屋面外排水系統與建筑立面造型融合的探究

沈春紅 朱嘯寅 鄭 聰

0 引言

為了有組織有系統地排除降落在屋面上的雨水和融化的雪水，必須設置完善的屋面排水系統，從而防止屋面積水滯流造成屋面漏水、避免屋面排水不當使墻體受到損害。在建筑技術日新月異的今天，建筑功能與造型越來越豐富，屋面排水系統設計也始終是建筑設計中一個不可缺少的環節。但許多建筑尤其是住宅建筑，建筑師在設計屋面排水系統時，常常只是按規范簡單地在屋面布置了排水系統，剩下的就交給了給排水工程師，而在立面圖尤其是效果圖上也常常沒有體現出排水系統。這樣在建筑建成后，往往發現排水立管成為了建筑立面不和諧的一個元素，甚至嚴重影響了建筑本來的外觀形象。因此有必要探討屋面外排水系統和建筑立面造型之間的關系，對如何做好屋面外排水系統設計，使其與建筑有機融合進行分析和研究。

1 常用的建筑屋面外排水系統及其實例分析

1.1 屋面外排水系統

屋面排水系統，可以分為外排水、內排水和混合排水系統。由于本文主要討論排水立管對建筑立面的影響，所以后文主要針對屋面外排水系統進行論述。外排水系統各部分均敷設于室外，其優點是構造簡單，少占室內空間，便于維修和減少滲漏，因此在實際工程中常常被采用。屋面外排水系統排水方式分為兩類，即有組織排水和無組織排水(也稱自由落水)。在有組織排水中，通常是由屋面檐溝匯水，然后流入雨水斗以及立管，排至室外散水或明(暗)溝，再排至市政排水管網。立管一般采用圓形或方形鋼管、鑄鐵管、石棉水泥管或UPVC管。這些排水立管附著在建筑外立面上，處理不當則會影響建筑的外觀形象。早期建筑由于技術材料的限制，一般屋面排水比較簡單，中國傳統建筑一般沒有雨水檐槽，多是通過坡屋面挑檐，直接將雨水排下，落入地溝，即所謂無組織排水或自由落水。西方古建筑也多是以坡屋頂為主，通過屋頂的坡度自然排水。而工業革命之后，新技術、新材料不斷出現，新型防水材料使屋頂不需要坡度也能夠達到防滲的目的，于是平屋面大量應用于建筑屋頂。在建筑規模、高度、質量不斷提升的今天，各類屋頂的建筑中，有組織排水屋面被廣泛采用，排水管也開始隨之大量應用。

1.2 實例分析

屋面排水系統中水落管的設置位置、數量及管徑按照當地氣候條件、屋面匯水面積等因素考慮，雖然容易布置，但是想不損害立面的效果，甚至為立面增彩，成為立面裝飾元素的一部分，卻不是那么容易。如果留意四周，就會發現許多建筑的排水立管布置不盡人意。具體來說存在如下幾個問題:

1)排水立管，布置雜亂，有的甚至和其他管道縱橫交錯，如同蜘蛛網般。這種復雜的網管布置使得本就是鋼筋混凝土的森林更加失去生命力，試想一下生活在這種環境中，是否會有賞心悅目的感覺。2)現在建筑的排水立管很多是采用白色UPVC塑料管。雖然也符合建筑給排水設計規范，但沒有從材質和色彩方面考慮與建筑立面的協調效果，使排水立管在立面上顯得突兀。

排水立管設置位置、材料和顏色選用等都應考慮和立面的其他元素相融合。一些建筑大師對屋面排水系統設計得十分巧妙，值得借鑒，例舉如下:

例1:柯布西耶的坎貝—伲佛閘口的檢查站，這座建筑位于從羅納河通往萊茵河的運河河道上。其屋面排水管采用的是半圓形鋼筋混凝土管，這樣從河道過往的船上看建筑的正立面，就如同是一個與樓同高的白色立柱，給建筑帶來一種動態的平衡，造型上也更加豐富(見圖1)。而從背面看，則是個半圓的弧，不僅滿足了日常的雨水排放，而且加強了建筑動感。

