大型屋面虹吸雨水系統(tǒng)要點(diǎn)分析

摘 要：虹吸式雨水系統(tǒng)憑借其較高的排水效率，在大型屋面的雨水排放中得到廣泛應(yīng)用。文章結(jié)合已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)大型屋面的特點(diǎn)，對(duì)虹吸雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：大型屋面；虹吸雨水系統(tǒng)；防排水

引言

建筑虹吸式雨水系統(tǒng)發(fā)明于1968年，自上世紀(jì)90年代引進(jìn)國(guó)內(nèi)以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大型屋面越來(lái)越多，虹吸式雨水系統(tǒng)憑借其較高的排水效率、較小的空間占用率和用料省等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在大型屋面。但近年極端天氣現(xiàn)象頻發(fā)，多地多個(gè)大型屋面發(fā)生了令人尷尬的漏雨事件，大型屋面的防排水問(wèn)題受到重視，建筑虹吸式雨水系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到關(guān)注。建筑虹吸式雨水系統(tǒng)與傳統(tǒng)重力流排水系統(tǒng)相比雖有其優(yōu)勢(shì)，但在應(yīng)用的過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，有必要對(duì)其進(jìn)行深入地探討和分析。

1 防排水結(jié)合

屋面防水和排水是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，考慮防水的同時(shí)應(yīng)考慮排水，防排結(jié)合是屋面防水概念的主要內(nèi)容。大型屋面工程中，屋面多采用金屬材料，金屬材料的熱脹率高，大型金屬屋面的熱脹冷縮現(xiàn)象尤其明顯，必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)防水。另外，大型屋面天溝與屋面接觸部位為金屬天溝的脹縮留有間隙，無(wú)法完全密封，此處極易發(fā)生漏水現(xiàn)象，一定要重視天溝與屋面接觸面的防水。大型屋面防水工程設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照I級(jí)防水等級(jí)、兩道防水設(shè)防[1]。屋面工程中對(duì)屋面坡度、天溝、檐溝的匯水面積、水落口、管徑大小等設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能使水以較快的速度、簡(jiǎn)捷的途徑順暢排除，減輕屋面防水層的負(fù)擔(dān)，減少屋面滲漏水的機(jī)會(huì)，做好排水是提高防水功能的有效措施。大型屋面設(shè)計(jì)防水排水應(yīng)著重注意：（1）盡量避免設(shè)置內(nèi)天溝。（2）屋面和天溝整體做柔性卷材防水。（3）雨水分區(qū)劃分時(shí)應(yīng)使排水路線通暢，排水長(zhǎng)度合理，不應(yīng)跨越伸縮縫、變形縫。雨水分區(qū)應(yīng)使排水路線通暢，排水長(zhǎng)度合理，不應(yīng)跨越伸縮縫、變形縫。大型屋面虹吸雨水系統(tǒng)單個(gè)雨水分區(qū)面積不宜小于600m2，劃分太小導(dǎo)致雨水溝小而密，雨水組織混亂，盡量避免無(wú)自然泄流條件的內(nèi)分區(qū)。

2 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期

建筑虹吸式雨水系統(tǒng)并不是設(shè)計(jì)重現(xiàn)期越大越合理。與傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)相反，重力排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期越大，排水能力越強(qiáng)，安全度有所提高；但是提高建筑虹吸式雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，并不利于虹吸壓力流的形成，安全度并未提高。在以往的設(shè)計(jì)中將建筑虹吸式雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期提高到50～100年，內(nèi)天溝按照規(guī)范要乘以1.5的安全系數(shù)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)流量增加，天溝容積增加，虹吸管道大大增加，引起的后果是虹吸系統(tǒng)的形成時(shí)間大大延遲，正常重現(xiàn)期5～10年的降雨量無(wú)法快速形成虹吸，小流量下無(wú)坡度的懸吊管內(nèi)流速很小，不利于管道系統(tǒng)的自潔，增加了管道堵塞的危險(xiǎn)。

3 天溝設(shè)計(jì)

