解决室外雨水排水问题的几种设计实践
导读 随着城镇化发展，建设项目为追求土地最大化利用，将地下室满铺设计，留给室外管网布置空间较小，对室外排水管网敷设带来不小挑战。如何在有限的空间内，敷设好室外管网及构筑物，成为项目给排水成功实施的关键。对于场地高差不大的下沉广场，在降雨时采用水泵提升排水，排水安全有保证，但相对重力排水较为耗能，因此可开发一种兼顾排水安全和节能的下沉广场排水系统。对在实践过程中碰到的几类室外雨水排水问题做了总结归纳，并提出了针对性解决措施。
引用本文：许少良，梁晞雯. 解决室外雨水排水问题的几种设计实践［J］. 给水排水，2023，49（11）：111-113，119.
近年来随着现代建筑的蓬勃发展、小汽车的普及，特别对于特大城市，停车紧张，一位难求，因此新建项目规划停车位的指标也在逐年提高。为了节约造价、减少地下室埋深，同时满足地下室停车指标要求，建设方往往选择在地块内最大化满铺地下室，普遍地下室外墙轮廓线退让用地红线（简称“地下室退线”）3.0~3.5m，导致室外管线及构筑物的敷设空间极度受限。其次，有些项目因建筑、地铁、市政等因素导致室外敷设管线空间被占用，给室外给排水管道及雨水收集池的设计带来严峻挑战。此外，有些项目为了营造建筑的氛围及空间感，会将首层部分区域下沉0.5~1.0m，形成一种围合空间。而这种下沉部分成了一个低洼地带，容易积蓄雨水，常规做法是将下沉区域的雨水提升排放，比较耗能。
针对以上情况，本文介绍在实际项目中分别采取的相应不同的做法解决此类问题。
01、一种异形雨水排水沟渠设计
某项目地下室退线为3.5m，由于地铁建设原因，地铁疏散楼梯占用建筑红线，导致地下室外墙与地铁楼梯的间距只有1.0m，无法满足室外给水管、污水管、雨水管的水平布置要求，室外雨水管、给水管敷设空间被地铁楼梯占用，二者冲突如图1所示。
图1 室外给排水管道与地铁楼梯冲突示意
若按常规设计，室外走管空间被地铁楼梯占用，需考虑在地下室至少内凹相应空间，才能满足室外给排水管网敷设要求。若按此原则调整地下室轮廓，每层地下室损失3个车位，2层地下室共损失6个停车位，建筑专业在其余区域无法补足车位，届时影响规划车位数量，影响项目验收。经项目组各专业多轮讨论协商后，决定由水专业调整室外管网敷设方式。室外给排水管道要经过此段狭窄区域，必须在垂直方向上分层敷设才可。根据《建筑给水排水设计标准》（GB 50015-2019，以下简称“建水标”）3.6.10条规定“给水引入管与排水排出管的净距不得小于1m。建筑物内埋地敷设的生活给水管与排水管之间的最小净距，平行埋设时不宜小于0.50m；交叉埋设时不应小于0.15m，且给水管应在排水管的上面”。室外给水管应敷设在最上层。由于可敷设的空间只有1m，最小的700砖砌或混凝土检查井安装空间至少要1.25m，设计采用315塑料检查井能满足污水管道在这1m范围内敷设。雨水管道相较污水管道堵塞的可能性稍小，故设计时考虑将雨水管敷设在最下层，由于地下室退线扣除地铁楼梯占用空间外，只剩1m，此处室外雨水若采用管道，管道不够空间转90°弯，将管道改成截面为500 mm(宽)×500 mm（高）混凝土箱涵，箱涵敷设到避开楼梯段时转弯接到雨水检查井，如图2所示。
图2 室外给排水管道避让地铁楼梯布置
由于雨水管道布置在最下一层，导致雨水管埋深增加，为了减少工程造价及让下游雨水管能够接入市政雨水管网，此处雨水管网采用倒虹吸排放。同时为防止箱涵堵塞，在雨水进入箱涵前的检查井设置沉泥井，截留一些污泥及杂质，同时在箱涵末端也设置沉砂井。增大箱涵坡度为0.01，让其管内流速大于自净流速，避免泥沙在箱涵内淤积，堵塞箱涵。该项目通过采用非常规的管道布置方式，来解决室外走管空间被占用的问题，同时也避免了地下停车位数量的减少，项目建成后，排水流畅，运行良好。
02、雨水收集池设计
