（華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，廣西南寧 530001）

大型廠房的屋面結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、面積大等特點(diǎn)，在雨天時(shí)雨水易匯集，若未及時(shí)進(jìn)行排水處理，雨水會(huì)破壞廠房屋面，影響廠房性能的發(fā)揮。在進(jìn)行大型廠房建設(shè)過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)力度，實(shí)現(xiàn)對(duì)屋面雨水的迅速排水目的，保證廠房的使用壽命、效果，為各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)的開展提供良好的生產(chǎn)環(huán)境。

1 大型鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面雨水排水特點(diǎn)

（1）廠房的屋面結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，匯水面積大、匯水時(shí)間短。大型廠房多采用多跨聯(lián)合的方式，由于不同施工工藝的要求，屋面結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。大型廠房的鋼結(jié)構(gòu)屋面較光滑，匯水速度相對(duì)較快，廠房在建設(shè)過程中多通過膠質(zhì)材料進(jìn)行屋面搭板連接縫的處理，若未設(shè)置排水設(shè)施，會(huì)出現(xiàn)溢水、滲水等諸多問題。

（2）大型廠房的屋面屋頂較高，增加了排水工作的難度。由于廠房建筑面積比較大，內(nèi)天溝需要承擔(dān)多跨屋面的雨水排放需求，排水量較大，須提升排水系統(tǒng)的效率。

（3）由于大型廠房的屋面面積較大，在具體施工過程中多采用多跨聯(lián)合的施工方式，連跨的內(nèi)天溝長(zhǎng)度會(huì)達(dá)到幾百米，需要承載大量的雨水流量。

2 進(jìn)行雨水排水系統(tǒng)的合理選擇

在我國(guó)的建筑施工過程中，針對(duì)不同的廠房屋面形式存在多種形式的雨水排水系統(tǒng)。在大型廠房屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在結(jié)合了屋面形式特點(diǎn)基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性原則及實(shí)用性原則，合理選擇雨水排水系統(tǒng)，借此滿足大型廠房的實(shí)際排水需求。

2.1 重力流雨水系統(tǒng)

從經(jīng)濟(jì)性角度進(jìn)行分析，大型廠房靠近外墻處的雨水或高跨朝低跨過渡區(qū)域的雨水，可采用重力流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。

（1）重力流雨水斗排水系統(tǒng)。重力流雨水斗排水系統(tǒng)作為較常用的屋面排水系統(tǒng)，在該系統(tǒng)應(yīng)用過程中對(duì)雨水流態(tài)具有相應(yīng)的要求，雨水斗、豎管及橫管應(yīng)保持水氣混合的無壓流。為了確保雨水管內(nèi)的流態(tài)效果，存在超重限期的雨水需要借助溢流設(shè)施進(jìn)行排放處理。在具體工程實(shí)踐中，該部分雨水無法通過溢流系統(tǒng)進(jìn)行排放，超量雨水進(jìn)入重力流雨水斗排水系統(tǒng)后，會(huì)破壞排水系統(tǒng)中的無壓流態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)中的水流特性發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。重力流雨水排水系統(tǒng)不適用在天溝中，無法滿足大型廠房的實(shí)際屋面排水需求。

（2）87型雨水斗雨水系統(tǒng)。87型雨水斗雨水系統(tǒng)是我國(guó)傳統(tǒng)屋面雨水排水系統(tǒng)，其最大泄流量顯著優(yōu)于重力流雨水排水系統(tǒng)。由于雨水流量負(fù)荷有較大的余量，在進(jìn)行系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)結(jié)合流態(tài)氣水混合瘤的情況進(jìn)行綜合性考慮。如果有超重現(xiàn)期的雨水進(jìn)入87型雨水斗雨水系統(tǒng)，會(huì)對(duì)流態(tài)產(chǎn)生影響。在該雨水系統(tǒng)中進(jìn)行溢流設(shè)施的設(shè)置過程中，大型的鋼結(jié)構(gòu)廠房需要在天溝外墻側(cè)設(shè)置溢流口，該過程中要求溢流口的最高遺留水位低于大型廠房屋面規(guī)定的最大積水深度。目前我國(guó)一些大型廠房在屋面面積雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中均會(huì)采用87型雨水斗雨水系統(tǒng)，對(duì)高度較高的廠房，由于立管內(nèi)的水流速度較快，會(huì)對(duì)立管產(chǎn)生較大的壓力，需要在具體設(shè)計(jì)中采用抗負(fù)壓的管材，滿足87型雨水斗雨水系統(tǒng)的實(shí)際排水需求。

