淺談嚴寒地區建筑屋面雨水外排水的利弊

文/賀喜艷 沈陽萬宸建筑規劃設計有限公司 遼寧沈陽 110005

在我國嚴寒地區，建筑屋面排水組織方式包括無組織排水，即屋面雨水直接從檐口滴落至地面的排水方式；有組織內排水，即通過在室內設置雨水管進行排水的方式；有組織外排水，即通過在室外設施雨水管進行排水的方式。每種方法都有其優勢和缺陷，本文主要針對有組織外排水方式的利與弊進行分析。

1、建筑屋面雨水外排水方式及其優勢

1.1 外排水方式

檐溝外排水系統是外排水系統中常見的一種方式，是由檐溝和水落管組成，其管徑一般為75mm和100mm，間距為8-12m，一般適用于嚴寒地區的普通住宅、一般公共建筑、小型單跨廠房；如圖1所示，屋面的雨水匯入到檐溝中，然后流入雨水斗中，經過連接管流至承雨斗和外立管，排至室外散水坡。天溝外排水系統是外排水系統中另外一種重要組織形式，一般將天溝長度控制在40-50m；所謂的天溝就是在屋面構造上形成排水溝，接受屋面的雨雪水，雨雪水沿著天溝流向建筑物的聯動管，經過墻外的立管排到地面或雨水道中；天溝設置在兩跨中間并坡向端墻（山墻、女兒墻），外立管連接雨水斗沿外墻布置。

圖1 檐溝外排水系統示意圖

1.2 外排水方式的優勢

設置在建筑屋面外立面上的雨水排水系統一般會設計更大的排水口，對于嚴寒地區屋面雨水排水而言，可以在更短的時間內將屋面積水進行排出，避免對屋面造成凍害。采用外排水系統設計，還具有造型隨意的優勢，不會像內排水系統設計那種，考慮很多建筑內部美觀、配合等問題，基本上只需要結合外部造型做一些裝飾性的改變就可以了，與內排水相比設計更為簡單、建造成本較低。采用外排水系統設計在施工時更為簡單，在一定程度上節約了很大一筆人力、物力和財力，使得建筑成本得以降低。

2、建筑屋面雨水外排水弊端及解決措施

2.1 外排水弊端

在嚴寒地區采用外排水組織形式，由于受到寒冷氣候條件的影響，此種方式會存在很多弊端，筆者將其總結為以下幾點：

第一、嚴寒地區初冬早春氣候變化異常，屋面導熱系統不能滿足要求時，屋面積雪就會呈現零星融化的趨勢，雪水源源不斷的流向排水口，而由于氣候有著白天熱夜間冷的特點，就會導致白天融化的雪水在晚上重新凍上了，像這樣反復循環就會在排水口形成一道道冰凍，反復幾次就會將排水口凍結堵死，以后再融化的雪水會無法從排水口順利排出去，屋面水溝中的積水浸泡著女兒墻，長時間的凍融交替活動就會造成屋面滲漏，對建筑造成嚴重破壞，從而影響建筑正常使用，縮短建筑屋面構造層的使用周期。

第二、用于排出屋面雨水的管道通常都是采用薄皮卷制焊接管或采用PVC管，這些材質的管道在嚴寒地區使用時，會受到凍融循環的嚴重影響，一旦被冰堵塞就會出現膨脹破裂，當冰雪融化雨水來臨時就會從縫隙中向外飛濺，輕則污染墻面、腐蝕墻體，重則對人們的人身安全構成威脅。在嚴寒地區采用組織外排水形式的排水系統，會因為排水管材質好壞受到氣候影響，而造成嚴重后果，這是外排水最大的弊端。

