第33卷第7期Vo1．33No．

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建筑施工

BUILDINGCONSTRUCTION

【作者简介】李永奎（1978-），本科，工程师。联系地址：上海市

。凯旋路3131号1106室（200030）

【收稿日期】2011－07－02

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第7期

李永奎：关于虹吸式屋面雨水排水系统天沟溢流问题的探讨及改进建议

7/2011

区域为例，玻璃屋面沿B轴方向以i=30%的坡度由②轴坡向③轴，沿③轴方向以i=10%的坡度由A轴坡向B轴。天沟内设置了两套虹吸式屋面雨水排水系统，系统Ⅰ的4个雨水斗集中设置在①轴②轴之间的水平天沟内，单斗设计流量为21.6L/s；系统Ⅱ的6个雨水斗集中设置在④轴⑤轴之间的水平天沟内，单斗设计流量为21.6L/s；采用的设计暴雨强/shm2（·）。度为百年一遇的6.3L

Fw为汇水面积。数，取值为1；

F=S1+S2+S3=1766+1010+652=3428m2。②天沟实际排水能力计算：

Q=0.6×0.35×2.07=0.435m3/s=435L/sT=ω×VR=

b×H0.6×0.350

=0.162m=

2

1

2

1

101V=Ri=×0.162×0.007=2.07m/s

ω为天沟断面面积；R为水式中QT为天沟实际排水量；b为天沟宽度，设计宽度为0.6m；H力学半径；0为天沟有效n为粗糙度，V为深度，设计有效深度为0.35m；取值为0.012；

i为天沟实际坡度，取最小值0.007。水流速度；

Q由以上计算结果可见Q似乎不应发生局部T>qy，p>qy，天沟全面溢流事故，这与现场实际发生矛盾。但我们又不难看出，雨水设计流量qy在计算时出了问题，忽略了屋面材质、屋面坡度对汇水时间的影响，即忽略了对屋面的宣泄能

图2某大型公共建筑局部屋面示意

力的考虑。因此雨水设计流量qy应按照按下式进行计算：

该屋面、建筑外墙、虹吸式屋面雨水排水系统刚刚完成施工时，恰逢台风及暴雨高发的夏季。经过观察，在不同降雨B轴天沟发生不同情形的溢流事故：强度下，

工况一：小到中雨时天沟不溢流；工况二：降雨强度增④轴交叉处天沟发生局部溢流；强，在B轴与③、工况三：当B轴与②、③、④、⑤轴交叉处天沟降雨强度进一步增强时，

②、③轴之间均发生局部溢流；工况四：降雨强度再增强时，的天沟全面溢流。

根据调查和原因分析，从屋面的结构形式我们不难看出：玻璃屋面沿B轴方向存在i=30%的坡度，且外墙及屋面材质均为玻璃，水流阻力较小；外墙的雨水汇集到屋面后会③、④、⑤轴汇集，同玻璃屋面的雨水迅速沿屋面坡度向②、

汇水时间大大缩短的雨水以大流量高流速的流态冲击天沟，在天沟局部产生壅水现象，这就是工况二、三雨水外溢的直③、④、⑤轴天沟局部溢流发生时的暴接原因；工况三中②、④轴天沟局部溢流发生时的暴雨强雨强度大于工况二中③、

⑤轴较③、④轴更接近虹吸式雨水斗，度，是因为②、且天沟②、③轴之间的天沟全雨水流量相对较小；在工况四情形下，面溢流，而采用相同设计参数、屋面材质（铝镁锰合金金属屋面）、坡度不同（平均坡度i=5.4%，基本无集中汇水或集中汇水节点附近有虹吸式雨水斗排布）的另一屋面区域的天沟，则从未发生溢流事故。因此我们通过计算进行进一步分析。

①雨量校核计算：

qy=

K1qjψFw

=323.94L/s

式中K有关教学教材中，要求当1为屋面宣泄能力系数。

KK屋面坡度小于2.5%时，时，1取1.0，当屋面坡度大于2.5%1取1.5～2.0；行业内也有当屋面坡度大于2.5%时K1取1.2～1.5的要求；2003版的建筑给排水设计规范内同样提出“当采用天沟集水且沟檐溢流会流入室内时，设计暴雨强度应乘以1.5的系数”。故笔者认为该工程中K1取值为1.5较为合适，计算结果如上。

改进措施与建议：该工程Q天沟尺寸符合要求，不T>qy，需整改；天沟中部应增加排水设计流量为108L/s的溢流系③、④、⑤轴局部统，才能达到原设计要求；为防止天沟与②、交叉部位发生壅水性溢流，可在这几个部位的天沟中线位置增加导流挡板，对集中水流消能，调整天沟水流流态；虹吸配水系统的雨水斗的布置应尽量靠近以上溢流部位，即天沟汇水量集中部位。

2.2虹吸式屋面雨水排水系统的设计流量与室外雨水管网排水能力不匹配，排出管接入的检查井结构形式、尺寸不合理，导致系统总水头损失增加，系统排水能力下降，最终引起天沟溢水。

上海某大型展馆工程，因屋面汇水面积大，采用了多组虹吸式屋面雨水排水系统，且各个系统的相关设计参数（汇水面积、屋面汇水坡度较小且一致、设计暴雨强度、雨水斗型号、管道系统形式与尺寸）基本一致。在一次强降雨过程中，其中一组虹吸式屋面雨水排水系统的天沟发生了大范围的溢流，而其它相同的系统却排水正常。

现场施工管理人员紧急处置时发现，该虹吸排水系统排出管接入的室外雨水检查井的井盖孔隙向外喷水，移开井盖后，井内雨水大流量溢流到室外地表，同时该系统天沟溢水

Q=216L/s（4+6）p=21.6×

qψFw

qy=j=215.96L/s

qj式中Qp为本系统实际排水能力；qy为雨水设计流量；hm2ψ为径流系为设计暴雨强度，设计要求为630L/（s·）；

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李永奎：关于虹吸式屋面雨水排水系统天沟溢流问题的探讨及改进建议

第7期

现象消失。经事后查看，该检查井下游的管 …… 此处隐藏：2307字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……