大型廠房屋面雨水排水系統設計

（華藍設計（集團）有限公司，廣西南寧 530001）

大型廠房的屋面結構具有結構復雜、面積大等特點，在雨天時雨水易匯集，若未及時進行排水處理，雨水會破壞廠房屋面，影響廠房性能的發揮。在進行大型廠房建設過程中應加強對雨水排水系統的設計力度，實現對屋面雨水的迅速排水目的，保證廠房的使用壽命、效果，為各項生產活動的開展提供良好的生產環境。

1 大型鋼結構廠房屋面雨水排水特點

（1）廠房的屋面結構較復雜，匯水面積大、匯水時間短。大型廠房多采用多跨聯合的方式，由于不同施工工藝的要求，屋面結構較復雜。大型廠房的鋼結構屋面較光滑，匯水速度相對較快，廠房在建設過程中多通過膠質材料進行屋面搭板連接縫的處理，若未設置排水設施，會出現溢水、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，內天溝需要承擔多跨屋面的雨水排放需求，排水量較大，須提升排水系統的效率。

（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合的施工方式，連跨的內天溝長度會達到幾百米，需要承載大量的雨水流量。

2 進行雨水排水系統的合理選擇

在我國的建筑施工過程中，針對不同的廠房屋面形式存在多種形式的雨水排水系統。在大型廠房屋面雨水排水系統的設計過程中，相關設計人員在結合了屋面形式特點基礎上，結合經濟性原則及實用性原則，合理選擇雨水排水系統，借此滿足大型廠房的實際排水需求。

2.1 重力流雨水系統

從經濟性角度進行分析，大型廠房靠近外墻處的雨水或高跨朝低跨過渡區域的雨水，可采用重力流系統進行設計與施工。

（1）重力流雨水斗排水系統。重力流雨水斗排水系統作為較常用的屋面排水系統，在該系統應用過程中對雨水流態具有相應的要求，雨水斗、豎管及橫管應保持水氣混合的無壓流。為了確保雨水管內的流態效果，存在超重限期的雨水需要借助溢流設施進行排放處理。在具體工程實踐中，該部分雨水無法通過溢流系統進行排放，超量雨水進入重力流雨水斗排水系統后，會破壞排水系統中的無壓流態，導致系統中的水流特性發生根本轉變。重力流雨水排水系統不適用在天溝中，無法滿足大型廠房的實際屋面排水需求。

（2）87型雨水斗雨水系統。87型雨水斗雨水系統是我國傳統屋面雨水排水系統，其最大泄流量顯著優于重力流雨水排水系統。由于雨水流量負荷有較大的余量，在進行系統的具體設計過程中，應結合流態氣水混合瘤的情況進行綜合性考慮。如果有超重現期的雨水進入87型雨水斗雨水系統，會對流態產生影響。在該雨水系統中進行溢流設施的設置過程中，大型的鋼結構廠房需要在天溝外墻側設置溢流口，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定的最大積水深度。目前我國一些大型廠房在屋面面積雨水系統設計過程中均會采用87型雨水斗雨水系統，對高度較高的廠房，由于立管內的水流速度較快，會對立管產生較大的壓力，需要在具體設計中采用抗負壓的管材，滿足87型雨水斗雨水系統的實際排水需求。

（3）雨水系統末端排出管。在我國大型廠房屋面雨水系統設計過程中，一般通過排至室外散水及埋管排至區域雨水管網兩種方式進行雨水的排除處理。將雨水直接排到室外散水模式的操作相對簡單，可通過綠地下滲的方式，在減輕區域內雨水管道負荷基礎上，對地下水可起到良好的回補效果。應用87型雨水斗雨水系統時，由于管內壓力較大、水流速度快，因此，在雨水系統末端排出管的設置過程中，應在排出口部位建設防沖刷設施，避免雨水對地面造成的沖刷。

建筑雨水埋地排出系統主要通過地下管道的方式，將雨水輸送到相關區域內，在具體工程中常使用雨水口代替雨水檢查井的做法。由于雨水檢查井內未進行流槽的設置，需要積極創設良好的水利環境，并在室外設置雨水檢查井，保障雨水的排除效果。

