劉林

摘 要：公共建筑的屋面雨水排水問題是公共建筑施工建設(shè)的重要課題。文章芻議公共建筑屋面雨水排水方式及設(shè)計方案，通過數(shù)據(jù)分析、實例對比等方法，拋磚引玉，意圖為公共建筑的屋面雨水排水提供更加合理的設(shè)計參考。

關(guān)鍵詞：公共建筑；屋面；雨水排水；虹吸

屋面雨水排水系統(tǒng)應(yīng)迅速，及時地將屋面雨水排至屋外雨水管渠或地面屋面，雨水排水方式為外排水和內(nèi)排水兩類。外排水是指屋面不設(shè)雨水斗且建筑屋內(nèi)部沒有雨水管道的雨水排放方式。內(nèi)排水是指屋面設(shè)雨水斗且建筑屋內(nèi)部有雨水管道的雨水排放方式或排水系統(tǒng)。內(nèi)排水系統(tǒng)由雨水斗、方形雨水管、立管、排出管和檢查井組成。

現(xiàn)在大部分的建設(shè)工程采用了內(nèi)排水的排水方式，而內(nèi)排水主要分為重力流技術(shù)和壓力流（虹吸）技術(shù)，目前國內(nèi)絕大部分屋面仍采用重力流技術(shù)排水。重力流排水系統(tǒng)是雨水由天面天溝匯集后經(jīng)雨水斗下接的立管靠重力自流排出。這種系統(tǒng)管線并不能被水完全充滿。

虹吸-壓力流是目前國際上最先進的虹吸技術(shù)，原理就是依靠特殊的雨水斗的設(shè)計，實行汽水分離，從而使雨水立管中為滿流狀態(tài)，當(dāng)立管中的水達到一定的容量時，虹吸作用就產(chǎn)生了。在降雨過程中，由于連續(xù)不斷的虹吸作用，整個系統(tǒng)得以令人驚奇的快速排除屋頂上的雨水。

下面就以萊州市民活動中心工程為案例，實際比較一下公共建筑的大型屋面雨水的排放宜采用哪種排水技術(shù)。本工程為單體建筑，建筑面積為6.3萬平方米，共6層，外立面為玻璃和石材幕墻，為了不破壞整個外立面的效果，雨水立管只能從樓內(nèi)鋪設(shè)。屋面設(shè)有采光井，分為上下弦結(jié)構(gòu)，面積共計1700.1平方米，設(shè)計院原先屋面雨水排放采用重力流技術(shù)，后來甲方經(jīng)過考察以及對室內(nèi)面積使用效率的考慮，與設(shè)計院溝通后將排放方式變更為虹吸式雨水排放。下面將兩種排水方式的相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)進行比較。

通過上面的表格分析可以看出，虹吸式雨水排放與傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)相比，虹吸雨水系統(tǒng)管徑小，排水量大，立管少，對建筑立面和空間影響小。

虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)系統(tǒng)排水管道均按滿流有壓狀態(tài)設(shè)計，因此虹吸排水系統(tǒng)中雨水懸吊管可做到無坡度敷設(shè)。同時，當(dāng)產(chǎn)生出虹吸作用時管道內(nèi)水流流速很高，因此系統(tǒng)具有較好的自清作用。而重力式排水設(shè)計計算不按滿流計算，雨水懸吊管的敷設(shè)坡度不得小于0.005。虹吸排水系統(tǒng)中排水管泄流量要遠大于重力排水系統(tǒng)中同一管徑排水管的泄流量，也即排除同樣的雨水流量，采用虹吸排水系統(tǒng)的排水管管徑要小于采用重力排水系統(tǒng)的排水管管徑。虹吸排水系統(tǒng)其實質(zhì)是一種多斗壓力流雨水排水系統(tǒng)，因此埋地管相對重力式排水系統(tǒng)要明顯減少。虹吸式雨水排放通過對管道的管徑、高差的控制，可以實現(xiàn)對管道內(nèi)雨水的流態(tài)的控制，使系統(tǒng)大部分時間工作在虹吸壓力滿管流的流態(tài)。使管道內(nèi)滿管流形成一定的負壓，斗前水面受到管道內(nèi)外壓差的作用，增大了管道的流量，大大增強了雨水系統(tǒng)的排水能力。

