4.2.1 雨水設(shè)計徑流總量和設(shè)計流量的計算應(yīng)符合下列要求:

4.2.2 徑流系數(shù)應(yīng)按下列要求確定;
1 雨量徑流系數(shù)和流量徑流系數(shù)宜按表4.2.2采用,匯水面積的平均徑流系數(shù)應(yīng)按下墊面種類加權(quán)平均計算;

2 建設(shè)用地雨水外排管渠流量徑流系數(shù)宜按扣損法經(jīng)計算確定,資料不足時可采用0.25~0.4。
4.2.3 設(shè)計降雨厚度應(yīng)按本規(guī)范第3.1.1條的規(guī)定確定,設(shè)計重現(xiàn)期和降雨歷時應(yīng)根據(jù)本規(guī)范各雨水利用設(shè)施條款中具體規(guī)定的標準確定。
4.2.4 匯水面積應(yīng)按匯水面水平投影面積計算。計算屋面雨水收集系統(tǒng)的流量時,還應(yīng)滿足下列要求:
1 高出匯水面積有側(cè)墻時,應(yīng)附加側(cè)墻的匯水面積,計算方法按現(xiàn)行國家標準《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB 50015的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
2 球形、拋物線形或斜坡較大的匯水面,其匯水面積應(yīng)附加匯水面豎向投影面積的50%。
4.2.5 設(shè)計暴雨強度應(yīng)按下式計算;

4.2.6 設(shè)計重現(xiàn)期的確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 向各類雨水利用設(shè)施輸水或集水的管渠設(shè)計重現(xiàn)期,應(yīng)不小于該類設(shè)施的雨水利用設(shè)計重現(xiàn)期。
2 屋面雨水收集系統(tǒng)設(shè)計重現(xiàn)期不宜小于表4.2.6-1中規(guī)定的數(shù)值。

3 建設(shè)用地雨水外排管渠的設(shè)計重現(xiàn)期,應(yīng)大于雨水利用設(shè)施的雨量設(shè)計重現(xiàn)期,并不宜小于表4.2.6-2中規(guī)定的數(shù)值。

4.2.7 設(shè)計降雨歷時的計算,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 室外雨水管渠的設(shè)計降雨歷時應(yīng)按下式計算:

2 屋面雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計降雨歷時按屋面匯水時間計算,一般取5min。
條文說明
4.2 雨水徑流計算
4.2.1 分別規(guī)定雨水設(shè)計總量和設(shè)計流量的基本計算公式。
雨水設(shè)計總量為匯水面上在設(shè)定的降雨時間段內(nèi)收集的總徑流量,雨水設(shè)計流量為匯水面上降雨高峰歷時內(nèi)匯集的徑流流量。
本條所列公式為我國目前普遍采用的公式。公式(4.2.1-1)中的系數(shù)10為單位換算系數(shù)。
4.2.2 規(guī)定徑流系數(shù)的選用范圍。
1 給出雨水收集的徑流系數(shù)。
根據(jù)流量徑流系數(shù)和雨量徑流系數(shù)的定義,兩個徑流系數(shù)之間存在差異,后者應(yīng)比前者小,主要原因是降雨的初期損失對雨水量的折損相對較大。同濟大學鄧培德、西安空軍工程學院岑國平都有論述。鑒于此,本規(guī)范采用兩個徑流系數(shù)。
徑流系數(shù)同降雨強度或降雨重現(xiàn)期關(guān)系密切,隨降雨重現(xiàn)期的增加(降雨頻率的減小)而增大,見表9。表中F匯是入滲綠地接納的客地硬化面匯流面積,F(xiàn)綠是入滲綠地面積。