第三、在嚴寒地區采用有組織外排水形式，由于懸挑排水槽處的排水量比無組織排水相應單位長度的排水量增加幾十倍，因此冬季排水口處形成的冰棱懸吊比無組織排水情況下形成的冰棱懸吊要嚴重的多，一旦遇到刮風振動、融化情況，懸吊的冰棱少則幾公斤、多則幾十公斤，如此重量的冰棱懸掛在排水口處，會因為懸臂形成的負彎矩作用導致排水管道根部產生裂縫甚至形成滲漏，不僅給正常排水系統造成破壞，而且懸掛的冰棱也將對人們的正常生活構成威脅，使得人們在出行時的壓力增加不少。

第四、建筑屋面排水口一般由現澆混凝土、砂漿鋼鐵制件防水材料組成，由于幾種材料酶脹系數不同，再加上嚴寒地區氣候變化的影響，建筑發生裂縫變形后，相互粘結脫離極易造成排水口處滲漏，這是嚴寒地區屋面滲漏的主要原因之一，滲漏之后會對建筑本身和人們的使用產生嚴重影響。

2.2 解決措施

針對上述分析提到的在嚴寒地區有組織外排水存在的弊端，筆者給出的第一點建議是采用無組織外排水方式，無組織排水也稱為自由落水，是建筑屋面雨水直接從建筑檐口落到室外地面的一種排水形式，采用無組織排水系統，具有構造簡單、造價低廉、施工方便等優勢，相對于有組織外排水的形式更為便利；但這種做法也存在一定弊端，屋面自由擴落下的水會濺濕墻面，所以有條件的可以在底層墻面涂上防水材料，就可以避免落下的雨水對墻體造成侵蝕；這種做法一般適用于嚴寒地區的低層建筑，積灰多的屋面應當優先考慮無組織排水形式，可以有效防止排水管被堵塞，有腐蝕介質的工業建筑應考慮采用無組織排水形式，可以有效避免排水管道被腐蝕。

無組織排水方式只能適合解決低層建筑，那么對于嚴寒地區的高層建筑，又該如何避免外排水系統存在的弊端，筆者給出的第二點建議就是在有組織外排水系統設計時考慮加上防凍技術，比如對天溝、雨水斗及雨水管道進行供熱，使其保持在一定溫度范圍內不會發生凍結現象，如此一來建筑屋面的雨水外排水系統就能夠發揮正常工作作用；另外為了防止排水口形成冰棱，可以在將檐口出封檐板設計為直立面，減小積雪量，都可以有效阻止冰柱的形成；為了阻止大片冰雪沿著屋頂坡度方向下墜到天溝中，可以在檐口內側上方設置一定高度的攔雪柵欄。

現階段，住宅建筑中設置獨立水暖井基本被大眾認可，在很大程度上為雨水管檢修及隱蔽工程提供了方便條件，因此，在嚴寒地區的高層住宅設計中屋面雨水采用內排水還是具備很大的可行性的。

結語：

本文針對嚴寒地區建筑屋面雨水外排的優勢和弊端進行分析，明確了外排水系統的形式包括檐溝外排水系統和天溝外排水系統，其優勢在于排水更為通暢、造型隨意以及施工方便等，其弊端在于寒冷天氣造成屋面排水困難、懸掛的冰棱對建筑和居民造成安全威脅等，基于此，筆者提出幾點解決措施，包括在低層建筑排水設計中采用無組織排水系統、在高層建筑排水系統設計時考慮在有組織排水系統中加入防凍技術，盡可能考慮有組織內排水的方式。希望對解決嚴寒地區建筑屋面雨水排水問題有所幫助。

參考文獻：

[1]邵宏炎.高層建筑屋面雨水排水設計與施工[A].《同行》2015年9月（上）[C].2015：1.

[2]趙世磊,王文輝.寒冷地區大型屋面排水系統防凍技術研究[J].建設科技,2014(23)：94-95.

[3]沈春紅,朱嘯寅,鄭聰.屋面外排水系統與建筑立面造型融合的探究[J].山西建筑 ,2010,36(22)：199-200.