例2:弗蘭克?勞埃德?萊特的William G.Fricke house，是萊特草原式建筑的代表作，其采用了褐色的鑄鐵排水立管。因為建筑的其他部分，像腰線、屋頂、門窗甚至周圍的樹木都是這種或類似的顏色。材料雖然普通，但是和其他的建筑元素很好地融合在一起，營造出和諧統一的色調。豎向的排水立管還和橫向的腰線，形成橫縱兩個方向上的對比，使建筑造型更加生動和富有變化。

例3:普利策建筑獎2002年得主——格倫?馬庫特設計的瑪格尼住宅(見圖2)，該棟住宅和柯布西耶的坎貝—伲佛閘口的休息室有著異曲同工之處。該建筑的屋面排水系統，是雨水通過雙曲殼的屋面流入屋頂中間的天溝中，再由天溝排入兩側的排水立管。但排水立管不是緊貼于立面外墻，而是挑出一段距離，與住宅門前的雨篷共同構建了一個灰空間，起到很好的過渡作用。立管材料采用的是鍍鋅薄鋼板，造型和材質上都與屋頂形成了很好的呼應。

類似經典的作品還有許多。這些排水立管的設計從形式、色彩、材料、構成等方面，都考慮了與建筑之間的協調關系，創造出完美的建筑整體效果。

2 與建筑有機融合的屋面排水系統的設計思路

通過分析和研究，對如何做好屋面雨水外排水系統設計，使其有利于建筑立面效果表達，或至少不影響建筑外觀效果，提出了以下幾點思路。

2.1 將排水管融入建筑立面構圖

一般情況下應將排水管盡量不明露，布置于凹處或陰角。但若做不到隱蔽布置，也可將排水管作為立面構圖元素之一，采用適當的布置方法，使排水管不僅不破壞立面效果，還能起到一種裝飾作用。如圖3所示，這套排水系統位于德國的薩克森首府德累斯頓，設計者以小號的音樂符號，通過排水系統將音樂的動感賦予建筑，配合建筑主體墻面活潑的色調，給人以藝術的享受。可見排水管不僅是一種功能材料，也能作為一種裝飾材料。如果將排水管作為建筑立面造型元素之一，統籌設計，便會使立面構圖更加符合審美要求。

2.2 配合建筑選擇排水管的材質顏色

首先色彩上盡量尋求和建筑其他元素的和諧。根據建筑立面的色調，排水管可以采用與其對比或者調合的色彩。也可以采用立面上的輔助色或者與之相近的顏色。其次排水立管在材料上也應該充分考慮使其盡量與建筑相融合。圖4為一棟2層別墅，其排水立管采用的顏色以及鑄鐵材料與同樣是鑄鐵材料的大門、陽臺欄桿、雨篷等很好地呼應融合，達到與建筑整體協調的設計風格。

2.3 結合自由落水營造浪漫情趣

屋面排水系統在造型設計上，應該能有所創新，除了加一些裝飾元素，如果能突破常規，甚至部分不用排水立管，而采用一些與屋頂或建筑造型相適應的手法，如柯布西耶的坎貝—伲佛閘口的檢查站中的排水方式(見圖 1，圖5)。不僅實現屋面排水，而且使得建筑造型富有變化。而圖5中的排水系統，興許在雨天還能形成類似于瀑布一樣的水景，為建筑增添了別樣情趣。

2.4 考慮排水管與垂直綠化相結合

尤其在低多層建筑中，通過垂直綠化將不美觀的排水立管進行覆蓋或者裝飾，不僅可以消除雨水管對建筑立面效果的不良影響、改善生活居住環境，而且還可以減少陽光直射，調節溫度，提高空氣濕度，加大外墻的熱惰性指數，而且垂直綠化可考慮直接利用排水系統回收的雨水澆灌，從而達到節能減排低碳經濟的效果。

3 結語

屋面排水系統設計應從立面構圖、材料色彩、造型設計、節能減排等多方面考慮，才能最終實現經濟美觀實用的多重目的。科學技術在不斷發展著，建筑材料和技術會不斷地更新和發展，唯一不變的應該是建筑設計工作者一顆細膩的心。當今建筑環境設計應擺脫千篇一律、粗糙簡單的處理方式，對排水立管的考慮尚且如此，創造完美的建筑整體效果更需要我們用心去設計。

[1] 郎嘉輝.建筑給水排水工程[M].重慶:重慶大學出版社，1997.

[2] 黃杏玲，王 宇，沈春紅.當今外部居住環境形態特色探析[J].工業建筑，2004(6):28-30.