本條文表中的徑流系數(shù)對應(yīng)的重現(xiàn)期為2年左右。表4.2.2中
的上限值為一次降雨系數(shù)(雨量30mm左右),下限值為年均值。
表4.2.2中雨量徑流系數(shù)的來源主要來自于:現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范、國內(nèi)實測資料報道、德國雨水利用規(guī)范(DIN 1989.01:2002.04和ATV-DVWK-A138)。表中流量徑流系數(shù)比給水排水專業(yè)目前使用的數(shù)值大,鄧培德“論雨水道設(shè)計中的誤點”一文中認為目前使用的數(shù)值是借用的雨量徑流系數(shù),偏小。
屋面雨量徑流系數(shù)取0.8~0.9的根據(jù):1)清華大學張思聰、惠士博等在“北京市雨水利用”中指出建筑物、道路等不透水面的次暴雨徑流系數(shù)(即雨量徑流系數(shù))可達0.85~0.9;2)北京市水利科學研究所種玉麒等在“北京城區(qū)雨洪利用的研究報告”中指出:通過幾個汛期的觀測,取有代表性的降水與相應(yīng)的屋頂徑流進行相關(guān)分析,大于30mm的降水平均徑流系數(shù)為0.94,10~30mm的降水平均徑流系數(shù)為0.84;3)西安空軍工程學院岑國平在“城市地面產(chǎn)流的試驗研究”中表明徑流系數(shù)特別是次暴雨徑流系數(shù)是降雨強度的增函數(shù),由此考慮到雨水利用工程的降雨只取1、2年一遇,故徑流系數(shù)偏低取值;4)德國規(guī)范《雨水利用設(shè)施》(DIN 1989.01:2002.04)取值0.8。
屋面流量徑流系數(shù)取1的根據(jù):1)建筑給水排水規(guī)范一直取1,新規(guī)范改為0.9沒提供出依據(jù);2)“城市地面產(chǎn)流的試驗研究”證明暴雨(流量)徑流系數(shù)比次暴雨徑流(雨量)系數(shù)大,另外根據(jù)暴雨徑流系數(shù)和次暴雨徑流系數(shù)的定義亦知,前者比后者要大;3)屋面排水的降雨強度取值大(因重現(xiàn)期很大),故流量徑流系數(shù)應(yīng)取高值。
其他種類屋面雨量徑流系數(shù)均參考德國規(guī)范《雨水利用設(shè)施》(DINl989.01:2002.04)。
表10、表11列出德國相關(guān)規(guī)范中的徑流系數(shù),供參考。


2 各類匯水面的雨水進行利用之后,需要(溢流)外排的流量會減小,即相當于徑流流量系數(shù)變小。本款的流量徑流系數(shù)即指這個變小了的徑流系數(shù),它需要計算確定??蹞p法是指扣除平均損失強度的方法,計算公式如下(引自西安冶金建筑學院等主編的《水文學》):

設(shè)有雨水利用設(shè)施的場地,雨水利用設(shè)施增加了損失強度,計算中應(yīng)疊加進來。這樣,平均損失強度μ應(yīng)是產(chǎn)流期間內(nèi)匯水面上的損失強度與雨水利用設(shè)施的雨水利用強度之和。而雨水利用設(shè)施對雨水的利用強度是可以根據(jù)設(shè)施的相關(guān)設(shè)計參數(shù)計算的。
m經(jīng)驗值0.25~0.4的選用:當溢流排水的設(shè)計重現(xiàn)期比雨水利用設(shè)施的降雨量設(shè)計重現(xiàn)期大1年以內(nèi)時,取用下限值;當前者比后者大2年左右時,取高限值;當前者比后者大5年時,取0.5。徑流系數(shù)10隨降雨重現(xiàn)期增加而增大的規(guī)律見上面公式,重現(xiàn)期大,則雨力A大,從而
大。
經(jīng)驗值0.25~0.4主要是借鑒綠地的徑流系數(shù)。綠地的流量徑流系數(shù)一般為0.25,當綠地土壤飽和后,徑流系數(shù)可達0.4(見姚春敏等“奧運期間北京內(nèi)洪災(zāi)害防范問題探討”一文)。雨水利用設(shè)施遇到超出其設(shè)計重現(xiàn)期的降雨,也要飽和,從而使溢流外排的徑流系數(shù)增大,這類似于綠地的徑流情況。
4.2.3 規(guī)定了設(shè)計降雨厚度的選用。
本規(guī)范中設(shè)計降雨厚度是設(shè)計重現(xiàn)期下的最大日、月或年降雨厚度等。在各雨水利用設(shè)施的條款中,對設(shè)計時間和重現(xiàn)期都作出了相應(yīng)的規(guī)定,根據(jù)這些規(guī)定,在3.1.1條中可得到所需的設(shè)計降雨厚度。
4.2.4 規(guī)定匯水面積的確定方法。屋面雨水流量計算時,匯水面積的計算原理和方法見圖2。



當斜坡屋面的豎向投影面積與水平投影面積之比超過10%時,可以認為斜坡較大,附加面積不可忽略。
高出匯水面的側(cè)墻有多面時,應(yīng)附加有效受水加面積的50%,有效受水面積的計算如圖3所示,圖中ac面為有效受水面。

