工厂雨水排除欧洲标准、美国标准、中国标准设计方法的对比

郭丽荣，李悦，崔峰

工厂雨水排除欧洲标准、美国标准、中国标准设计方法的对比

Contrastof European Standard,American Standard,and Chinese Standard for Factory Rain DisposalDesign Methods thods

郭丽荣，李悦，崔峰

雨水排除设计在工厂设计中占有极为重要的地位，对于保证厂区不积水、建构筑物的安全、生产的正常进行起着至关重要的作用。如若忽视雨水排除工程，会造成严重的经济损失和不良的社会影响，故必须周密地研究当地的降水资料和降水特性，从而考虑排水对策。

在雨水资料收集时，业主提供给我们的往往是当地降雨量，而对于当地的暴雨强度计算公式概念模糊。气候要素的降水量指标一般有三种，即平均年降水总量、日最大降水量和小时最大降水量。一般厂区的排水面积比较小，仅为几十公顷，所以应该考虑短历时降水量。有的地区平均年降水总量虽然不大，但主要集中在某些月份降水，且暴雨多，易造成危害。有的地区平均年降水总量虽然较大，但降水在全年比较平均，很少有暴雨，不易造成危害。

厂区排水设计一般不以降水量为设计指标，而是以暴雨强度为设计指标。在设计降雨历时内单位分钟的降雨量叫做暴雨强度，以mm/min计。暴雨强度是单位时间内的平均降雨量(mm/min)，在进行雨水管渠设计时常采用5/10/15/20/30/45/60/90/ 120等降雨历时所对应的暴雨强度。我国气象上规定，24h降水量为50mm及以上的雨称为“暴雨”。按其降水强度大小又分为三个等级，即24h降水量为50～99.9mm称“暴雨”；100～200mm以下为“大暴雨”；200mm以上称“特大暴雨”。

不同时段的暴雨强度不同，暴雨强度的值随时间而变化，可以认为是瞬时值，但为了方便计算，暴雨强度公式中的值实际为最大平均暴雨强度。而降雨量不是工程的概念，是气象观测值，指的是单位面积的降雨高度。

不能简单地把暴雨强度乘以24得到日降雨量，暴雨强度是观测站最大的1h降雨量，日降雨量是累积24h的雨量，二者均是观测值，不能进行换算。

在雨水资料收集时，我们往往建议业主到当地气象部门收集当地的暴雨强度计算公式或IDF曲线图（Rainfall Intensity-Duration）。中国大陆地区通常是利用各地区的暴雨强度计算公式，而美国和欧洲则采用IDF曲线图来计算暴雨强度。

工厂场地排水一般采用明渠，有利于地表水的迅速汇集。除非业主特殊要求，一般采用造价低、施工快、维修简便的浆砌片石（水泥砂浆抹面）雨水沟。材料应根据当地情况酌情选用，如当地缺少石材，可选用钢筋混凝土雨水沟。砖砌、水泥砂浆抹面的雨水沟强度达不到要求，使用一段时间后就会塌陷，不建议采用。

表1 工厂雨水排除（欧洲标准、美国标准、中国标准）三种规范标准设计方法对比—设计流量QDES

续表1

随着国际合作项目的增多，很多国外企业要求雨水排除设计采用欧洲标准或美国标准，因此，我们对欧洲标准、美国标准、中国标准三种规范标准设计方法进行了详细研究，列举出它们之间的差异供大家参考。

由表1、2可以看出，雨水排除设计中国标准和欧洲标准比较接近，虽采用的公式有所差异，但总的计算方法相近，虽采用的单位也一致。美国标准与中国标准、欧洲标准差异较大，汇流时间计算较为麻烦，单位为英制，计算时需要特别注意单位之间的换算。

表2 工厂雨水排除（欧洲标准、美国标准、中国标准）三种规范标准设计方法对比—实际流量Q

表3 欧洲标准、美国标准、中国标准-设计流量QDES和实际流量Q对比，m3/s

现就雨水排除项目，选用同一地区并统一基础标准，分别采用欧洲标准、美国标准、中国标准计算，对比其工程量的差异。

首先，选定雨水沟材料，采用浆砌片石（水泥砂浆抹面）雨水沟。

越南顺化地区的一家水泥厂，当地暴雨强度计算公式为：

q=[（20+b）n×q20（1+c×lg p]/（t+b）n

t——汇流时间，min

p——重现期，年，业主要求p=10年

其中b=4.07；c=0.2603；n=0.543；q20=239.3。

∴q=[（20+4.07）0.543×239.3×（1+0.2603×lg10）] /（t+4.07）0.543

=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（t+4.07）0.543

选用一条雨水沟对比计算，沟坡长100m，坡度JE= 1%=0.01。

（1）中国标准

对于矩形沟水力半径：Rh=（B×h）/（B+2h），其中，B是设计沟宽，假设B=0.6m，H是设计沟深，h是水深，h= H-0.2m，假设H=1m，h=0.8m。则：

