而且地下室常为人防区域,不允许与人防无关的管道穿入;设检查井,按室外做法,区域较大时要求覆土很厚,结构专业不同意,一方面地下室顶板荷载大了,另一方面地下室开挖深度较深,不经济。

因此在地下室顶板为室外地面且面积较大时,我们通常要求覆土厚80~100cm,在地面建筑周围设暗沟或明沟,一方面排除侧墙及一部分屋面雨水,另一方面排除地面雨水。

暗沟或明沟宽度和深度根据水量计算,一般40cm @60cm ,沟底坡向出水口,坡度由计算确定,一般为0.005。

2 某体育中心案例某体育中心,体育馆和游泳馆通过一个一层平台相连接,平台下为工作用房,平台上为体育馆和游泳馆的主要出入口,平台约宽15m,原设计靠外墙布置10给水排水 V ol.34 No.1 200881个雨水斗,将平台雨水排至室外。

竣工验收时发现,下大雨时,雨水积在平台上,向体育馆和游泳馆大门倒灌,地板受损。

笔者会同建筑设计负责人、施工管理人员现场察看,有人提出雨水斗是否少设或雨水立管不够,设计人员拿出计算数据,证明10个雨水斗排量绰绰有余。

经过仔细商讨后发现症结所在:该平台设计标高只比室内低5cm,雨水斗均布在平台靠外墙侧,从体育馆和游泳馆大门到雨水斗位置为15m,设计按照室外广场找坡,坡度为0.005,实际施工中找坡只有0.003。

因此大暴雨时,雨水滞留在屋面,无法迅速汇集至雨水斗处,造成泛水。

找到问题后,大家提出平台应按照屋面找坡0.02,但坡高度达30cm,而体育馆和游泳馆2层外墙均为玻璃幕墙,其下窗槛墙仅20cm,且大厅地板已铺好,室内标高已定。

经过大家现场讨论,决定对平台找坡进行改造,找坡高度以窗槛墙高度为准,靠近雨水斗处5m 找坡0.01,靠近门口处10m 找坡0.02,找坡总高度为25cm,出入口处重做玻璃门,抬高20cm,加门槛,室内设踏步,最终解决问题。

通常在建筑设计中,大家总认为雨水系统由给排水专业考虑就行了,其实这是一个误区,作为建筑专业,在方案中决定总体地面标高以及单体建筑标高时就要充分考虑雨水的排放,以防后患。

笔者曾碰见某一工程,建筑专业定的单体地面标高比室外地面低,而各个出入口又不愿意设门槛,把难题交给给排水专业,要求在门口设一条25cm 宽的箅子,认为这样就能解决问题。

实施完成后发现,大暴雨时大量的水冲过箅子,进入室内,无法收拾。

因此在雨水系统设计中,不能仅简单地计算汇水面积,得出雨水斗数量,均匀布置,还必须和建筑专业协调汇水方向等问题。

有的建筑专业人员认为外墙上设溢流口会影响立面,要求给排水专业人员提高重现期或干脆不设溢流口,这样非常不经济且不安全。

所以在雨水系统的选型、设计、计算时给排水专业要和建筑专业充分协调。

3 南京奥体中心工程回访前段时间梅雨季节,南京下了很多大暴雨,笔者对南京奥体中心雨水系统进行了工程回访。

其中屋面虹吸雨水排水系统及田径场软式透水管排水系统均无问题,场地负压排水系统没有启用,但是虹吸雨水排水系统出口井在大雨时均出现翻水现象,把井盖顶开,造成短时间路面积水。

笔者查阅了当时的设计资料,首先虹吸雨水排水系统出口管加大了管径,保证出口流速不大于1.8m /s;其次出口井均采用了混凝土井,防止冲刷。

笔者核算了一下系统设计流量,以50年重现期计算,按照系统负担的汇水面积,每个系统排水量达到230L/s,而室外窨井串联连接,室外雨水管采用埋地硬聚氯乙烯排水管(n =0.01),直径500mm 管坡度为0.002时计算流量为148.5L/s,直径630mm 管坡度为0.002时计算流量为269.3L/s(满流计算)。

由于室外雨水管径计算时,考虑了管道流行时间,而对于单个节点如此大且集中的流量,原设计埋地雨水管段必然很难负担该流量,再加上大雨期间,整个市政管道内充水,降低了管道的排水能力,因此造成窨井翻水。

笔者在大雨中掀开虹吸雨水排水系统出口井井盖,发现随着雨量增大,虹吸雨水排水系统出水管脉冲流现象明显,当变为满管流时,窨井内水位不断升高,直至满出。

据此向奥体中心管理人员提出,如果虹吸雨水排水系统出口井在路上或绿地中,大雨时短时间积水造成的影响不大;如果该井的翻水影响使用,可以加大室外雨水管径,或将雨水引至别处。

随着各种大型的展览中心或体育场馆的建设,虹吸雨水排水系统得到大量的应用,我们在设计中要同时考虑其屋面雨水斗的布置及室内、外管道的计算。

4 结语雨水排水系统只是给排水专业众多系统中的一个,通常认为其比较简单,易被忽视,然而该系统如果出现问题,影响会非常大,因此设计时必须慎重对待。

参考文献1 黄晓家,赵雨舟,高敬,等.我国屋面雨水排水技术应用的研究与发展.给水排水,2007,33(2):83~882 赵世明,赵锂,王耀堂,等.5建筑与小区雨水利用工程技术规范6部分内容的确定.给水排水,2007,33(4):117~1203 周玉文.关于城市雨洪利用问题的探讨.给水排水,2007,33(7):1~3 x 通讯处:210029南京市华侨路慈悲社20号电话:(025)84726603-3083E O mail:jsd3s@ 或ffayy8598@sina.co m 收稿日期:2007-08-28。