暴雨形成灾难,原因在技术与管理没有融合
傻傻的啄木鸟
2021年07月22日 09:22:45
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来源:坦坦说建筑

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作者:潘正雄

不论是空调的设计,电气装置的选用、消防设施规格型号的选择,还是雨水系统的设计,都和需求容量息息相关。 需求容量是相当复杂的,把需求容量转化成计算容量才能操作。 目前确定计算容量,一般有两种方法: 1 :计算法 2 :概率统计指标法 例如: 空调需要多大冷负荷,虽然有规范的公式,但需要的一些参数,还是需要概率统计的方法来确定,如:室外温度设计温度采用多少,是通过历史统计数据,经过统计分析后确定的。

不论是空调的设计,电气装置的选用、消防设施规格型号的选择,还是雨水系统的设计,都和需求容量息息相关。

需求容量是相当复杂的,把需求容量转化成计算容量才能操作。


目前确定计算容量,一般有两种方法:

1 :计算法

2 :概率统计指标法


例如:

空调需要多大冷负荷,虽然有规范的公式,但需要的一些参数,还是需要概率统计的方法来确定,如:室外温度设计温度采用多少,是通过历史统计数据,经过统计分析后确定的。

 

给水管,虽然能够明确每一个水龙头的出水量,但是如果一个给水管上有多个水龙头,那么给水管上的水流量绝对不是直接相加。

毕竟,不可能同时上厕所,洗脸,洗澡以及厨房洗菜,并且洗衣机注水同时进行。

即使,忽然家里来了很多客人,也不可能整个小区都这样。

同样的, 确定给水管的流量,采用概率统计的方法。


只要是概率统计,总有失效的时候

 

依靠统计资料,不管后面的分析方法如何先进,在实践过程中,只要数据一超出历史记录,项目就会经历巨大的考验。

 

郑州市空调设计室外计算干球温度为 34.9 ℃。

假设, 室外温度超出了这个预期达到 39 ℃,那建筑内的空调就会出现制冷不足,温度无法降到预定状态。


如果非常任性,在确定温度参数时,远高于历史统计温度,那么必然增大初投资,降低后期的运营效率,是非常不合算的。


毕竟出现超历史的可能性非常小,遇到这种情况,或者躺下降低散热量,少穿一点衣服,或者洗洗澡凉快凉快,忍一忍就过去了,毕竟飘风不终朝,骤雨不终日,高温时间不会太长,问题不大的。

 

例如,消防设计中,需要多少水才能把火熄灭,这个是非常难以确定的。参数的确定,同样也是从历来火灾或者燃烧实验出发,确定喷淋的喷水强度和消火栓的出水量。

这并不代表这些水量一定能够满足所有灭火要求,如果超出了这个水量需求,必须从外部引入战斗力,需要更多的消防员,甚至直接放弃灭火。


但是,也不能因为可能出现重大火灾,就无原则的加大消防用水量,从而提高消防设施的配置,这就出现《模型解读烟规》中“防火建筑”这种类似的现象。


经济多一点、安全多一点

 

一切的问题都是技术经济,数据保守一点,安全就多一点;数据优化一点,经济就好一点。

 

这永远是一对矛盾,不论如何选择,永远存在。


但在矛盾面前,我们并不能束手就擒,必须有后备的方案,在事情发生时,要及时启动后备方案。


正如前面说的,当建筑内温度无法降到预计温度时,躺一躺、洗一洗都是后备方案,不至于坐等热死。


正如前面说的,火灾实在太大,建筑中消防水池,水量不足,必须依靠消防车通过消防接合器补水。

如果实在无法救援,放弃整栋建筑也是我们的后备方案,以防止其波及其他建筑。

 

如果当数据已经超出历史统计很多,但是 没有执行后备方案,或者完全没有后备方案,这将是一种灾难。

 

暴雨形成灾难全是市政设施的问题?

 

龙应台:“一场倾盆大雨,足足下它三个小时,如果你撑伞出去溜达了一阵,发现裤脚却不脏,交通虽慢,却不堵塞,街道虽滑却不积水,这大概是个发达国家,如果发现积水盈尺,店家的茶壶漂到了街头,小孩子在十字路口捞鱼,这大概就是个发展中国家。”

 

虽然这句话,没有基本的科学常识 ,但是,市政雨水排放的重要性是不言而喻的。


这样不代表合符科学的市政雨水排放系统就不会出现街道积水的现象。


暴雨强度公式,是一切雨水排放设计的基础。而这个公式也是通过不同地区,历史雨量统计资料设计出来的。

 

通过 雨量计,可以测量出 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90. 120 min 9 个历时内的降雨量

 

翻斗式雨量计: 是可连续记录降水量随时间变化和测量累积降水量的有线遥测仪器。

 

分感应器和记录器两部分,其间用电缆连接。

 

感应器用翻斗测量,它是用中间隔板间开的两个完全对称的三角形容器,中隔板可绕水平轴转动,从而使两侧容器轮流接水,当一侧容器装满一定量雨水时 (0.1 0.2 毫米 ) ,由于重心外移而翻转,将水倒出,随着降雨持续,将使翻斗左右翻转,接触开关将翻斗翻转次数变成电信号,送到记录器,在累积计数器和自记钟上读出降水资料。


                           

一场雨总是有高潮和低谷, 要区分不同时间段内的降雨强度。

 

如果一场雨的降雨量,全部按照雨量强度最大的时候确定,是即不科学也不严谨的。

 

例如,对于屋面雨水来讲,雨水很快就会进入雨水斗,这时候需要尽量采用小的历时;

 

但是对于小区的总雨水管,降雨历时就需要大一些,因为雨水要流到总管的区域,需要经过较长的时间。

 

而这时候雨水管中的流量是这一段时间的降雨量,这一段时间的降雨强度并不一样。


根据郑州的暴雨强度公式,5分钟历时,强度为404L/s.ha

 

当采用15分钟历时,强度为328 L/s.ha,小于5分钟历时的强度。



这个公式是对历史数据的一个拟合得到的,同样能反映出这一规律。

 

不同的区域采用不同的历时计算雨水量,从而确定雨水管的管径和雨水泵流量参数。

 

一般来讲,对于一般的小区或者社区,采用比较短的历时是合适的。

 

而一些城市道路,有时候采用泵站排放,降雨历时选的长一些,假设选择为60分钟。

 


 

可以看出暴雨强度为:243L/s.ha=1.46mm/min,按照一小时计算为87.6mm/h。

 

也就是说郑州的雨水排放能力不超过这个值。


如果一小时降雨量201.9mm>>87.6mm。出现这种情况并不奇怪。


目前,很多专家针对这种暴雨,强调海绵城市。这很显然是混淆视听,做海绵城市就能够不考虑历史统计数据了?就让市政设施无限制加码?这显然是战略性的误导。


很显然,突破历史统计数据是每个城市都可能会遇到的,按照历史数据校核好市政雨水设施后,当突破历史数据后,主要的措施应该采用应急方案。


发达的城市,不是市政设施超标准设置,而是,暴雨强度超出标准后,有高效的应急方案。

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