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摘要：雨水排水系统是建筑给排水设计的重要组成部分，现结合有关工程实例谈谈建筑雨水排水系统设计中在系统形式选择、设计雨水量确定、溢流设施设置以及与建筑专业配合等方面应该注意的几个问题。
关键词：建筑雨水排水、87型雨水斗、虹吸式排水
Abstract: the rainwater drainage system building water supply is an important part of the design, and now with the related engineering example about building the rain water system design in the system of choice, design the rain water form is sure, overflow facilities set and building professional aspects and with should pay attention to several problems.
Keywords: building the rain water drainage, type 87 rainwater drainage measures, siphon type
中图分类号：S276文献标识码：A 文章编号：
1.引言：由于建筑雨水排水系统组成相对简单，长期以来未能受到足够的重视。随着近年来全球气候异常变化，各地极端天气情况不断发生，暴雨频繁。各类建筑由于原有雨水系统排水不畅造成漏水、倒灌等事故时有发生。现结合自己的工程实践谈谈建筑雨水排水系统设计中应注意的几个问题。
2.系统形式选择：屋面雨水排水系统一般分为以下三种排水形式：半压力流系统（如65型、87（79）型系列雨水斗排水）、压力流系统（即通常所说的虹吸式排水）以及重力流排水系统（自由堰流排水）。各系统的主要特点见下表：
近年来随着各类会展中心、博物馆、体育馆、机场、火车站等大体量建筑的增多，虹吸式雨水排水系统应用越来越多。似乎给人造成了一些认识上的误区，认为虹吸式雨水系统要比传统的87型雨水斗系统安全。从上表可以看出， 87型雨水斗系统是预留有排除超设计流量雨水的，而虹吸式雨水系统由于是满管流设计，超设计流量雨水则只能依赖溢流设施来排除。以口径DN100，87型钢制雨水斗为例，设计一般采用的泄流量为12L/s，此数据为斗前水深65mm时的泄流量。实际运行中随着斗前水深的加深，其最大泄流能力可达35L/s。因此留有相当大的超设计流量排水能力。
浙江某中型火车站站房工程，采用钢筋混凝土屋面，其汇水面积约9000m2。根据建筑柱网布置设计采用35根DN100单立管87型雨水斗排水系统。2009年工程雨水系统刚刚施工完毕就迎来了罕见的强台风“莫拉克”，此时的瞬时暴雨强度远超出了设计值。但根据施工人员现场反馈，系统排水能力没有任何问题，屋面雨水在短时间内就被及时排出。没有产生积水及溢流现象。可见87型雨水排水系统的安全性还是相当可靠的。
3.设计降雨量的确定：
设计雨水流量公式形式比较简单：qy=qiΨFw/1000。但却是建筑雨水排水系统中最重要的设计参数。其计算值的对错是系统设计成败的关键，需要注意以下几个问题。
3.1暴雨强度的计算：目前国内普遍采用的暴雨强度公式为：
qi=167A（1+clgP）/(t+b)n。
根据新版《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2009)中的有关条文规定，对建筑屋面而言降雨历时t=5min。暴雨重现期P，一般性建筑屋面取2~5年，重要公共建筑屋面≥10年。其中，降雨历时是指汇水面积最远点地表径流到雨水管渠入口的时间。屋面采用5min降雨历时是因为暴雨强度公式推导过程中所采用的实测资料的最小时段为5mim。也就是说对于小于5min的降雨历时，此公式将不再能适用。实际上，根据资料【1】及有关工程实践，对某些坡度较大的屋面会出现降雨历时小于5min的情况。此时，实际降雨的暴雨强度将大于设计值。这也是新版《建筑给水排水设计规范》增加当采用天沟集水，且沟檐溢水会流入室内时，降雨强度应乘以1.5系数的原因之一。
某西北国际会展中心，建筑面积约80000m2，其中E展厅屋面汇水面积约13000m2，屋面为桁架钢结构压型钢板屋面。屋面呈U形，两侧高，中间低。坡度8.55%。其檐沟大样如下图：