（3）雨水系統(tǒng)末端排出管。在我國(guó)大型廠房屋面雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，一般通過排至室外散水及埋管排至區(qū)域雨水管網(wǎng)兩種方式進(jìn)行雨水的排除處理。將雨水直接排到室外散水模式的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，可通過綠地下滲的方式，在減輕區(qū)域內(nèi)雨水管道負(fù)荷基礎(chǔ)上，對(duì)地下水可起到良好的回補(bǔ)效果。應(yīng)用87型雨水斗雨水系統(tǒng)時(shí)，由于管內(nèi)壓力較大、水流速度快，因此，在雨水系統(tǒng)末端排出管的設(shè)置過程中，應(yīng)在排出口部位建設(shè)防沖刷設(shè)施，避免雨水對(duì)地面造成的沖刷。

建筑雨水埋地排出系統(tǒng)主要通過地下管道的方式，將雨水輸送到相關(guān)區(qū)域內(nèi)，在具體工程中常使用雨水口代替雨水檢查井的做法。由于雨水檢查井內(nèi)未進(jìn)行流槽的設(shè)置，需要積極創(chuàng)設(shè)良好的水利環(huán)境，并在室外設(shè)置雨水檢查井，保障雨水的排除效果。

2.2 壓力流雨水系統(tǒng)

（1）壓力流雨水系統(tǒng)的特點(diǎn)概述。在初期降雨過程中，由于雨水流量較小，該階段雨水系統(tǒng)管道內(nèi)的雨水為氣水兩相的非滿管流，系統(tǒng)處于重力流狀態(tài)下。隨著雨量的不斷增加，會(huì)增加斗前水深，應(yīng)通過虹吸式雨水斗進(jìn)行氣水分離處理，將雨水系統(tǒng)管道內(nèi)的雨水逐漸過渡到水一相流的狀態(tài)，以獲得良好的雨水排放效果。

壓力流雨水系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，可不在懸吊管設(shè)置坡度，可節(jié)省廠房建筑物的空間。此外，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量比較大，應(yīng)設(shè)置溢流裝置的設(shè)置，由于水流速度較快，對(duì)排水管道會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)壓，在施工過程中應(yīng)選用抗壓性能良好的管道進(jìn)行工程施工。

（2）壓力流雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。虹吸式屋面雨水系統(tǒng)具體包含虹吸式雨水斗、連接管、懸吊管、排出管、溢流設(shè)施等多種系統(tǒng)，在我國(guó)大型廠房屋面雨水系統(tǒng)中獲得了良好的應(yīng)用效果。在進(jìn)行虹吸式雨水系統(tǒng)的設(shè)置過程中，由于屋面面積比較大，應(yīng)在結(jié)合具體廠房結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)置多組獨(dú)立的雨水排除系統(tǒng)，滿足屋面的實(shí)際雨水排水需求。在進(jìn)行虹吸雨水斗的施工過程中，要求其具備泄水量大、斗前水深小及具備較強(qiáng)攔污能力的應(yīng)用效果。在雨水斗出口與懸吊管的設(shè)置過程中，需要將高度差控制在1 m之內(nèi)，如果達(dá)不到這一要求，應(yīng)重新進(jìn)行校核計(jì)算處理。

