王繼明;趙世明

　　雨水系統(tǒng)研究項目留下了大量的珍貴試驗資料，這些資料怎樣被再度利用，對現(xiàn)行的雨水系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的屋面雨水系統(tǒng)進行改進，使其另外一個重要的性能指標———經(jīng)濟性，得以完善呢?辦法是把目前的雨水系統(tǒng)改進成為一個既安全、又經(jīng)濟的系統(tǒng)。

　　在我國建筑給排水領(lǐng)域中，雨水系統(tǒng)研究所投入的精力之巨，研究人員之多，時間之長，恐怕沒有哪一個項目(除消滅火系統(tǒng)外)能相匹及。國家在計劃經(jīng)濟時代之所以如此重視雨水系統(tǒng)，是因為它影響了生產(chǎn)，造成了巨大的經(jīng)濟損失。廠房內(nèi)雨水檢查井冒水和廠房屋面雨水泛水曾造成過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年來的成果應用實踐表明，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)研究實現(xiàn)了預定目標。為國家挽回的經(jīng)濟損失當以上億元計。
　　近20年來的應用實踐還表明，我國雨水系統(tǒng)的安全性是足夠的。當時雨水系統(tǒng)研究的出發(fā)點是要避免生產(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)研究項目留下了大量的珍貴試驗資料，這些資料怎樣被再度利用，對現(xiàn)行的雨水系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的屋面雨水系統(tǒng)進行改進，使其另外一個重要的性能指標———經(jīng)濟性，得以完善呢?辦法是把目前的雨水系統(tǒng)改進成為一個既安全、又經(jīng)濟的系統(tǒng)。
　　之所以要完善這個雨水系統(tǒng)，是因為傳統(tǒng)的雨水系統(tǒng)將在新一版的《建筑給水排水設計規(guī)范》中退出，取而代之的是無壓流雨水系統(tǒng)———即規(guī)范報批稿中的“重力流”雨水系統(tǒng)(忽略水流運動中的壓力作用)，而這種系統(tǒng)在工程設計中又難以實現(xiàn)。簡述如下：
　　無壓流系統(tǒng)與傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)在性能上有兩個重要的差別：第一，超設計重現(xiàn)期雨水的處置差別。無壓流系統(tǒng)要求“超設計重現(xiàn)期的雨水應由溢流設施排放”，不可進入系統(tǒng)。傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)相返，允許超量雨水進入，并在制定系統(tǒng)的流量負荷時預留了余量。這種差異是由兩個系統(tǒng)自身性質(zhì)決定的。無壓流系統(tǒng)按無壓水流狀態(tài)設置，并且是無壓流態(tài)向非無壓流轉(zhuǎn)化的臨界態(tài)。流量再增加，流態(tài)就超出了無壓流(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，設計重現(xiàn)期取值的差異。傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)取值小，無壓注系統(tǒng)取值大。例如一般性建筑，傳統(tǒng)系統(tǒng)設計重現(xiàn)期為1年，無壓流系統(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)雖然設計重現(xiàn)期取值小，但由于制定系統(tǒng)的負荷能力時預留了充足的余量排超設計重現(xiàn)期雨水，故近20年來很少發(fā)生溢水。無壓流系統(tǒng)按照設計規(guī)定，超設計重現(xiàn)期雨水都由溢流設施排放，故每逢超設計重現(xiàn)期降雨，屋面就會溢水。為使溢水發(fā)生不至過頻，無壓流系統(tǒng)的設計重現(xiàn)期必然應取較大的值。
　　上述兩點差別造成了無壓流系統(tǒng)的兩個缺陷：第一，在系統(tǒng)處于非滿流階段，讓超設計重現(xiàn)期雨水不進入雨水斗而由溢流口排走只是無壓流系統(tǒng)理念的一種美好愿望，工程中目前不能實現(xiàn)。原因有二：首先，雨水斗的進水量對斗前水位的變化非常敏感，只要斗前水位稍有波動，進水量就變化很大。如何把斗前水位控制在設計水位之內(nèi)，從而阻止超設計重現(xiàn)期雨水不進入雨水斗，工程中尚無措施，無壓流系統(tǒng)的設計體系中也尚未給出解決辦法。其次，女兒墻上溢流口通過建筑專業(yè)設計，其設置高度要高于雨水斗的設計斗前水位(太低了建筑師不接受)。這樣，超設計重現(xiàn)期雨水必優(yōu)先進入雨水斗，其次才是溢流口。
　　第二，系統(tǒng)的經(jīng)濟性差。主要表現(xiàn)在兩方面：一、為維持無壓流(或“重力流”)狀態(tài)，系統(tǒng)的流量負荷被降低。比如DN100金屬立管，傳統(tǒng)系統(tǒng)負荷為19L/s，無壓系統(tǒng)變?yōu)?1.77L/s，只是傳統(tǒng)系統(tǒng)的62%。二、由于設計重現(xiàn)期大，設計計算流量被增大。例如一般性建筑，無壓流系統(tǒng)的設計降雨量是傳統(tǒng)系統(tǒng)的1.39倍(北京、上海地區(qū))。
　　與無壓流系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)的雨水系統(tǒng)經(jīng)過改進與完善，其固有的優(yōu)勢愈加突出，并具有廣泛的實用性和很強的生命力。