翟鵬

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 天津市 300000）

1 嚴(yán)寒地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)分析

嚴(yán)寒地區(qū)主要分布在我國(guó)東北部以及北部。其氣候特點(diǎn)非常明確，四季差別明顯，氣溫差距較大，日照時(shí)間變化也較大；冬季尤其漫長(zhǎng)，夏季短暫，冬季寒冷夏季涼爽。太陽(yáng)高度角也隨著緯度的提升變化很大。本文以我國(guó)東北部省會(huì)城市哈爾濱的建筑作為研究對(duì)象，哈爾濱的氣候?qū)儆诘湫偷膰?yán)寒地區(qū)氣候，冬季漫長(zhǎng)且多雨雪，夏季短暫。嚴(yán)寒多雨雪的氣候?qū)ξ菝娴呐潘到y(tǒng)有著很不好的影響。在冬季這段時(shí)間里，由于白天的光照使得屋頂部分的雪融化而晚上溫度低融化的雪水凍成冰。如此循環(huán)的凍融對(duì)外排水有著非常不利的影響，一些大型的屋面在設(shè)計(jì)時(shí)往往沒(méi)有考慮到這些具體的問(wèn)題，造成了在建筑建成后出現(xiàn)水管排水不暢甚至造成水管破環(huán)、建筑損壞等一些嚴(yán)重的問(wèn)題。

2 大型建筑冬季排水處理不暢的危害

2.1 凍害問(wèn)題

凍害問(wèn)題是外排水問(wèn)題中所遇到的最重要的問(wèn)題，其中冰凝結(jié)在排水口，阻塞排水口使得無(wú)法排水。在嚴(yán)寒地區(qū)冬季中午屋頂?shù)姆e雪開(kāi)始融化，流向積水斗，晚上流向積水口的水逐漸凍結(jié)。這種狀況每天循環(huán)形成“凍融循環(huán)”，經(jīng)過(guò)了很多次的凍融循環(huán)，水斗的排水口逐漸封閉，最終形成堵塞。因阻塞使得屋面積水，從而導(dǎo)致屋面滲透。并且水管的結(jié)冰使得水管重量增大，易造成水管的損壞和脫落。一旦水管損壞脫落就使得建筑完全喪失了屋面的排水能力，造成屋面滲透等一些情況，影響建筑的使用如圖1所示。

圖1 落水管結(jié)冰問(wèn)題實(shí)景

2.2 建筑耐久性問(wèn)題

嚴(yán)寒地區(qū)冬季排水不暢使得建筑屋面及其墻體受潮從而減少了墻體的壽命，因?yàn)榻ㄖ慕Y(jié)構(gòu)如果長(zhǎng)期受到潮濕影響會(huì)降低其強(qiáng)度，耐久性逐漸減弱，存在安全隱患。

2.3 影響建筑美觀

在我國(guó)東北嚴(yán)寒地區(qū)在如此低溫的作用下，雨水管破壞、漏水形成冰柱，冰柱甚至?xí)纬砂踩鹿?。因?yàn)楸退茉诮ㄖ牧⒚妫绊懡ㄖ拿烙^，如圖2所示。

圖2 水管凍害影響建筑美觀

2.4 噪音

噪聲是一種震動(dòng)頻率雜亂無(wú)章的聲音，噪音對(duì)整個(gè)建筑內(nèi)的生產(chǎn)生活都會(huì)造成十分嚴(yán)重的影響。尤其是當(dāng)建筑排水管發(fā)生破裂時(shí)，由于大量的空氣混入水流當(dāng)中，在復(fù)雜的混合流動(dòng)狀況下，噪聲危害也變得日益嚴(yán)重。