由于虹吸式雨水系統(tǒng)多設(shè)置在廠房的中央位置，因此，在進(jìn)行溢流設(shè)施的設(shè)置過程中需要單獨(dú)購置一套虹吸式雨水系統(tǒng)，可對(duì)溢流超量雨水進(jìn)行排水處理。在具體設(shè)計(jì)過程中要求與屋面雨水排水系統(tǒng)的合計(jì)排水能力，可保持重現(xiàn)期為50年，以滿足廠房的實(shí)際雨水排水要求。對(duì)于一些大型的鋼結(jié)構(gòu)廠房，若出現(xiàn)屋面溢水情況會(huì)導(dǎo)致雨水滲透到廠房?jī)?nèi)部，影響廠房?jī)?nèi)的正常生產(chǎn)。在具體設(shè)計(jì)過程中，可以適當(dāng)提高重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，將其提升到100年，避免雨水滲透等情況出現(xiàn)。

（3）管材的選擇。在采用虹吸式雨水系統(tǒng)管道進(jìn)行廠房屋面雨水系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，應(yīng)在結(jié)合實(shí)際需求基礎(chǔ)上合理選擇管材類型。一般情況下可采用建筑排水用的HDPE管、鋼塑復(fù)合管等管材進(jìn)行排水處理，對(duì)部分工程造價(jià)控制相對(duì)嚴(yán)重的工程項(xiàng)目，可以通過熱鍍鋅鋼管進(jìn)行雨水排放處理。該管材雖內(nèi)壁的粗糙度較大，但內(nèi)徑大小較HDPE管及鋼塑復(fù)合管得到了提升，且管材具有良好的強(qiáng)度、抗壓能力，在相同工程直徑下可滿足系統(tǒng)的流量需求。在進(jìn)行虹吸式雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)結(jié)合具體要求進(jìn)行管材類型的合理選擇，以達(dá)到預(yù)期的雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3 水利計(jì)算參數(shù)的確定

3.1 重現(xiàn)期參數(shù)的確定

在我國(guó)現(xiàn)階段廠房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定了各種匯水區(qū)域內(nèi)的重現(xiàn)期，大型鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面雨水重現(xiàn)期進(jìn)行確定過程中，需要結(jié)合不同的雨水系統(tǒng)進(jìn)行重現(xiàn)期參數(shù)的合理確定。

在進(jìn)行87型雨水斗雨水系統(tǒng)的重現(xiàn)期參數(shù)確定過程中，由于系統(tǒng)多設(shè)于邊跨，相應(yīng)溢流設(shè)施的可靠性較高。在超量雨水進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)可在氣水混合狀態(tài)下獲得良好的工作效果，流量最大時(shí)可達(dá)到標(biāo)稱泄流量的一倍，在87型雨水斗雨水系統(tǒng)的重現(xiàn)期參數(shù)一般選用3～5年。在虹吸式雨水系統(tǒng)中由于系統(tǒng)的排水能力較強(qiáng)，需要在結(jié)合了廠房區(qū)域重要基礎(chǔ)上，將重現(xiàn)期參數(shù)確定為10～20年之間。

3.2 徑流系數(shù)與降雨歷時(shí)的確定

我國(guó)現(xiàn)階段的廠房屋面建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)屋面的雨水徑流系統(tǒng)進(jìn)行了必要調(diào)整，如果鋼結(jié)構(gòu)廠房采用了彩鋼板作為屋面材料，應(yīng)將徑流系數(shù)控制在1左右。廠房屋面上的降雨歷時(shí)為5 min左右，采用了彩鋼板的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面，由于其降雨歷時(shí)的變化程度較大，為了保障屋面的設(shè)置安全性，雨水設(shè)計(jì)流量可以為降雨歷時(shí)的1.5倍左右，進(jìn)行校正系數(shù)的合理確定。

4 結(jié)語

大型鋼機(jī)構(gòu)機(jī)械廠房具有自身的鮮明特點(diǎn)，在結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在結(jié)合工程實(shí)際情況基礎(chǔ)上，對(duì)規(guī)范內(nèi)的具體條文進(jìn)行針對(duì)性選擇。在建筑給排水設(shè)計(jì)過程中，雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)雖然只是其中一部分內(nèi)容，但雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果會(huì)直接影響廠房屋面的使用壽命、使用功能，設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該方面設(shè)計(jì)工作的重視力度，在結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、合理性、實(shí)用性原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行屋面雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保障廠房的各項(xiàng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序開展。