性能要求有时和规范条文要求的目的有关 ,传 统的处方式规范 ,条文内容不写目的 ,而性能基础规 范允许写出带有性能要求的条文目的 。如《喷淋规 范》71117 条 “: 当建筑物局部设置自动喷水灭火系 统时 ,连通不设喷头场所的门窗等开口的外侧 ,应设 保护连通开口的喷头”。按处方式规范 ,条文表达方 式可以写成“ ……,连通不设喷头场所的门窗等开口 的外侧 ,应设喷头 。”而按性能基础规范的表达方式 , 条文形式就成为目前的形式 ,在此“保护连通开口” 是设置的目的 ,也是该处设置喷头的性能要求 ,在条
层高 、火灾危险等级 ;可燃物品性质 、数量 、分布状况 等因素 ,而使洒水直接到达起火物品表面 ,还与喷头 型式 、公称直径 、流量系数 、喷头的工作压力值等设 计参数有关 。不同情况下发生的火灾需采用不同类 型的灭火系统 ,不同型式的喷头 ,不同要求的喷头工 作压力才能满足“洒水应能直接到达起火物品表面” 的要求和目的 。
电话 : (021) 64187239 13601755066 收稿日期 :1999Ο10Ο10
给水排水 Vol. 26 No. 4 2000 43
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
表 2 雨水斗最大设计泄流量
雨水斗直径 DN / mm
泄流量 重力排水系统 虹吸排水系统
/ L/ s
/ L/ s
50
/
6
75
/
12
100
12
/
150
26
/
表 3 雨水立管最大设计泄流量
泄流量 重力排水系统 虹吸排水系统
雨水立管直径 DN / mm
/ L/ s
/ L/ s
50
/
1118
75
/
2615
(注 :10mWC = 1bar = 100kPa) 计算最后的校核标准 : (1) 铸铁管允许的最大虹
吸值为 - 9mWC , HDPE 管道为 - 8mWC。(2) 铸铁 管压力余量小于等于 115mWC , HDPE 管道压力余
给水排水 Vol. 26 No. 4 2000 45
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
根据航站楼实际情况分别采用重力排水系统和 虹吸排水系统进行系统设计 ,其结果见表 4 。
限于篇幅 ,试就航站楼两个典型的部位对采用 重力和虹吸排水系统设计进行比较 。 31111 航站楼主楼 M2K 轴部位
该部位雨水悬吊管主要负责排除 R2M 轴 ,平台 2 、R3L 轴处屋面天沟汇集的雨水 ,是航站楼主楼屋 面主要雨水汇集区域 。
性能基础规范是规范发展的必然趋势《, 喷淋规 范》领先了一步 ,这个领先给我们以启迪 ,给我们以 激励 ,也给我们以借鉴 ,相信通过这一次实践 ,将大 大加快我国规范从处方式规范向性能基础规范的过 渡和转化 。
作者通讯处 :200032 上海市斜土路 1175 号景泰大厦 1405 室 上海沪标工程建设咨询有限公司
文上写上目的有助于条文的执行和加深设计人员对 条文的理解 。
这样的示例还有《喷淋规范》的 41217 条 ,条文 规定 “: ……雨淋系统前期喷水控火 ,后期喷泡沫强 化灭火效能 ;雨淋系统前期喷泡沫灭火 ,后期喷水冷 却防止复燃 。”条文中标有·点即为在雨淋系统设置 自动喷水2泡沫联用灭火系统目的所在 。
因为重力排水系统按非满无压状态设计 ,为避 免雨水悬吊管连接过多的雨水斗所造成的不均匀排 水影响整个系统排水效果 ,为安全起见规范还规定 雨水排水系统 (即重力式雨水排水系统) 宜采用单斗 排水 。当采用多斗排水时 ,悬吊管上设置的雨水斗 不得多于 4 个 ,悬吊管管径不得大于 300mm 。因此 以往国内设计的重力排水系统通常为单斗排水系 统 ,即一个雨水斗对应一根雨水立管 。
图 4 典型的虹吸排水系统雨水斗构造
由于该系统排水管道均按满流有压状态设计 , 因此虹吸排水系统中雨水悬吊管可做到无坡度敷 设 ,而当产生出虹吸作用时管道内水流流速很高 ,因 此系统具有较好的自清作用 。虹吸排水系统中排水 管泄流量要远大于重力排水系统中同一管径排水管 的泄流量 ,也即排除同样的雨水流量 ,采用虹吸排水 系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水 管管径 。
的建筑空间又极其紧张 。又比如 R1 、R2 、R3 屋面高
漩涡 ,水流夹带着空气进入整个排水系统 。因此在
端 ,R4 屋面高 、低两端的雨水排水管按建筑立面设
该系统的排水管道中 ,空气占据了大约 1/ 3 的管道
计概念均只能在钢柱内敷设 ,而钢柱的可用空间又
空间 ,即该系统实际工作状态为气2液两相流 。重力
