11.2 使用功能安全 Ⅰ 控制项 11.2.3 本条规定了屋面雨水排水系统溢流的3种方式,天沟溢流口、溢流堰,以及管式雨水溢流排水系统。天沟溢流口和溢流堰的设置应能确保雨水排水系统所需的水位高度,以及最大溢流量时所需的水位附加高度不至于导致雨水返溢至室内。当天沟很长而溢流量很大,溢流形成的附加水位高度不能满足天沟设置要求时,应采用管道式雨水溢流系统,实际就是第二套雨水排水系统。 工业钢结构厂房因轻质屋面新钢板防水性能差和钢天沟的天然构造,有缝隙漏水的风险,应尽可能采用两面坡的外排水雨水系统。可采取以下措施之一:措施一,在天沟中敷设防水卷材,并上翻到屋面,封闭屋面板和天沟之间的搭接缝;措施二,天沟内雨水斗及其雨水管道系统的设计排水能力不取最大排水能力,预留足够的余量排超重现期雨水。 11.2.4 本条基于雨水系统是压力系统或重力系统下部排水管道堵塞时,若高低系统相接可能出现高区屋面雨水通过低区屋面的雨水斗返溢至低区屋面,造成不良后果,因此裙房屋面排水应单独设置。 11.2.6 完全重力流最重要的技术条件是保证雨水斗前水深不能超过雨水系统重力流的水深,以及溢流系统能满足系统雨水安全排放的要求。 把屋面完全重力流雨水排水系统和溢流系统合并成一个系统,即屋面雨水系统兼作溢流排水;溢流系统应能满足超重现期雨水的排水。 11.2.7 本条规定了屋面雨水传统雨水排水系统或两相流雨水排水的技术要求。 1 87型雨水斗是我国自主研发的,经30年的使用是可靠的,本标准推荐使用。 2 同一排水立管连接的雨水斗不应超过4个,是防止出现系统因水力阻力不同造成排水不均,导致系统排水能力在某一时刻陡然降低,使屋面大量积水。要求雨水排水系统尽可能管道同程或同阻布置,可使各雨水斗出口处的压力接近,减少水位差异。实际工程中,当一根悬吊管上连接的各雨水斗难于实现同程或同阻力布置时,应控制雨水斗的数量,以避免雨水斗之间过大的流量差异,根据试验,控制在4个雨水斗之内为宜。另外,一根悬吊管上的各雨水斗设在一个标高层上,可减小雨水斗之间的流量差异。 3 斗前水深是雨水斗排水流量的重要影响参数,为避免因斗前水位不一致而导致系统排水能力减少,以及保持各斗的排水流量一致,避免屋面局部积水,需要使各斗前水深一致。87型雨水斗系统是两相流系统,斗前水深对系统影响大,因此规定不同标高的雨水都不应接到同一立管,但同一标高不同天沟的雨水斗可以接同一立管。 4 传统雨水排水系统为两相流,管道可能出现负压和正压,同时现行国家标准《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242规定应灌满水试验,且必须是压力管道。 11.2.8 本条对虹吸式屋面雨水排水系统作了技术规定。 1 本条第1款规定了虹吸式屋面雨水排水系统天沟和短立管的基本功能应能形成虹吸排水,天沟应有一定的水位以便于虹吸的形成,短立管比传统雨水排水系统管径要小,一般为传统的40%~70%。 2 为了确保虹吸的形成,短立管能形成负压的最小高度一般认为是1m左右。 3 虹吸雨水排水系统因立管排水会形成极强的负压现象,负压值会向上传递,有时在短立管与横干管相接处也会出现负压值,因此系统计算时应进一步演算,以防个别雨水斗出流量大而破坏虹吸。 4 当建筑性质重要时,一旦溢水损失严重,为此要严格进行计算,为确保工程质量应采用两相流或CFD模拟计算,以提高系统的可靠性。 5 虹吸雨水系统重要的是不能破坏虹吸,不同天沟和不同标高都可能导致虹吸破坏,另外雨水斗过多会导致水力不平衡,因雨水斗的出流量不同而导致进水量大的雨水斗进气,破坏虹吸,因此一般设计不宜大于4个,经水力平衡计算时不宜大于6个。 6 虹吸雨水排水系统有二级虹吸或负压现象。短立管可促进雨水斗尽快形成虹吸增加排水量;当横干管长时其负压影响范围有限,排水管道的敷设方式会受到影响,为此规定不应超过80m,且应进行水力计算,以确保系统虹吸和排水能力的可靠性。 7 工程实践中已经发现有的排水管道因负压而吸瘪,为此要求采用压力管道,同时能满足负压的要求。 11.2.9 供电负荷是根据其重要性和中断供电所造成的损失或影响程度来划分的。