天溝在建筑虹吸式雨水系統(tǒng)中的作用常被忽視，尤其是合理的天溝尺寸計(jì)算常常被忽略。天溝主要作用包括：（1）提高斗前水深盡快形成虹吸。（2）貯存虹吸啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)的降雨量。（3）提供一定的保護(hù)高度，避免超設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度時(shí)雨水翻上屋面或翻出溝外。合理的天溝尺寸可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)荷載減少投資，可以提高虹吸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。其寬度應(yīng)滿足雨水斗的安裝要求，在未確定供貨商的時(shí)候可按照500～600mm控制。其深度最小不小于250mm，主要包括設(shè)計(jì)水深和保護(hù)高度，設(shè)計(jì)水深和雨水分區(qū)的面積和虹吸系統(tǒng)的形成時(shí)間有關(guān)。大型屋面的金屬屋面天溝對(duì)熱脹冷縮很敏感，所以天溝也設(shè)有伸縮縫，天溝伸縮縫的構(gòu)造往往是將天溝打斷處理，導(dǎo)致雨水系統(tǒng)間無(wú)法連通，所以雨水分區(qū)不應(yīng)跨越天溝的伸縮縫，單個(gè)虹吸式雨水系統(tǒng)不應(yīng)跨越雨水分區(qū)，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。

4 溢流系統(tǒng)

建筑虹吸式雨水系統(tǒng)是水的單相滿流，在設(shè)計(jì)工況下，為減少立管數(shù)量，勢(shì)能已經(jīng)被充分利用，排水能力已達(dá)極限，對(duì)超設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度的降雨量沒(méi)有調(diào)節(jié)能力，如果靠天溝來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)蓄的功能，會(huì)給屋面結(jié)構(gòu)計(jì)算及整個(gè)屋面的安全性帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。所以虹吸式雨水系統(tǒng)必須設(shè)置溢流設(shè)施，而且必須是獨(dú)立系統(tǒng)，以確保屋面安全。通過(guò)上文建筑虹吸式雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的分析，在滿足總排水能力的前提下，溢流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。溢流系統(tǒng)的作用主要包括：（1）虹吸式雨水系統(tǒng)堵塞、故障時(shí)應(yīng)急排水。（2）超虹吸式雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水排除。（3）低于虹吸式雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)雨水排除。這些作用要求溢流系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和排水能力可擴(kuò)展性，其出口須采用間接排水，推薦使用溢流口及重力流管道系統(tǒng)。

5 管理維護(hù)

大型屋面虹吸雨水系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)計(jì)算精密，施工過(guò)程中難免需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做局部調(diào)整，施工質(zhì)量也會(huì)對(duì)系統(tǒng)實(shí)際排水能力產(chǎn)生影響，竣工驗(yàn)收時(shí)應(yīng)做現(xiàn)場(chǎng)排水能力測(cè)試，確保工程滿足設(shè)計(jì)排水要求?？⒐ず笥晁潘到y(tǒng)應(yīng)定期維護(hù)，每年至少在雨季前做一次巡檢[2]。需要重點(diǎn)關(guān)注清除屋面或天溝內(nèi)雜物，清除雨水斗和管道中的雜物，清除出口下游管道中的雜物，監(jiān)測(cè)天溝變形確保溝底排水坡度，定期檢查固定系統(tǒng)，嚴(yán)寒寒冷地區(qū)須做好屋面融雪及管道保溫，建立檢查和維護(hù)檔案。雨水排水系統(tǒng)備品備件應(yīng)齊全，維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的缺陷和問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。

6 結(jié)束語(yǔ)

建筑虹吸式雨水系統(tǒng)的啟動(dòng)是快速而且復(fù)雜的過(guò)程，啟動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有至關(guān)重要的作用。屋面防排水系統(tǒng)作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，一套精密運(yùn)行的系統(tǒng)，實(shí)際運(yùn)行效果離不開(kāi)細(xì)致的設(shè)計(jì)、計(jì)算、安裝、管理和維護(hù)。系統(tǒng)產(chǎn)品國(guó)際上有BBA認(rèn)證，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)認(rèn)證，關(guān)于該系統(tǒng)還需要更深入細(xì)致的研究，以確保大型屋面的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]山西建筑工程（集團(tuán)）總公司.GB50345-2012 屋面工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院.CJJ142-2014 建筑屋面雨水排水系統(tǒng)技術(shù)

規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.