设计重现期采用50年，选用9只DN100虹吸雨水斗。2009年7月该市遭遇20年一遇强降雨，屋面发生大面积漏水事故。事后总结，除了屋面部分雨水斗被大量建筑垃圾堵塞瞬时暴雨无法及时通过雨水系统排出，施工时天沟两侧与屋面板交界处未能封闭，留有较大空隙，使得天沟内雨水直接通过缝隙涌进室内是其主要原因。另外，工程设计之初新版《建筑给水排水设计规范》尚未实施，对此种坡屋面系统降雨历时采用5min计算，并未乘以1.5放大系数应该也是系统设计安全余量不足的原因之一。
3.2径流系数：过去对建筑屋面的径流系数一般均取0.9。随着各种新型建筑屋面材料的应用越来越广泛，对金属屋面，新版规范中已明确径流系数可取1.0。这也是现今越来越多钢结构屋面虹吸雨水排水系统设计时需要注意的一个方面。
3.3汇水面积：建筑雨水汇水面积应为屋面水平投影面积。高出屋面的毗邻侧墙，应附加其最大受雨面正投影的一半计入有效汇水面积。这种情况在错层式建筑或者高层建筑中裙房屋面中尤为明显。有时屋面本身面积并不大，但是加上侧墙汇水面积后的计算汇水面积却并不小。
以下是江苏某高校图书馆工程的剖面图。该建筑为层层退台式建筑，总建筑面积约23000m2。屋面雨水采用87型雨水斗形式。系统随建筑形式层层承接布置。每层屋面降雨量除考虑本屋面面积及侧墙面积的一半外还需要考虑承接上层屋面雨水量。
4.溢流设施的设置：一直以来溢流设施的设置一直没有得到应有的重视。对此《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）第4.9.8条及4.9.9条都有具体的规定。但由于溢流口的开设会对建筑立面造成一定的影响，很多工程施工中并未能实现。随着近年极端气候的不断出现，短时强降雨越来越多。溢流设施的设置应引起相关人员的足够重视。以便为超设计流量雨水提供一个出路，避免发生屋面積水、漏雨甚至引发结构安全事故。
5.与建筑专业的配合：不管何种雨水排水系统，一个好的设计都离不开各专业的互相配合。通常排水系统中屋面形式、天沟位置以及溢流口的开设等均由建筑专业图纸表示。但这些又与给排水专业的排水系统密切相关，因此，作为给排水专业也应该注意其建筑节点的做法。
5.1排水系统与建筑伸缩缝、沉降缝、变形缝：通常排水系统布置应以伸缩缝、沉降缝、变形缝为界。这一点在普通屋面天沟中不难实现。但在有些大型架空广场中，广场与主楼间伸缩缝、沉降缝两侧排水的处理往往容易被忽略。
浙江某市行政中心综合楼，主楼前设置有大面积架空广场，架空广场下部作为车行办公人员的主要出入口。由于在主楼与广场交接处仅按室内一般变形缝方法处理。雨天时大量广场雨水涌入变形缝，造成广场下车行人员出入口部分漏雨不止。后在变形缝两侧分别设置排水沟，变形缝内采用质量更好的刚性防水卷材解决了该问题。
5.2外门雨棚和室内外高差的设置。一般主要出入口位置的外门，建筑专业会设置有雨棚并且室内外做高差处理。但对一些次要的外门或者主楼开向裙房屋面、露台的外门有时会忽略设置雨棚。此时暴雨时大量雨水沿主楼外墙落下，没有雨棚的阻挡，雨水直接沿外门门缝进入室内。笔者也曾遇到在主楼开向裙房屋面外门处不做高差的情况。暴雨时裙房屋面雨水沿外门门缝进入室内，破坏室内大量地面铺装。最终只有在外门外增加挡水台阶来解决。
6.结语：
雨水排水系统是建筑给排水设计的重要组成部分，随着极端气候的不断出现，各类雨水漏水、倒灌事故的不断发生提醒我们在系统形式选择、设计雨水量确定、溢流设施设置以及与建筑专业节点配合等方面更加关注。以有利于工程交付后的安全、舒适使用，避免不必要的经济损失。
参考资料：
马宁，丁晓珏.对大型库房雨棚雨水系统设计的体会与思考[J]. 给水排水 2011，37（4）：62-65。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：建筑雨水排水、87型雨水斗、虹吸式排水
Abstract: the rainwater drainage system building water supply is an important part of the design, and now with the related engineering example about building the rain water system design in the system of choice, design the rain water form is sure, overflow facilities set and building professional aspects and with should pay attention to several problems.