某办公商业综合体项目地下室退线3.0m，室外沿地下室四周设有室外消防管、雨水管、污水管。项目景观设计介入较晚，介入时地下室施工已完成。景观深化设计过程中，下凹绿化面积减少，硬化面积增加，原有的海绵措施不足以满足海绵城市要求的雨水调蓄容积需求，需采取其他措施来弥补，否则将影响项目的海绵城市验收。由于该项目采用满铺地下室，已设置绿色屋顶，且地下室土建施工已完成，能采用的海绵措施选择较小，从项目工期、造价等情况考虑，增设室外雨水收集池为最优方案，一方面可以不影响主体施工，同时结合雨水回用系统可以节约室外绿化浇洒及地下室车库冲洗用水。受限于室外布管空间不足，增设雨水收集池非常困难，需结合现状条件，选择非常规的雨水收集池，如图3所示。
图3 雨水收集池示意
雨水收集池设计呈L型结构，池宽3m，扣除池体壁厚，净宽2.5m，池深和池长可根据雨水收集池所需容积进行确定。雨水收集池设1m×1 m的检修口，与室外雨水管网设计成一条直线布置，不占用室外污水管和室外消防管位置，室外给排水管网在水平方向上进行错开布置。雨水收集池的池顶标高低于室外污水管网及室外消防管标高，从而在竖向上错开，互不干扰。
雨水收集池前端设有沉沙井，沉沙井在低位设置一条雨水收集池进水管；在高位设置一条溢流管，二者以固定连接的方式，将进水管、溢流管的端口与雨水收集池连接。在雨水收集池的两端设置泵坑，其中进水端泵坑设排泥泵，出水端泵坑设雨水提升泵，并通过管道与外部管网相连，从而实现雨水的收集、排泥与回收利用。通过严格控制池体尺寸及位置，实现在极度受限的条件下的雨水收集池布置。
03、一种下沉广场雨水防倒灌排水系统设计
某项目的室外广场比室外路面低0.6m，根据“建水标”5.3.18条规定“与建筑连通的下沉式广场地面排水当无法重力排水时，应设置雨水集水池和排水泵提升排至室外雨水检查井”和《建筑给水排水与节水通用规范》(GB 55020-2021) 4.5.16条规定“连接建筑出入口的下沉地面、下沉广场、下沉庭院及地下车库出入口坡道雨水排放，应设置水泵提升装置排水”。中小雨时，雨水管网中水位为非满流，下沉广场的雨水可以通过重力排放，不存在倒灌风险，而当特大暴雨时，室外雨水管网满水位运行，此时下沉广场的雨水若仍采用重力排放，则可能导致雨水倒灌的风险，此时必须考虑雨水提升排放。
如果下沉广场雨水全部通过提升排放，则比较耗能。从节能角度方向出发，可考虑在一般降雨时使雨水通过重力排放，而当特大暴雨时再通过提升排放，则能有效减少建筑在排水方面的能耗。因此，对低地势的下层庭院、下沉广场等雨水排放采用了如图4所示的防倒灌系统。
图4 下沉庭院雨水防倒灌系统示意
防倒灌排水系统主要由溢流井、拍门井、雨水收集池、雨水提升泵及雨水排水管、雨水溢流管等组成。通常对于下沉区域的排水，无论降雨大小，都是通过雨水收集池收集，再经过雨水提升泵提升排放。而本系统是根据雨水拍门井的水位高低来决定重力排放或提升排放，拍门井是防倒灌排水系统的核心部件。当降雨量很大时，高势雨水排水管水位上升，拍门关闭，防止场地高处雨水倒灌进入下沉广场。同时随着拍门的关闭，下沉广场的雨水不能及时对外排放，低势雨水溢流井水位上升，通过溢流管溢流到集水池，再经雨水提升泵提升排放到室外。
室外雨水排水管网平时能够满足5年重现期的雨水排放。当降雨强度大于5年重现期时，室外雨水管道水位上升，雨水拍门井的拍门关闭。低势雨水通过溢流井的溢流管排入雨水集水池，再经过雨水提升泵提升排出去。雨水提升泵及雨水集水池按100年重现期考虑雨水提升泵的排水能力及集水池容积。深圳5年暴雨强度为445.46L/(s·hm²），100年重现期暴雨强度为621.72L/(s·hm²），以单次100年一遇暴雨为例，需要提升的雨水量为二者之差，为176.26L/(s·hm²）,与下沉庭院雨水全部提升相比，本方案100年一遇雨水提升量占比为28.35%，节能约为71.65%。
04、结语
建设项目土地最大化利用往往导致地下室退线较小，留给室外管网敷设空间十分有限，在有限的空间内要满足室外管线敷设及检修要求，这给建筑给排水从业者带来了不小的挑战。室外管网敷设空间受限时，可具体分析在水平和竖向上的管道和构筑物排布方案。
下沉广场设置以拍门井为核心的防倒灌排水系统，能实现小雨时重力排水，在暴雨时采用雨水提升排水。
通过在不同项目的实践，解决项目中遇到的室外雨水排水问题，满足建筑的使用要求和规范验收，同时兼顾节能与排水安全，这要求结合项目设计条件进行精细化设计。
