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国内许多20 世纪50 年代建成的工业厂房,屋面雨水内排水系统在雨季时,厂房内部雨水检查井时常发生冒水或屋面雨水通过天窗翻入厂房的事故[1～4 ] ,造成这些问题的原因,除一些因施工及管理维修不善外,主要是屋面雨水排水系统的设计原理及方法与客观规律不尽相符。
自20 世纪60 年代初期起,一些设计部门及高等院校对屋面雨水排水进行了多种试验研究,相继提出各种理论,归结起来,屋面雨水排水系统有三种设计理论和方法: ①水一相完全重力流(简称重力流) ,其论点是雨水管道中的水不掺气,在其本身重力作用下运动,设计理论完全按照建筑物污水排水理论进行。②水一相压力流(简称虹吸流或满管流) ,其论点是雨水排水管道中的水体不掺空气,并受到架空管道产生的负压抽吸作用,水体受抽吸(虹吸) 作用运动。③屋面雨水斗掺气,掺气量随着斗前水深的变化而变化,架空管道内存在负压抽吸作用,排水按照气液两相流的理论进行流量计算[4 ] 。前两种理论引导出来的设计计算方法已被列入我国技术法规[5 ] ,第三种理论的某些成果列入我国的技术法规[6 ] ,但其理论基础和试验成果并不为大多数同行所熟悉。
本文主要阐述屋面雨水排水系统的气液两相流的试验现象和理论,根据当年的试验数据,进一步推导计算公式,同时对三种屋面雨水排水系统进行技术经济比较,供同行参考。
1 试验情况及计算式推导
1. 1 组建科研组
鉴于20 世纪50 年代我国屋面雨水出现的问题,从60 年代初期起,国内有关部门开始重视屋面雨水排水的研究,1962～1966 年第一次以清华大学、机械工业部第一设计院、建工部北京工业设计院组成屋面雨水排水系统课题组。其后国家建委[ 74 ]建发科字第236 号文《关于发送1974 —1975 年全国工程建设科学技术发展计划草案的通知》中第21 项列入本研究课题,第二次由清华大学、机械工业部第一设计院(1980 年后转交机械工业部设计研究总院) 、机械工业部第八设计研究院(2 年后第八设计研究院退出科研组) 3 家参加,共同组成第二次屋面雨水排水系统科研课题组,建立了以下三套试验模型。 |