Keywords: building the rain water drainage, type 87 rainwater drainage measures, siphon type
中图分类号：S276文献标识码：A 文章编号：
1.引言：由于建筑雨水排水系统组成相对简单，长期以来未能受到足够的重视。随着近年来全球气候异常变化，各地极端天气情况不断发生，暴雨频繁。各类建筑由于原有雨水系统排水不畅造成漏水、倒灌等事故时有发生。现结合自己的工程实践谈谈建筑雨水排水系统设计中应注意的几个问题。
2.系统形式选择：屋面雨水排水系统一般分为以下三种排水形式：半压力流系统（如65型、87（79）型系列雨水斗排水）、压力流系统（即通常所说的虹吸式排水）以及重力流排水系统（自由堰流排水）。各系统的主要特点见下表：
近年来随着各类会展中心、博物馆、体育馆、机场、火车站等大体量建筑的增多，虹吸式雨水排水系统应用越来越多。似乎给人造成了一些认识上的误区，认为虹吸式雨水系统要比传统的87型雨水斗系统安全。从上表可以看出， 87型雨水斗系统是预留有排除超设计流量雨水的，而虹吸式雨水系统由于是满管流设计，超设计流量雨水则只能依赖溢流设施来排除。以口径DN100，87型钢制雨水斗为例，设计一般采用的泄流量为12L/s，此数据为斗前水深65mm时的泄流量。实际运行中随着斗前水深的加深，其最大泄流能力可达35L/s。因此留有相当大的超设计流量排水能力。
浙江某中型火车站站房工程，采用钢筋混凝土屋面，其汇水面积约9000m2。根据建筑柱网布置设计采用35根DN100单立管87型雨水斗排水系统。2009年工程雨水系统刚刚施工完毕就迎来了罕见的强台风“莫拉克”，此时的瞬时暴雨强度远超出了设计值。但根据施工人员现场反馈，系统排水能力没有任何问题，屋面雨水在短时间内就被及时排出。没有产生积水及溢流现象。可见87型雨水排水系统的安全性还是相当可靠的。
3.设计降雨量的确定：
设计雨水流量公式形式比较简单：qy=qiΨFw/1000。但却是建筑雨水排水系统中最重要的设计参数。其计算值的对错是系统设计成败的关键，需要注意以下几个问题。
3.1暴雨强度的计算：目前国内普遍采用的暴雨强度公式为：
qi=167A（1+clgP）/(t+b)n。
根据新版《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2009)中的有关条文规定，对建筑屋面而言降雨历时t=5min。暴雨重现期P，一般性建筑屋面取2~5年，重要公共建筑屋面≥10年。其中，降雨历时是指汇水面积最远点地表径流到雨水管渠入口的时间。屋面采用5min降雨历时是因为暴雨强度公式推导过程中所采用的实测资料的最小时段为5mim。也就是说对于小于5min的降雨历时，此公式将不再能适用。实际上，根据资料【1】及有关工程实践，对某些坡度较大的屋面会出现降雨历时小于5min的情况。此时，实际降雨的暴雨强度将大于设计值。这也是新版《建筑给水排水设计规范》增加当采用天沟集水，且沟檐溢水会流入室内时，降雨强度应乘以1.5系数的原因之一。
某西北国际会展中心，建筑面积约80000m2，其中E展厅屋面汇水面积约13000m2，屋面为桁架钢结构压型钢板屋面。屋面呈U形，两侧高，中间低。坡度8.55%。其檐沟大样如下图：
