王繼明;趙世明

　　雨水系統(tǒng)研究項(xiàng)目留下了大量的珍貴試驗(yàn)資料，這些資料怎樣被再度利用，對(duì)現(xiàn)行的雨水系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的屋面雨水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使其另外一個(gè)重要的性能指標(biāo)———經(jīng)濟(jì)性，得以完善呢?辦法是把目前的雨水系統(tǒng)改進(jìn)成為一個(gè)既安全、又經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。

　　在我國(guó)建筑給排水領(lǐng)域中，雨水系統(tǒng)研究所投入的精力之巨，研究人員之多，時(shí)間之長(zhǎng)，恐怕沒(méi)有哪一個(gè)項(xiàng)目(除消滅火系統(tǒng)外)能相匹及。國(guó)家在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代之所以如此重視雨水系統(tǒng)，是因?yàn)樗绊懥松a(chǎn)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。廠房?jī)?nèi)雨水檢查井冒水和廠房屋面雨水泛水曾造成過(guò)工廠幾天甚至幾十天的停產(chǎn)事故。
　　雨水系統(tǒng)的研究成果所產(chǎn)生的效益是豐厚的。近20年來(lái)的成果應(yīng)用實(shí)踐表明，包括廠房在內(nèi)的建筑物冒水泛水現(xiàn)象已經(jīng)消除，雨水系統(tǒng)研究實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。為國(guó)家挽回的經(jīng)濟(jì)損失當(dāng)以上億元計(jì)。
　　近20年來(lái)的應(yīng)用實(shí)踐還表明，我國(guó)雨水系統(tǒng)的安全性是足夠的。當(dāng)時(shí)雨水系統(tǒng)研究的出發(fā)點(diǎn)是要避免生產(chǎn)損失，這決定了所提出的雨水系統(tǒng)必須把安全性放在首位。
　　雨水系統(tǒng)研究項(xiàng)目留下了大量的珍貴試驗(yàn)資料，這些資料怎樣被再度利用，對(duì)現(xiàn)行的雨水系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的屋面雨水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使其另外一個(gè)重要的性能指標(biāo)———經(jīng)濟(jì)性，得以完善呢?辦法是把目前的雨水系統(tǒng)改進(jìn)成為一個(gè)既安全、又經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。
　　之所以要完善這個(gè)雨水系統(tǒng)，是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的雨水系統(tǒng)將在新一版的《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中退出，取而代之的是無(wú)壓流雨水系統(tǒng)———即規(guī)范報(bào)批稿中的“重力流”雨水系統(tǒng)(忽略水流運(yùn)動(dòng)中的壓力作用)，而這種系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)中又難以實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)述如下：
　　無(wú)壓流系統(tǒng)與傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)在性能上有兩個(gè)重要的差別：第一，超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水的處置差別。無(wú)壓流系統(tǒng)要求“超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的雨水應(yīng)由溢流設(shè)施排放”，不可進(jìn)入系統(tǒng)。傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)相返，允許超量雨水進(jìn)入，并在制定系統(tǒng)的流量負(fù)荷時(shí)預(yù)留了余量。這種差異是由兩個(gè)系統(tǒng)自身性質(zhì)決定的。無(wú)壓流系統(tǒng)按無(wú)壓水流狀態(tài)設(shè)置，并且是無(wú)壓流態(tài)向非無(wú)壓流轉(zhuǎn)化的臨界態(tài)。流量再增加，流態(tài)就超出了無(wú)壓流(即所謂的“重力流”)范圍，壓力的作用就不容忽視。傳統(tǒng)系統(tǒng)按氣水混合流有壓狀態(tài)設(shè)置，隨著斗前水位增加，系統(tǒng)中的水流狀態(tài)向水的一相滿流狀態(tài)過(guò)度，排水能力大幅度增加。在正常積水范圍，甚至可增加一倍。
　　第二，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取值的差異。傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)取值小，無(wú)壓注系統(tǒng)取值大。例如一般性建筑，傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1年，無(wú)壓流系統(tǒng)取3年(2～5年)。這種取值的差異是為滿足屋面盡量少出現(xiàn)溢水事故的要求而產(chǎn)生的。傳統(tǒng)系統(tǒng)雖然設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取值小，但由于制定系統(tǒng)的負(fù)荷能力時(shí)預(yù)留了充足的余量排超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水，故近20年來(lái)很少發(fā)生溢水。無(wú)壓流系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)規(guī)定，超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水都由溢流設(shè)施排放，故每逢超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期降雨，屋面就會(huì)溢水。為使溢水發(fā)生不至過(guò)頻，無(wú)壓流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期必然應(yīng)取較大的值。
　　上述兩點(diǎn)差別造成了無(wú)壓流系統(tǒng)的兩個(gè)缺陷：第一，在系統(tǒng)處于非滿流階段，讓超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水不進(jìn)入雨水斗而由溢流口排走只是無(wú)壓流系統(tǒng)理念的一種美好愿望，工程中目前不能實(shí)現(xiàn)。原因有二：首先，雨水斗的進(jìn)水量對(duì)斗前水位的變化非常敏感，只要斗前水位稍有波動(dòng)，進(jìn)水量就變化很大。如何把斗前水位控制在設(shè)計(jì)水位之內(nèi)，從而阻止超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水不進(jìn)入雨水斗，工程中尚無(wú)措施，無(wú)壓流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體系中也尚未給出解決辦法。其次，女兒墻上溢流口通過(guò)建筑專業(yè)設(shè)計(jì)，其設(shè)置高度要高于雨水斗的設(shè)計(jì)斗前水位(太低了建筑師不接受)。這樣，超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水必優(yōu)先進(jìn)入雨水斗，其次才是溢流口。
　　第二，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性差。主要表現(xiàn)在兩方面：一、為維持無(wú)壓流(或“重力流”)狀態(tài)，系統(tǒng)的流量負(fù)荷被降低。比如DN100金屬立管，傳統(tǒng)系統(tǒng)負(fù)荷為19L/s，無(wú)壓系統(tǒng)變?yōu)?1.77L/s，只是傳統(tǒng)系統(tǒng)的62%。二、由于設(shè)計(jì)重現(xiàn)期大，設(shè)計(jì)計(jì)算流量被增大。例如一般性建筑，無(wú)壓流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)降雨量是傳統(tǒng)系統(tǒng)的1.39倍(北京、上海地區(qū))。
　　與無(wú)壓流系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)的雨水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)與完善，其固有的優(yōu)勢(shì)愈加突出，并具有廣泛的實(shí)用性和很強(qiáng)的生命力。