3 嚴(yán)寒地區(qū)屋面排水方式及其特點(diǎn)分析

嚴(yán)寒地區(qū)目前普遍的排水方法按照排水位置分為內(nèi)排水和外排水，內(nèi)排水和外排水都有其優(yōu)勢(shì)和弊端。

3.1 內(nèi)排水

將雨水的排水管全部敷設(shè)在室內(nèi)的排水方式即建筑的內(nèi)排水。在建筑中內(nèi)排水不經(jīng)常使用，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)流程復(fù)雜而且對(duì)于構(gòu)造施工要求較高，若有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)屋面滲漏水等問(wèn)題。內(nèi)排水的優(yōu)勢(shì)也很顯著，因內(nèi)排水的落水管位于建筑外墻內(nèi)側(cè)對(duì)于檢修來(lái)說(shuō)很方便。在類(lèi)似于哈爾濱這樣的嚴(yán)寒地區(qū)可以有效的防治水管凍結(jié)阻塞等一些列的事故發(fā)生，也不會(huì)影響建筑的立面設(shè)計(jì)。

3.2 屋面外排水

在屋面外排水的系統(tǒng)中，外排水方式與內(nèi)排水相反，將全部雨水管設(shè)置在室外。所有的水管不需要穿越屋面，水通過(guò)屋面水溝水管等依靠重力流下，因此設(shè)計(jì)及施工都非常簡(jiǎn)單，但是對(duì)于室外建筑的立面造型有很大的影響。根據(jù)設(shè)計(jì)不同，屋面外排水分為有組織外排水和無(wú)組織外排水。

有組織外排水中又分為檐溝外排水和天狗外排水，在一些較大規(guī)模的大型工業(yè)的廠房中主要運(yùn)用天溝外排水。而在一些小規(guī)模的工業(yè)廠房以及民用建筑中則大多使用檐溝外排水策略。檐溝外排水更適合一些小型建筑。無(wú)組織排水形式在中國(guó)民居建筑中被廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)明顯。但這種排水形式不適用于層高較高的建筑中，因?yàn)槿舨捎脽o(wú)組織排水雨水下降的過(guò)程中會(huì)侵蝕墻體，從而影響其作為結(jié)構(gòu)的耐久性和美觀性，同時(shí)墻體潮濕會(huì)使得墻皮脫落容易引發(fā)安全事故。因其造假低廉，建造方便，在我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)的民居中也普遍采用這種排水形式。但是這種形式的弊端也很明顯，即冰雪在屋面逐漸累積形成厚厚的冰層，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累冰層滑下會(huì)破壞建筑的檐口以及從房頂墜落，形成安全事故。如果要避免出現(xiàn)這種事故就需要在建筑的檐口增加一定的加熱措施，使得冰柱及時(shí)融化。防治雪水融化后在檐口凝結(jié)成冰?；蛘咴谖蓓敵鰷p少雪的存量，使得雪融化之后不能形成足夠大量的水涌向水管。

在我國(guó)的大部分地區(qū)都優(yōu)先采用外排水的設(shè)計(jì)，這是因?yàn)榕c內(nèi)排水相比外排水更具有可操作性以及構(gòu)造簡(jiǎn)單施工方便、檢修方便等優(yōu)勢(shì)。但是在我國(guó)的嚴(yán)寒地區(qū)，由于氣候條件的限制，使得暴露在外的外排水很容易發(fā)生水管凍結(jié)等一些列問(wèn)題，因此在嚴(yán)寒地區(qū)冬季首先采用內(nèi)排水形式，但是因?yàn)樵靸r(jià)、施工等問(wèn)題內(nèi)排水無(wú)法滿足，就要在外排水的基礎(chǔ)上增加一系列的設(shè)計(jì)來(lái)經(jīng)可能減小嚴(yán)寒地區(qū)屋面外排水的危害。

4 總結(jié)

建筑設(shè)計(jì)中排水是其不可或缺的組成部分，排水設(shè)計(jì)的水平?jīng)Q定了建筑的使用和建筑的壽命。如今的嚴(yán)寒地區(qū)建筑屋面的排水系統(tǒng)中存在著種種的問(wèn)題，如何優(yōu)化建筑的排水方式，如何改善建筑的使用功能是嚴(yán)寒地區(qū)建筑設(shè)計(jì)所面臨的重大問(wèn)題?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了熱虹吸等輔助建筑外排水的措施。在嚴(yán)寒地區(qū)合理的設(shè)計(jì)使得屋面外排水能夠更加高效。