当按重力排水系统设计时 ,对于 R2M 轴处单跨 汇水面积达 1 350m2 ,雨水流量为 135L/ s ,须采用 2 根 DN 300 雨水悬吊管 ,充满度 H/ D = 018 ,坡度 i = 01006 。
212 虹吸排水系统
虹吸排 水 系 统 也 称 为 负 压 法 或 压 力 流 排 水 系
统 。系统由防漩涡雨水斗 、雨水悬吊管 、雨水立管 、
雨水出户管所组成 (系统形式见图 3) 。
该排水系统主要工作原理是在降雨初期 ,屋面
图 2 重力排水系统
雨水高度未超过雨水斗高度时 ,整个排水系统工作
44 给水排水 Vol.面积见表 1 。
表 1 航站楼屋面各组成部分的水平投影面积
屋 面
R1 R2 R3 R4 连接廊 平台 1 平台 2 总计
水平投影面积/ m2 22 770 36 850 20 700 84 000 2 150 ×2 1 530 6 000 176 150
航站楼屋面面积巨大 , 其水平投影面积总计 1716 万 m2 ,所需排除雨水量大 ,但是屋面雨水的汇 集又极不均匀 。如主楼 M2L 轴处要承担 R2 、R3 屋
量小于等于 1mWC。(3) 流速至少是 1m/ s。(4) 如 果主立管直径小于等于 75mm ,雨水斗顶面至系统 出口的垂直距离为 3m ,如果主立管直径大于等于 90mm ,雨水斗顶面至系统出口的垂直距离为 5m。 (5) 管段总压力降必须小于雨水斗顶面至系统出口 的总高度 H T 。
计算过程 : (1) 计算屋面面积 ; (2) 查出相应的暴 雨强度及径流系数 ; (3) 计算出总的降雨量 ; (4) 布置 屋顶上的雨水斗位置 ; (5) 连接雨水斗成一管网 ; (6) 完成水力计算草图 ; (7) 标上高度 、序号 ; (8) 标上管 段长度及每个雨水斗的流量 。 3 航站楼工程实例 311 排水系统比较
重力排水系统即国内工程实践中通常采用 ,经 几十年沿用下来的传统排水系统 ,系统由普通雨水 斗 、雨水悬吊管 、雨水立管 、埋地管及雨水出户管组 成 (系统形式见图 2) 。
该排水系统主要工作原理是利用屋面雨水本身
( GBJ 15288) 中规定雨水悬吊管最大计算充满度为 018 ,雨水悬吊管的敷设坡度不得小于 01005 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
图 3 虹吸排水系统
状况与重力排水系统相同 。随着降雨的持续 ,当屋 面雨水高度超过雨水斗高度时由于采用了科学设计 的防漩涡雨水斗 (见图 4) ,通过控制进入雨水斗的 雨水流量和调整流态减少漩涡 ,从而极大地减少了 雨水进入排水系统时所夹带的空气量 ,使得系统中 排水管道呈满流状态 ,利用建筑物屋面的高度和雨 水所具有的势能 ,在雨水连续流经过雨水悬吊管转 入雨水立管跌落时形成虹吸作用 ,并在该处管道内 呈最大负压 。屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下 以较高的流速被排至室外 。
基于以上种种规定 ,采用重力排水系统设计的 屋面雨水排水系统具有以下特点 : ①雨水立管数量 多 ; ②雨水管管径大 ; ③雨水悬吊管须有坡度因而占 据的建筑空间大 ; ④因为是重力流 ,重力排水系统建 筑适用性 、灵活性较差 ; ⑤连接各立管的埋地管数量
多 ,地下工作量较多 ; ⑥整个系统的工程造价较高 。
图1
面近 80 %面积及平台 2 的 100 %面积 ,共计约 5 万
的重力作用由屋面雨水斗经排水管道自流排放 。系
m2 屋面所汇集的雨水 。而排除该部分雨水的排水
统工作实际情况表明在重力排水系统中 ,当屋面雨
管道所必须经过的 M2K 轴 1218～912m 标高部位
水由雨水斗进入排水系统时 ,因过水断面收缩形成
虹吸排水系统其实质是一种多斗压力流雨水排 水系统 。目前该系统在国内尚无应用实例 ,而在国 际上该系统已有近二十年的应用历史 ,涉及建筑有 航站楼 (法国戴高乐机场航站楼 、香港新机场航站 楼 、瑞士苏黎世机场航站楼 、马来西亚吉隆坡机场新
航站楼) 、展览馆 (香港会展中心) 、体育场 (丹麦哥本 哈根足球场 、澳大利亚悉尼体育场) 、工业厂房 (奥地 利克莱斯勒汽车厂 、法国雪铁龙汽车厂) 、商业中心 、 停车场 、货运仓库 、办公大楼等等 。据不完全统计 , 采用虹吸排水系统的工程项目有近 4 万个 ,约 3 000 万 m2 屋面排水面积 。 213 重力和虹吸排水系统主要设计参数比较 (见表 2 、表 3)
100
19
4711
150
42
10610
200
75
18815
214 虹吸排水系统计算基本原理 计算的基本原理是基于 :管道摩阻 、流量 、流速 、
管径水力计算图 。计算公式如下 : ΔPR = H T - Σ( R ×L A) PK = H K - Σ( R ×L A)