Rh=（B×h）/（B+2h）

=（0.6×0.8）/（0.6+2×0.8）=0.22

V=（1/n）×Rh2/3JE1/2

=（1/0.013）×0.222/3×0.011/2

=2.80m/s

其中，浆砌片石、水泥内衬和密封涂层n=0.013

∴t=L/（60V）=100/（2.80×60）=0.60min

业主设定取t0=7min，则tz=t0+t=7+0.60=7.60min

∴q=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（t+4.07）0.543

=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（7.60+4.07）0.543

=446.83（L/s·hm2）

所以，设计流量：

QDES=C·q·A=0.7×446.83×2L/s

=625.56L/s=0.63m3/s

C——径流系数，业主设定C=0.7

q——设计降雨强度，L/s·hm2

A——汇水面积，取A=2hm2

而实际流量:

Q=w×V=0.6×0.8×1.46=0.70m3/s

其中，w=B×h；V=（1/n）×Rh2/3JE1/2

比较QDES和Q，QDES

（2）欧洲标准

对于矩形沟水力半径：Rh=（B×h）/（B+2h），其中，B是设计沟宽，假设B=0.6m，H是设计沟深，h是水深，h= H-0.2m，假设H=1m，h=0.8m。则：

Rh=（B×h）/（B+2h）

=（0.6×0.8）/（0.6+2×0.8）=0.22

V=KRh2/3JE1/2（K=90m1/3/s）

=90×0.222/3×0.011/2=3.28m/s

∴t=L/（60V）=100/（3.28×60）=0.51min

业主设定取t0=7min，则tz=t0+t=7+0.51=7.51min

∴q=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（t+4.07）0.543

=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（7.51+4.07）0.543

=448.71（L/s·hm2）

所以，设计流量：

QDES=C·q·A

=0.7×448.71×2

=628.19L/s=0.63m3/s

QDES——设计流量，L/s

C——径流系数，业主设定C=0.7

q——设计降雨强度，L/s·hm2

A——汇水面积，取A=2hm2

而实际流量：

其中，p=B+2h，K=90m1/3/s，S是过流面积，S=B×h，单位为m2。

比较QDES和Q，QDES

（3）美国标准

对于矩形沟水力半径：Rh=（B×h）/（B+2h），其中，B是设计沟宽，假设B=0.6m=1.97ft，H是设计沟深，h是水深，h=H-0.5ft，1ft英尺=0.3048，假设H=1m=3.28ft，h= 2.78ft。则：

Rh=（B×h）/（B+2h）

=（1.97×2.78）/（1.97+2×2.78）

=0.73ft

V=（1.49Rh2/3JE1/2）/n

=（1.49×0.732/3×0.011/2）/0.015

=4.83ft/s

n为粗糙系数，水泥内衬和密封涂层n=0.015

∴t=L/（60V）=100/（0.3048×4.83×60）=1.13min

业主设定取t0=7min，则tz=t0+t=7+1.13=8.13min

∴q=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（t+4.07）0.543

=[（24.07）0.543×239.3×1.2603]/（8.13+4.07）0.543

=436.18（L/s·hm2）

所以，设计流量：

QDES=C·q·A

=0.7×436.18×2

=610.65L/s=0.61m3/s

QDES——设计流量，L/s

C——径流系数，业主设定C=0.7

q——设计降雨强度，L/s·hm2

A——汇水面积，取A=2hm2

而实际流量：

S——横截面的通流面积，ft2

Rh——水力半径，对于矩形沟,Rh=B×h/（B+2h）,ft

n——粗糙系数，水泥内衬和密封涂层n=0.015

S=B×h=1.97×2.78=5.48

比较QDES和Q，QDES

由上述计算可以看出，同一项目的雨水排除设计，采用不同标准所得结果也有所不同，中国标准与欧洲标准所得结果相近。在国际项目中，选择执行标准非常重要，不同的标准，费用也存在差异。

[1]BS EN 752-2008.Drain and sewersystems outside buildings[S].

[2]UFC 3-230-01_AC 150_5320_5C.Surface drainage design[S].

[3]GB 50014-2006.室外排水设计规范[S].■

中钢邢机与中材装备将合资推广超级耐磨复合辊套

日前，中钢集团邢台机械轧辊有限公司（下称中钢邢机）与中材装备集团有限公司（下称中材装备）在河北邢台签署了《复合辊套推广应用合作框架协议》。根据协议，双方将联合推广由双方此前共同研发的具有国际领先技术的超级耐磨复合辊套产品。

复合辊套是水泥、矿山、建材等领域生产企业关键生产装备上的核心、消耗性部件，其性能直接决定生产线的工效。一直以来，辊套更耐磨、寿命更长久都是众多水泥、矿山、建材生产企业关注和追求的目标。中钢邢机和中材装备2008年开始合作，集双方技术优势围绕辊套的耐磨性开展科研攻关。2010年研制成功具有自主知识产权的辊压机超级耐磨辊套等系列高等级耐磨产品。随后几年时间，其共研产品先后在中联水泥、金隅集团、天山水泥等国内知名水泥、矿山企业推广应用。使用效果表明,产品的耐磨性优于传统工艺产品3倍以上,达到国际领先水平，产品还实现了高效节能和花纹再造，免去了传统的堆焊修复，为用户带来了可观的经济和社会效益。

此次签约后，中钢邢机和中材装备的合作将进入一个新高度，两家企业除合力推广已研发的超耐磨产品外，还将进一步加大对超级耐磨技术、产品的研发，并开展相应产品、技术的推广、应用及市场服务。

（李云芳王海洋供稿）

TQ172.8

A

1001-6171（2014）04-0102-04

天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400；

2014-04-13；编辑：吕光