柏诚工程技术（北京）有限公司上海分公司 上海 200052
摘要：退台式建筑常见于裙房商业，大多在景观平台上种植绿化，同时兼做为人员疏散及露天休闲场所之用。上海某项目项目在塔楼不同位置，不同区域设置退台，本文介绍塔楼退台雨水的特点，雨水排水形式，提出退台雨水排水的两个解决方案，并对设计中的关键性难点进行梳理。
关键词：退台建筑；重力雨水系统；虹吸雨水系统；悬吊管；
近年来，随着人们对于建筑外形的不断追求，依山而照的梯田文化及垂直绿化给了建筑师们很多设计灵感，退台建筑在实际项目中也呈现地越来越多。
退台建筑是指在建筑内有“台阶式”高低叠层，因其灵感来源于梯田，其外形类似于台阶而得名，在建筑外形上建筑面积由底层向上逐层减少，在结构上有又为不同进深的高低错层。因下层建筑面积较大，下层多出来的面积称为上层的大平台。
以下将结合上海某项目塔楼退台雨水排水设计进行探讨。
一.项目概况
本次设计的项目位于市中心地块，建筑用地面积约12万多平米，总建筑面积约120万平方米，由四栋办公楼、酒店，两座住宅楼，裙房商业及地库组成。
此项目是以办公、大型商业为主，集酒店、餐饮、休闲、文化、娱乐为一体的综合开发项目。其中最高一栋塔楼建筑高度约为300米，其余几栋超高层塔楼建筑高度分别为148米，220米和145米。
本次将介绍其中一栋塔楼的退台雨水排水设计，该楼建筑地上部分有50层，建筑高度为220米，每隔数层设有露天退台，退台下方为办公租户区域或避难层。
因退台分别位于不同楼层，不同区域，故每个退台的雨水排水量较大，且雨水收集较为困难。
二.屋面雨水排水方式介绍
依据《建筑屋面雨水排水系统技术规程》要求，雨水排水系统主要分为三种，分别为半有压排水系统，压力流排水系统及重力流排水系统：
1）半有压排水系统——系统的设计流态处于重力输水无压流和有压流之间的屋面雨水系统。
2）重力流排水系统——利用屋面结构上的坡度，雨水自然流入屋面上的87型雨水斗，雨水斗排水时卷入大量的空气，雨水在管道内形成“气水混合流”的状态，依靠重力作用顺着立管排水，属于传统雨水排放方式。
3）压力流排水系统——当采用虹吸雨水斗时称为虹吸雨水系统，是利用伯努利方程进行排水管道内压力计算，通过管道、管配件的管径变化从而改变排水管道内的压力变化，形成满管流，在压力的作用下快速排水的系统。
上述三种排水系统中，重力流排水系统和压力流排水系统（虹吸）比较适用于本项目，笔者将按此进行可行性分析。
三.退台雨水方案对比分析
根据这个项目的特点，提供如下两个方案：
1.方案一：塔楼退台雨水立管就近贴结构柱至下一个避难层后，转入核心筒立管处。
该方案的优点是：a.管路可以贴梁底敷设，对下一层办公租户净高影响较小；b.雨水悬吊管管路较短，雨水漏水隐患较小；
缺点是：a.当雨水排水量较大时，会产生噪声，降低办公租户的体感及档次；b.办公租户进场后，设置雨水立管的楼层需要二次精装设计时做特殊包裹处理；
方案一 方案二
2.方案二：塔楼退台雨水直接接至核心筒管井内；
该方案的优点是：a.雨水排水噪声影响较小；b.办公租户区不会看到雨水立管，相对美观；
缺点是：a.雨水悬吊管管线较长，会影响办公租户或走道净高，且存在漏水隐患；b.若室内外温差较大时，需要考虑雨水管道的防结露措施。
经过上述综合技术及经济分析，考虑两种排水方案的优缺点及项目档次，选定方案二作为本项目的退台排水方案。针对方案二提出的缺点，后文会有解决方案。
四.雨水设计流量计算
1.设计雨水流量应按下式计算：
根据上海地区暴雨强度公式：
2.汇水面积的计算
在退台类的超高层建筑中，塔侧部分的雨水需要重点考虑，本项目塔侧的汇水面积远远大于退台的汇水面积。塔楼各个立面的侧墙雨水不应直接叠压计算，需要按退台对应的塔侧一半面积进行计算，同时叠加退台平面面积，才是退台雨水计算中的汇水面积。
3.径流系数的取值
由于建筑条件限制，景观不考虑在退台设置大型乔木及灌木，将露台只作为观景平台，放置盆栽之用。故设计阶段按最不条件，不考虑地面、绿化渗漏等因素，雨水径流系数按1进行取值。
