超高层建筑雨水排水系统设计常见问题及应对措施

归纳了一下超高层建筑雨水排水系统设计的常见问题，并提出了相应的应对措施，欢迎点评！

一、屋面雨水系统与设备层排水系统串接

当前，很多超高层建筑采用全玻璃幕墙，要求考虑幕墙的清洗，擦窗机设备层会有雨水进入。部分设计人员在设计设备层雨水排水系统时选择了雨水斗，并在低区与屋面雨水立管连通。常用的87型雨水斗系统属气水混合流，半有压流态，需考虑压力，应采用密闭系统。雨水斗虽然町在不同高度接人同一根立管，但最低雨水斗距离立管低端的高度应在上部1/3负压区，有些设计人员疏忽了这条规定。实际上，因设备层排水多为飘雨，水量很小，完全可以采用重力流排放，即把雨水斗改为地漏，设计单独的立管，从而避免因二、疏忽而把设备层雨水斗接入屋面雨水正压区的错误。

二、立管承压能力不够导致爆管或被吸瘪

最近几年，极端天气时有出现，从今年广州市的内涝到如今多个城市积水，说明局部地区、短时间暴雨强度超过100年以上重现期的暴雨非常有可能发生，这将造成因雨水斗斗前水深的加大，可能导致雨水立管局部管段的满流共至全立管满流（当斗前水深足够深时）。由此，会造成立管下部承正压，上部承负压，最终导致雨水管被吸瘪或爆裂。为避免上述情况，《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242--2002）5.3.1条和《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水）（2009年版）5.3.10.1条规定，屋面雨水系统应采用承压管道、管配件和接口，额定压力不小于建筑高度静水压。对于高度超过３００ １ＴＩ的建筑，如上海中心大厦、环球金融中心大厦、金茂大厦等，使用87型雨水斗，雨水系统按重力系统设计时，立管叮能产生局部满管的水柱高度是多少？是否真的会产生满管的情况？超过设计重现期，立管内的情况又是如何？立管折转形成的减压、消能效果到底如何？既没有工程实例经验目前也无法用试验验证。而市场七常规金属管的承压能力最大在4.5MPa左右，无法满足《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242--2002）5.3.1条要求。即便管道有足够的承压，出户管上高速出流的雨水，在气水混合状态下，对检查井的冲击产生的破坏也难以控制。

针对上述问题，可采用以下几种技术措施：

（1）根据《雨水斗》（ols 302）标准图集中８７型雨水斗的斗前水深资料，利用控制溢流口的底标高，使雨水斗前水深在8~11cm，避免雨水立管水流出现满管压力流。

（2）通过与建筑专业沟通，充分利用建筑物高的有利条件，多开溢流孔（超过300m的建筑，屋顶的风速很大，可吹散从溢流口流出的水柱，使其均匀飘洒在空中），降低雨水立管负荷，控制雨水立管泄流量，减少立管满流的叮能。

（3）利用幕墙构造设计，使溢流口出水形成高空抛洒的形式，让溢流水尽可能散开，减少溢流水对地面的影响。同时设置多个溢流口有两个作用：

①通过在不同朝向设置溢流口，可防止某一侧的溢流口处于迎风面时，由于风的作用，导致溢流不畅；

②多个溢流口可以有效缩短天沟上游至溢流口的距离，不致因水力坡度造成天沟上游水位过高，导致屋面积水甚至进入室内。

（4）设置中间水箱，消除立管的静压和动能。对于300m以下的超高层建筑，可以采用屋面雨水直接排出室外的做法，即使屋面雨水立管完全满流，目前市场中的管材承压能力仍可以满足设计要求。但对于超过300121的建筑来说，即使在中间采用转折消能等措施，也仅町解决雨水出水口动能问题，无法满足静压要求。在重力工况下，气水混合流在立管内形成局部满管的情况是存在的，但这种局部满管造成的危害有多大，无法进行理论计算，也缺乏300m以上高度的试验或工程实例数据。完全靠提高立管管材的耐压能力不能彻底解决该问题。同时，出户管中混合着空气的高速水流对检查井的冲击也危害巨大，夹气的高速水流会冲毁检查井或将其井井盖顶起。在这种情况下，应该设置减压水箱减压，将建筑竖向分成２个区来处理。同时，随着绿色、节能理念的深入，也可以利用中间水箱的调蓄功能收集屋面雨水（如下图），经处理后，作为中水回用。由于雨水回用系统设置在高位，处理后的水可以直接重力供给用户而无需水泵提升，又达到节能的目的。

设置中间水箱可以有效解决管网超压的问题，但如何避免水箱溢流、设备间地面积水、实现屋面雨水是否进入中间水箱的自动切换等尚需进一步研究。

三、不分区雨水排水系统存在问题

对于300m以下高度的超高层建筑，通常采用不分区的雨水排水系统，有很多成功的案例。但在使用中也存在一些问题，如经常溢流对建筑周边地面的影响、大暴雨时接雨水出户管的检查井井盖被顶起等。

分析原因，主要是屋面溢流口设置高度不当及雨水系统中的空气在检查井内析出，导致检查井内雨水气水流态不稳定所致。

解决的办法是：在出户检查井上设置通气管或带排气孔的检查井盖。参照压力流（虹吸式）排水系统的经验，排气孔的面积不宜小于井盖面积的30％。