寒冷地区雨水设计思考.doc

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1、寒冷地区雨水设计思考摘要:文章对已建建筑雨水管设计分析,总结中国北方寒冷地区雨水管道设计的注意事项。  关键词:雨水管出户;冰冻;设计注意事项    Abstract:Designanalysisoncurrentrainwaterpipeline,PipelineofrainwaterDesignattentiontothecoldregioninNorthChina.    Keywords:rainwaterpipeline;frozen;designattention    2002年春,我院负责设计了石油公司地球物理研究所办公楼的设计,该办公楼位于乌鲁木齐市。  

2、乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的省会城市,处于亚欧大陆的腹地,位于天山山脉的中段,属ⅦB.5气候区。冬季寒冷,气候干燥,多大风和风沙。最热月平均23.5℃,最冷月平均-14.6℃,最大冻深:139cm,积雪:初日10月18日,终日4月21日,年日数136.1天,降雪:初日10月14日,终日5月1日,年日数146.5天。  该楼于2002年设计,主要功能为研究所的办公楼,内部设计均为办公室、计算机房及会议室,设计了一处公共卫生间,在设计过程中,依据《建筑给水排水设计规范(GBJ15-88)》3.1.5条及3.10.14条,室内排水系统的设计采用了雨污分流的排水系统,雨水管设于室

3、内,其中P3为污水检查井,P7为室内地沟排水检查井,其余均为雨水检查井。但当时规范并未要求室外雨污分流,仅注明“结合室外排水制度和有利于综合利用与处理要求”(3.1.1),我们的设计所小区仅有一趟污水干管,所以我们在室外设计的是雨污合流。并且,雨水出户管室外管内底埋深≥1.40m。符合规范对冻土深度等的要求。后经我院及自治区审图中心审图,验证我们的设计符合现行规范,在排水系统设计中无违规之处。  2003年11月该楼建成,经过2003~2004年冬季的使用,建设方发现该楼排水外网的北向,排水管网起点处(均为雨水管出户处)均发生了冰冻现象。  该工程施工经建院监理全程监理,无

4、重大质量问题,设计施工均无质量问题,但为什么会发生冰冻现象呢?  经过我们分析调查,结合乌鲁木齐市当地气候条件,我认为发生冰冻现象主要由以下原因造成:  现行《建筑给水排水设计规范(50015-2003)》强调的是“屋面雨水系统应迅速、及时地将屋面雨水排至室外雨水管渠或地面。”(第4.9.1条),在我们的设计过程中,也以快速排放为设计原则,但在乌鲁木齐这样的寒冷地方,每年有大于1/3的时间属于积雪期,雪的融化水是不能快速排放的。当屋顶的积雪达到0℃冰水混合状态时,这时的0℃冰水混合态以附壁重力流态流至水平悬吊管,这时室内是18℃的室温,雪水是一个升温的过程,但由于时间太短升

5、温很小;水平悬吊管一般不超过10m,由于是寒冷地区,雪水不可能大量流入,远达不到设计流量,按照设计规范的坡度,流速达不到0.75m/s的最小设计流速,在出户后到雨水井3m的流态中,最冷月室外温度基本低于-14℃2,当流量较低时,就有可能在出户管管口发生冰冻现象,直至像地球物理研究所办公楼出现雨水出户管管口被冰封堵。产生这种情况后,就像黄河的凌汛一样危害巨大,轻则使雨雪水不能正常排放,严重则会使雨水管管件损坏,造成经济损失。  目前,在乌鲁木齐的室外排水管线设计中,过去一般都采用了雨污合流的体系,根据统计资料,我国各地的生活污水年平均温度差别不大,均约10~20℃之间。这样,

6、雪水在排放过程中,生活污水带来大量热能,不会有地球物理研究所办公楼出现的出户后温度降低的现象发生,这也就是为什么乌鲁木齐发生冰冻的雨水管不多的原因;而地球物理研究所办公楼P1~P1010个排水检查井中,仅有P3和P7是同时接纳生活污水和雨水,其余均为雨水检查井,作为室外污水管网的起始端,P1、P9和P10均是雨水检查井,恰恰这几口检查井的出户管是冬季冰冻最严重的地方,已经造成P9检查井室内钢制清扫口冻裂。    通过分析总结,我们认为,在寒冷地区雨水管设计中,除了遵循现行规范的4.1.1条(雨污分流)及4.9.35条(雨水立管室内设置)等相关条款外,还应在设计中注意以下几点

7、:  ①结合乌鲁木齐排水市政管网雨污合流的现状,雨水管宜与生活污水管并排出户,排至同一污水检查井,雨水井应尽量设置在生活污水检查井下游;  ②在室外给水设计中,有室外防冻给水栓保温井的做法,在现行规范中,雨水检查井的做法并没有强制规定,认为在寒冷地区设计中应选用保温井做法,以减少不必要的热损失,以防止冰冻现象发生,建议新建小区,雨污分流设置的时候,雨水井的做法可参照室外防冻给水栓的做法(详见新02S2-11页);  ③室外雨水管应注意冻土深度的规范要求,在室外回填时,应严格注意回填土的密实度,以防孔隙度过大导致冻土

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