3．各个退台雨水水量计算：
以本项目的45层退台排水为例：45层退台平面汇水面积为180 m2，45层退台以上的单侧墙体一半面积为1000 m2，径流系数取1，雨水设计流量计算如下：
屋面重现期P为10年，降雨历时5min，可计算出屋面设计暴雨强度为：
i=211（mm/H）；即：Q=5.85（L/s.100m2）
1.0x5.85×（180+1000）/100≈69.03L/s
其余楼层的设计雨水量，如下：
表1不同楼层退台雨水系统设计雨水量计算
雨水斗及雨水立管数量及口径参考规范要求，计算如下：
表2不同楼层退台的雨水立管数量
从上述表格可以看出，虹吸雨水排水系统所需的雨水斗数量及立管数量，均比重力排水系统稍少，但从虹吸雨水系统的特点及造价上来说，虹吸雨水排水系统并非最优选择。因为实际施工中，虹吸雨水系统有一定局限性，例如：该系统要求沟宽大于等于600mm，沟深不小于300mm；同时要求悬吊管距离导流板高度≥1.2m，这个要求对于办公租户的净高影响较大。反之，重力雨水只需要按常规雨水沟尺寸设计，雨水悬吊管也可考虑穿梁设计，以保证办公租户净高要求。
综上所述，本项目最后决定按重力雨水系统收集退台雨水。
五．重要设计节点
1．与建筑、结构专业的协调
为了保证退台雨水能顺利接至雨水斗及雨水立管。在方案设计阶段，与建筑和结构沟通决定，退台区域做整体降板处理，降板深度约300mm，降板空间主要考虑设置防水，建筑找坡，以及在降板上层设置木质防腐型的架空地板。在保证排水通畅的前提下，还需要满足建筑对于美观的要求，室内外标高一致。
2．退台雨水放倒灌及溢流措施
首先，退台与办公区之间需要设置门槛，以避免雨水倒灌。其次，为避免过多过长的雨水管路在办公租户区敷设，将雨水排水沟尽量贴近核心筒一侧设置。并需要跟建筑师沟通，当极端天气时退台雨水可以采用设置溢流排水的方式，将雨水引入幕墙，沿幕墙自由散水至室外。本项目4层退台排水量较大，可采用此方法。
3．防结露措施
考虑冬季或夏季时，室内外温差较大，雨水悬吊管外壁容易产生凝结露水，会有滴水隐患，从而降低项目档次。建议在设计时，雨水悬吊管考虑防结露措施，例如雨水悬吊管包裹像素保温材料，或雨水悬吊管途径处设置钢托盘保护等措施。
4．优化雨水立管数量
不同高度的雨水立管一定不能合并设计？答案是否定的，技术措施中要求，当系统的设计流量小于立管的负荷能力时，可将不同高度的雨水斗接入同一立管，但最低雨水斗距立管底端的高度，应大于最高雨水斗距立管底端高度的2/3。本项目的45层和40层退台雨水，位于不同的区域，且接入管高度及流量可满足规范要求，故按合用立管考虑，节省管井空间及立管数量.
5.雨水悬吊管穿梁
根据已有的平面图，建筑外围退台均为悬挑梁，钢梁高约为900mm，考虑室内外楼板高差，87型成品雨水斗及管件的尺寸，初步核算，若雨水斗距离梁的宽度距离小于5m，可于900mm钢梁中心1/3区域穿越。具体穿梁方案可见下图。
退台雨水剖面图
六．小结
本项目的退台雨水设计的难点在于，首先，建筑对于外立面的要求较高，外立面及办公租户区不允许设置雨水明立管。其次，因各个退台位于不同楼层不同区域，收集的退台雨水量较大，需在核心筒内考虑较多的雨水立管空间。最后，因考虑办公租户净高，所有退台雨水悬吊管需要在办公租户区内穿梁敷设，若项目初期不予配合，后期管路敷设对于办公的净高影响较大。
参考文献：
[1]《建筑给水排水设计手册》
[2]《全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水2009》
[3]《建筑给水排水设计规范》GB20015-2003（2009年版）
[4]《建筑屋面雨水排水系统技术规程》CJJ 142-2014
论文作者:倪隽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/22
标签：雨水论文; 建筑论文; 租户论文; 塔楼论文; 排水系统论文; 重力论文; 屋面论文; 《基层建设》2019年第11期论文;