若突然中断供电,造成较大经济损失,给城镇生活带来较大影响时,应采用二级负荷设计。若突然中断供电,造成重大经济损失,使城镇生活带来重大影响时,应采用一级负荷设计。二级负荷宜由二回路供电,二路互为备用或一路常用一路备用。根据现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052的规定,二级负荷的供电系统,对小型负荷或供电确有困难地区,也容许一回路专线供电,但应从严掌握。一级负荷应两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。上海合流污水治理一期和二期工程中,大型输水泵站35kV变电站都按一级负荷设计。 11.2.10 雨水排水管的设计流速不应低于0.75m/s是现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的要求,屋面天沟设计流速不低于0.4m/s是现行国家标准《室外排水设计规范》GB 50014的关于排水明渠的要求,是满足管道和天沟的最小自清流速。 11.2.13 雨水管渠出水口的设计水位应高于或等于排放水体的设计洪水位。当低于设计洪水位时,应采取适当工程措施,以确保不发生内涝和外来客水倒灌现象,本条提出了几种处理方式。 11.2.17 本条给出了雨水回收利用的原则,雨水回收利用具有季节性,在我国北方地区一般4个月左右,其他地区一般也不超过(7~8)个月。 弃流雨水因污染物浓度较高,污染环境严重,为此规定弃流雨水应排入市政污水管道。 Ⅱ 一般项 11.2.19 雨水斗是控制屋面排水状态的重要设备,屋面雨水排水系统应根据不同的系统采用相应的雨水斗。重力流排水系统应采用重力流雨水斗,不可用平箅或通气帽等替代雨水斗,避免造成排水不通畅或管道吸瘪的现象。我国65型和87型雨水斗是在苏联BP型雨水斗的基础上,消化吸收创新,经试验研发而成。其构造在低进水流量时为重力流,在中等流量时形成掺气两相流,在高流量时为压力流或虹吸流。在两相流时其掺气量和泄水量随着管系变化而变化,我国经多次模拟试验推导出屋面雨水排水掺气两相流公式。将87型雨水斗严格控制斗前水深时,即为完全重力流雨水斗。满管压力流排水系统应采用专用的虹吸雨水斗,该雨水斗严格限制斗前水,合理设计进水断面,使虹吸雨水斗与短立管联合形成虹吸雨水系统的末端。 11.2.20 一个屋面上应设置不少于2个雨水斗。在不能以伸缩缝或沉降缝为屋面雨水分水线时,应在缝的两侧各设一个雨水斗。雨水斗应避免布置在天沟的转折处。变形缝两侧雨水斗的连接管合并接入一根立管或悬吊管上时,应设置伸缩器或金属软管。雨水斗应设在冬季易受室内温度影响的屋顶范围内,以减少冰冻。虹吸式雨水斗应设置在每个汇水区域屋面或天沟的最低点,2个雨水斗之间的间距不宜大于20m。设置在裙房屋面上的虹吸式雨水斗距裙房与主楼交界处的距离不应小于1m,且不应大于10m。雨水斗宜对雨水立管作对称布置;连接有多个雨水斗的立管,其顶不得设置雨水斗。 11.2.23 雨水入渗除补充地下水外,也有削减洪峰和排涝的作用,美国、欧洲和日本等发达国家和地区有不少这类的工程实例。此外,有的场地或小区要求不积水,雨水要迅速排干,而下游的雨水排除设施能力有限,这时也需要利用雨洪调蓄设施调节雨水量。 11.2.25 绿地和铺砌的透水地面适用范围广,宜优先采用;当地面入渗所需面积不足时可采用浅沟入渗;浅沟渗渠组合入渗适用于土壤渗透系数不小于5×10-6m/s的场所。 各种渗透设施中采用绿地入渗的造价最低,各种硬化面上的雨水(包括路面雨水)入渗时宜优先考虑绿地入渗。当路面雨水没有条件利用绿地入渗时,宜铺装透水地面或设置渗透管沟、入渗井。透水铺装地面不宜接纳客地雨水。 11.2.26 渗透地面雨水径流量较小,可尽量沿地面自然坡降在低洼处收集雨水,采用明渠排水,以节约投资。 11.2.28 与压力排出管连接的雨水检查井应能承受水流的冲力,应采用钢筋混凝土结构或消能井,并宜有排气措施。 在虹吸系统中,由于水的活塞现象,会压缩下游空气,而空气压力又会反过来影响虹吸系统的正常工作,同时系统中也有少量空气释出,因此,检查井必须有排气措施。