虹吸排水的施工要點：

（1）雨水斗安裝：雨水斗的安裝是整個虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。雨水斗是整個虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。對于整個虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)而言，最主要的就是要避免空氣通過雨水斗進入整個系統(tǒng)。如果空氣直接進入雨水斗，會在管道內(nèi)形成氣團，這樣會大大降低系統(tǒng)排水效率，最終和傳統(tǒng)重力式排水系統(tǒng)一樣。

現(xiàn)以市民活動中心混凝土屋面用雨水斗為例說明雨水斗的安裝。雨水斗以不銹鋼底盤、夾圈、空氣擋板等幾個部件組成，不銹鋼底盤固定安裝在天面，上面安裝空氣擋板，下面有接尾管的短節(jié)，因而雨水斗的定位安裝就是其不銹鋼底盤的定位安裝。不銹鋼底盤起“承上啟下”的作用。安裝前要注意核實定位尺寸及標(biāo)高。不銹鋼底盤安裝，有兩種方式：方式一，預(yù)埋，在土建天面施工完成配筋后，根據(jù)樓板的厚度確定不銹鋼底盤安裝高度并固定，確保在混凝土灌漿時，底盤不發(fā)生移位，封堵好排水口，防止混凝土灌入排水口；方式二，預(yù)留，在天面雨水斗安裝位置由土建預(yù)留孔，后安裝不銹鋼底盤。本工程采用預(yù)留孔的方式。因為雨水斗的數(shù)量不多，安裝單位沒有必要投入太多人力長期配合土建預(yù)埋，而且預(yù)埋后的雨水斗底盤螺釘容易在土建施工過程中被破壞。不銹鋼底盤在天溝安裝完成后進行防水卷材施工。防水卷材在不銹鋼底盤處要精心施工，既要留出排水口的空間，又要敷滿底盤的其余部分，然后上緊夾圈以確保不滲漏。夾圈有一定厚度的向上卷邊，屋面找平層應(yīng)做到夾圈邊緣。夾圈安裝后，應(yīng)封堵好排水口，并做好夾圈和底盤的保護（特別是底盤上安裝空氣擋板的螺栓），待到屋面土建施工全面完成、清潔后再安裝空氣擋板，完成雨水斗的安裝。

（2）水平管與立管的安裝管線的安裝關(guān)鍵是定位準(zhǔn)確，特別是彎頭、大小頭、三通等處的定位。要注意系統(tǒng)圖中標(biāo)注的所有管道長度的度量均以管道中心為準(zhǔn)，所有彎頭、三通、變徑接頭均以與聯(lián)接管中心交點為準(zhǔn)。要特別注意水平管的標(biāo)高不能任意變動，以免破壞虹吸條件。再有，要特別注意管道的配置，因為液體在管道中沿著管壁流動，當(dāng)條件具備產(chǎn)生虹吸時也有一個過程：由重力流發(fā)展為脈沖流，再發(fā)展為氣液混合流，最后為滿管流。因此，施工過程中要注意正確配置管道，采用“順?biāo)狈绞?，保證管道不進入空氣。

（3）尾管的安裝關(guān)鍵是尾管的安裝時間應(yīng)放在“最后”，即必須在天面全部土建施工完成、清潔后，與雨水斗的空氣擋板同步施工，以完成整個虹吸系統(tǒng)的施工。因為尾管過早的連接，會使虹吸系統(tǒng)的管線過早投入運行，而天面的水泥沙漿等會隨雨水流入并在水平管與立管管壁凝固結(jié)塊，而使虹吸系統(tǒng)失去其功能，一旦造成這種情況，處理起來代價很高。

重力流排水系統(tǒng)是傳統(tǒng)的屋面排水方式，具有設(shè)計施工簡易，運行安全可靠的特點，其缺點是管道設(shè)置相對較多，占據(jù)空間位置較多，虹吸屋面雨水排水是近幾年推廣應(yīng)用的一項新技術(shù)，它的優(yōu)勢是管道系統(tǒng)相對較少，節(jié)省管材和建筑空間，由于虹吸作用產(chǎn)生“滿管流”，使系統(tǒng)排水量能夠滿足最大的雨水量。

綜上所述，我們認為；對于大型公共建筑屋面雨水排水采用虹吸排水技術(shù)是較好的選擇。

參考文獻

[1] 黃曉家，趙雨舟，高敬，馬寧.我國屋面雨水排水技術(shù)應(yīng)用的研究與發(fā)展[J].給水排水，2007，33（2）.