趙筱陽， 陳愛軍

（1.湖南工程學院 基建處，湘潭411104；2.湖南工程學院 建筑工程學院，湘潭411104）

0 引 言

針對上述問題，筆者提出可在進行屋面虹吸雨水排水系統(tǒng)設計時考慮分級分梯次排水，即可參考溢流擋水板的設置方式，設置導流板將一些匯水分區(qū)的雨水排至相鄰分區(qū)的天溝內，同時該部分分區(qū)的天溝停止工作.其中導流板的高度可設置為該區(qū)雨水斗臨界水深的高度，這樣可保證雨水流量較少、屋面水深較淺時，雨水能被導流至相鄰分區(qū)實現分級分梯次排水，而流量較大時該分區(qū)雨水系統(tǒng)可正常工作.

1 研究背景

以湖南工程學院體育館（虹吸）壓力流雨水排水系統(tǒng)作為研究背景.由表1可得出屋面虹吸壓力流雨水排水系統(tǒng)對應不同管徑雨水斗的的斗前臨界水深hL1.定義降雨歷時5min，天溝內水深達到臨界水深的降雨強度為臨界降雨強度，對應的降雨重現期為臨界重現期.

表1 （虹吸）壓力流雨水斗臨界水深

湖南工程學院體育館屋面所設計的天溝尺寸（長×寬）為72m×0.5m，底面積S為36m2.系統(tǒng)所采用的暴雨強度公式中參數A1、C、n、b分別為6.635、0.95、0.623、0.首先按屋面分區(qū)計算各區(qū)對應的臨界降雨強度和臨界重現期.

臨界重現期 P1＝10－0.98≈0.1（年）

同樣的可求得S2區(qū)臨界降雨強度和臨界重現期，計算結果如表2所示.

表2 體育館屋面各匯水分區(qū)臨界降雨強度和臨界重現期

2 理論計算分析

由表2可知，各分區(qū)的臨界重現期相差很小，約等于0.1年.按屋面總面積（10097m2）和所有天溝的面積（144m2）來計算總的臨界降雨強度和臨界重現期，以總的臨界重現期作為分界標準，斗前臨界水深采用最小雨水斗斗徑對應的最低臨界水深.計算過程如下：

雨量重現期＜臨界重現期，即降雨強度低于臨界降雨強度時，按《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB50015－2003）規(guī)定的重現期設計的天溝所形成的水深會低于臨界水深，系統(tǒng)難以形成虹吸.可考慮屋面部分雨水分區(qū)設置導流板（導流板高度設置為臨界水深高度），將雨水引至相鄰分區(qū)的天溝內，同時該部分分區(qū)天溝停止工作，使天溝能夠收集到更大面積的雨水.例如在湖南工程學院體育館屋面（虹吸）壓力流雨水排水系統(tǒng)中，可考慮設置導流板將S2區(qū)的雨水匯集到S1區(qū)的天溝內，同時S2區(qū)的天溝停止工作；設置導流板將S3區(qū)的雨水匯集到S4區(qū)的天溝內，同時S3區(qū)的天溝停止工作.當雨量重現期為0.09年時，對應的降雨強度為2.655L／（s·104m2）），S1區(qū)的雨水流量為：

S2區(qū)的雨水流量為：

S3區(qū)的雨水流量為：

S4區(qū)的雨水流量為：

若不采取任何措施，S1區(qū)天溝水深：

S2區(qū)天溝水深：

S3區(qū)天溝水深：

S4區(qū)天溝水深：

設置導流板，將S2區(qū)的雨水匯集到S1區(qū)的天溝，S3區(qū)的雨水匯集到S4區(qū)的天溝，S1區(qū)天溝水深h≈8（mm），S4區(qū)天溝水深h≈15（mm）.在此必須注意，使天溝內雨水保持在臨界水深高度所對應的降雨強度和重現期較小，原有的暴雨強度公式將不再適用，此時應該選擇相應重現期范圍的暴雨強度公式進行計算.由于湖南工程學院體育館所使用的株洲市暴雨強度公式在低重現期的范圍內并不準確，因此以上計算僅對設置導流板進行分級分梯次排水后，同一匯水時間天溝內水深的增加進行定性的說明.

3 工程應用

臨界降雨強度（單位L／（s·104m2））：

根據暴雨強度公式，可依據下式結果進一步求得臨界重現期：

4 結束語

根據上述求得的臨界重現期推導公式（3），針對具體工程情況計算得到臨界重現期PL1，與雨量重現期P進行對比，當雨量重現期P＜PL1時，可考慮屋面部分雨水分區(qū)設置導流板，將雨水引至相鄰分區(qū)的天溝內，同時關閉該部分分區(qū)的天溝，使天溝能夠收集到更大面積的雨水，以增加斗前水深；當雨量重現期P＞PL1時，所有的屋面雨水分區(qū)正常收集雨水，以保證雨水迅速收集排出，防止雨水停留時間過長導致的屋面荷載增大.同時也應當注意到，當雨量重現期很?。?PL1）時，屋面所匯集的雨水量較少，且前期虹吸雨水排水系統(tǒng)以重力流的方式運行也能排出一部分雨水.

［1］ 趙筱陽.（虹吸）壓力流雨水排水系統(tǒng)在大型體育場館屋面中的應用研究［D］.長沙：湖南大學碩士學位論文，2011.

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