2.2 壓力流雨水系統

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

壓力流雨水系統在應用過程中，可不在懸吊管設置坡度，可節省廠房建筑物的空間。此外，該系統的設計流量比較大，應設置溢流裝置的設置，由于水流速度較快，對排水管道會產生相應的負壓，在施工過程中應選用抗壓性能良好的管道進行工程施工。

（2）壓力流雨水系統的設計。虹吸式屋面雨水系統具體包含虹吸式雨水斗、連接管、懸吊管、排出管、溢流設施等多種系統，在我國大型廠房屋面雨水系統中獲得了良好的應用效果。在進行虹吸式雨水系統的設置過程中，由于屋面面積比較大，應在結合具體廠房結構基礎上，設置多組獨立的雨水排除系統，滿足屋面的實際雨水排水需求。在進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攔污能力的應用效果。在雨水斗出口與懸吊管的設置過程中，需要將高度差控制在1 m之內，如果達不到這一要求，應重新進行校核計算處理。

由于虹吸式雨水系統多設置在廠房的中央位置，因此，在進行溢流設施的設置過程中需要單獨購置一套虹吸式雨水系統，可對溢流超量雨水進行排水處理。在具體設計過程中要求與屋面雨水排水系統的合計排水能力，可保持重現期為50年，以滿足廠房的實際雨水排水要求。對于一些大型的鋼結構廠房，若出現屋面溢水情況會導致雨水滲透到廠房內部，影響廠房內的正常生產。在具體設計過程中，可以適當提高重現期標準，將其提升到100年，避免雨水滲透等情況出現。

（3）管材的選擇。在采用虹吸式雨水系統管道進行廠房屋面雨水系統的構建過程中，應在結合實際需求基礎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、鋼塑復合管等管材進行排水處理，對部分工程造價控制相對嚴重的工程項目，可以通過熱鍍鋅鋼管進行雨水排放處理。該管材雖內壁的粗糙度較大，但內徑大小較HDPE管及鋼塑復合管得到了提升，且管材具有良好的強度、抗壓能力，在相同工程直徑下可滿足系統的流量需求。在進行虹吸式雨水系統的設計過程中，應結合具體要求進行管材類型的合理選擇，以達到預期的雨水系統設計質量。

3 水利計算參數的確定

3.1 重現期參數的確定

在我國現階段廠房建設標準中，明確規定了各種匯水區域內的重現期，大型鋼結構廠房屋面雨水重現期進行確定過程中，需要結合不同的雨水系統進行重現期參數的合理確定。

在進行87型雨水斗雨水系統的重現期參數確定過程中，由于系統多設于邊跨，相應溢流設施的可靠性較高。在超量雨水進入系統后，系統可在氣水混合狀態下獲得良好的工作效果，流量最大時可達到標稱泄流量的一倍，在87型雨水斗雨水系統的重現期參數一般選用3～5年。在虹吸式雨水系統中由于系統的排水能力較強，需要在結合了廠房區域重要基礎上，將重現期參數確定為10～20年之間。

3.2 徑流系數與降雨歷時的確定

我國現階段的廠房屋面建設標準對屋面的雨水徑流系統進行了必要調整，如果鋼結構廠房采用了彩鋼板作為屋面材料，應將徑流系數控制在1左右。廠房屋面上的降雨歷時為5 min左右，采用了彩鋼板的鋼結構廠房屋面，由于其降雨歷時的變化程度較大，為了保障屋面的設置安全性，雨水設計流量可以為降雨歷時的1.5倍左右，進行校正系數的合理確定。

4 結語

大型鋼機構機械廠房具有自身的鮮明特點，在結合現行規范進行屋面雨水排水系統的設計過程中，設計單位應在結合工程實際情況基礎上，對規范內的具體條文進行針對性選擇。在建筑給排水設計過程中，雨水系統的設計雖然只是其中一部分內容，但雨水系統設計效果會直接影響廠房屋面的使用壽命、使用功能，設計單位應加強對該方面設計工作的重視力度，在結合經濟性、合理性、實用性原則的基礎上進行屋面雨水排水系統的設計，保障廠房的各項生產環節的有序開展。