设计重现期采用50年，选用9只DN100虹吸雨水斗。2009年7月该市遭遇20年一遇强降雨，屋面发生大面积漏水事故。事后总结，除了屋面部分雨水斗被大量建筑垃圾堵塞瞬时暴雨无法及时通过雨水系统排出，施工时天沟两侧与屋面板交界处未能封闭，留有较大空隙，使得天沟内雨水直接通过缝隙涌进室内是其主要原因。另外，工程设计之初新版《建筑给水排水设计规范》尚未实施，对此种坡屋面系统降雨历时采用5min计算，并未乘以1.5放大系数应该也是系统设计安全余量不足的原因之一。
3.2径流系数：过去对建筑屋面的径流系数一般均取0.9。随着各种新型建筑屋面材料的应用越来越广泛，对金属屋面，新版规范中已明确径流系数可取1.0。这也是现今越来越多钢结构屋面虹吸雨水排水系统设计时需要注意的一个方面。
3.3汇水面积：建筑雨水汇水面积应为屋面水平投影面积。高出屋面的毗邻侧墙，应附加其最大受雨面正投影的一半计入有效汇水面积。这种情况在错层式建筑或者高层建筑中裙房屋面中尤为明显。有时屋面本身面积并不大，但是加上侧墙汇水面积后的计算汇水面积却并不小。
以下是江苏某高校图书馆工程的剖面图。该建筑为层层退台式建筑，总建筑面积约23000m2。屋面雨水采用87型雨水斗形式。系统随建筑形式层层承接布置。每层屋面降雨量除考虑本屋面面积及侧墙面积的一半外还需要考虑承接上层屋面雨水量。
4.溢流设施的设置：一直以来溢流设施的设置一直没有得到应有的重视。对此《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）第4.9.8条及4.9.9条都有具体的规定。但由于溢流口的开设会对建筑立面造成一定的影响，很多工程施工中并未能实现。随着近年极端气候的不断出现，短时强降雨越来越多。溢流设施的设置应引起相关人员的足够重视。以便为超设计流量雨水提供一个出路，避免发生屋面積水、漏雨甚至引发结构安全事故。
5.与建筑专业的配合：不管何种雨水排水系统，一个好的设计都离不开各专业的互相配合。通常排水系统中屋面形式、天沟位置以及溢流口的开设等均由建筑专业图纸表示。但这些又与给排水专业的排水系统密切相关，因此，作为给排水专业也应该注意其建筑节点的做法。
5.1排水系统与建筑伸缩缝、沉降缝、变形缝：通常排水系统布置应以伸缩缝、沉降缝、变形缝为界。这一点在普通屋面天沟中不难实现。但在有些大型架空广场中，广场与主楼间伸缩缝、沉降缝两侧排水的处理往往容易被忽略。
浙江某市行政中心综合楼，主楼前设置有大面积架空广场，架空广场下部作为车行办公人员的主要出入口。由于在主楼与广场交接处仅按室内一般变形缝方法处理。雨天时大量广场雨水涌入变形缝，造成广场下车行人员出入口部分漏雨不止。后在变形缝两侧分别设置排水沟，变形缝内采用质量更好的刚性防水卷材解决了该问题。
5.2外门雨棚和室内外高差的设置。一般主要出入口位置的外门，建筑专业会设置有雨棚并且室内外做高差处理。但对一些次要的外门或者主楼开向裙房屋面、露台的外门有时会忽略设置雨棚。此时暴雨时大量雨水沿主楼外墙落下，没有雨棚的阻挡，雨水直接沿外门门缝进入室内。笔者也曾遇到在主楼开向裙房屋面外门处不做高差的情况。暴雨时裙房屋面雨水沿外门门缝进入室内，破坏室内大量地面铺装。最终只有在外门外增加挡水台阶来解决。
6.结语：
雨水排水系统是建筑给排水设计的重要组成部分，随着极端气候的不断出现，各类雨水漏水、倒灌事故的不断发生提醒我们在系统形式选择、设计雨水量确定、溢流设施设置以及与建筑专业节点配合等方面更加关注。以有利于工程交付后的安全、舒适使用，避免不必要的经济损失。
参考资料：
马宁，丁晓珏.对大型库房雨棚雨水系统设计的体会与思考[J]. 给水排水 2011，37（4）：62-65。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。