雨水總量計算時則只需按水平投影面積計,不附加豎向投影面積和側(cè)墻面積,因總雨量的大小不受這些因素的影響。
4.2. 5 規(guī)定設(shè)計暴雨強度的計算公式。
本條所列的計算公式是國內(nèi)已普遍采用的公式。在沒有當?shù)亟涤陞?shù)的地區(qū),可參照附近氣象條件相似地區(qū)的暴雨強度公式采用。
條文中要求乘1.5的系數(shù)主要基于以下考慮:近幾年發(fā)現(xiàn)有工程天溝向室內(nèi)溢水,分析原因可能是由于實際的集水時間比5min小造成流入天溝的雨強比計算值大,而雨水系統(tǒng)的設(shè)計排水能力又未留余量,且天溝無調(diào)蓄雨量的能力,于是出現(xiàn)冒水。乘1.5的系數(shù),可使計算的暴雨強度不再小于實際發(fā)生的暴雨強度。
4.2.6 規(guī)定雨水利用工程中三種不同性質(zhì)的雨水管渠的設(shè)計重現(xiàn)期。
1 雨水儲存、滲透、處理回用等設(shè)施的規(guī)模,都是按一定重現(xiàn)期的降雨量設(shè)計的。向這些設(shè)施輸送雨水的管渠,應(yīng)具備輸送這些雨水量的能力,因此,管渠流量的設(shè)計重現(xiàn)期當適應(yīng)此要求。嚴格講,按同一重現(xiàn)期計算的流量和雨量之間并沒有確定的匹配關(guān)系,因為二者的統(tǒng)計取樣的樣本并不一致,且是各自獨立取樣。此條的規(guī)定是作了簡化近似處理,假定二者之間相匹配,由此推薦管渠流量計算重現(xiàn)期隨雨水利用設(shè)施的雨量計算重現(xiàn)期而變。
2 屋面雨水收集系統(tǒng)擔負著雙重功能:一方面向雨水利用設(shè)施輸送雨水,另一方面要將屋面雨水及時排走,維護屋面安全,所以設(shè)計重現(xiàn)期按排水要求制定,其中外檐溝排水時出現(xiàn)溢流不會影響建筑物,故重現(xiàn)期取值較小。虹吸式系統(tǒng)無能力排超設(shè)計重現(xiàn)期雨水,故應(yīng)取高限值,以減少溢流事故,半有壓流系統(tǒng)留有排超設(shè)計重現(xiàn)期雨水的余量,故取低限值。
表12嘗試引用安全度對虹吸屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計重現(xiàn)期作了偏向安全的考慮,供設(shè)計參考。降雨設(shè)計重現(xiàn)期的大小直接影響到設(shè)計安全度和工程費用,是重要的設(shè)計參數(shù)。《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》1997年版3.10.23條規(guī)定:設(shè)計重現(xiàn)期為一年的屋面渲泄能力系數(shù),在屋面坡度小于2.5%時宜為1,坡度等于及大于2.5%的斜屋面系數(shù)宜為1.5~3.0。這僅考慮了屋面坡度大小對屋面雨水泄流量的影響,其他因素未能包括在內(nèi)。
2003年修訂后的《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》對設(shè)計重現(xiàn)期作了較大的變動,考慮了建筑物的使用功能和重要性,但也存在不夠全面的問題。
3 溢流外排管渠的設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)高于雨水利用設(shè)施的設(shè)計重現(xiàn)期。若二者重現(xiàn)期相等,雨水幾乎全部進入利用設(shè)施,則外排量很少,使外排管徑過小,遇大雨時場地內(nèi)的積水時間比無雨水利用時延長。條文中表4.2.6-2引自《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB 50015—2003。

4.2.7 規(guī)定雨水管渠設(shè)計降雨歷時的計算公式。
設(shè)計降雨歷時的概念是集流時間,集流時間是匯水面集流時間和管渠內(nèi)雨水流行時間之和。增加折減系數(shù)m使設(shè)計降雨歷時等于集流時間的概念發(fā)生了變化,由此算得的設(shè)計流量也不是集水面最大流量,而是已經(jīng)被壓縮后的流量。雨水利用工程與傳統(tǒng)的小區(qū)雨水排除工程不同,雨水流量計算不僅是要確定管徑,更用于確定水量和調(diào)節(jié)容積,因此,令m=1,意欲取消其“壓縮流量”的作用。


建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB5
