屋面外排水系统与建筑立面造型融合的探究

沈春红 朱啸寅 郑 聪

0 引言

为了有组织有系统地排除降落在屋面上的雨水和融化的雪水，必须设置完善的屋面排水系统，从而防止屋面积水滞流造成屋面漏水、避免屋面排水不当使墙体受到损害。在建筑技术日新月异的今天，建筑功能与造型越来越丰富，屋面排水系统设计也始终是建筑设计中一个不可缺少的环节。但许多建筑尤其是住宅建筑，建筑师在设计屋面排水系统时，常常只是按规范简单地在屋面布置了排水系统，剩下的就交给了给排水工程师，而在立面图尤其是效果图上也常常没有体现出排水系统。这样在建筑建成后，往往发现排水立管成为了建筑立面不和谐的一个元素，甚至严重影响了建筑本来的外观形象。因此有必要探讨屋面外排水系统和建筑立面造型之间的关系，对如何做好屋面外排水系统设计，使其与建筑有机融合进行分析和研究。

1 常用的建筑屋面外排水系统及其实例分析

1.1 屋面外排水系统

屋面排水系统，可以分为外排水、内排水和混合排水系统。由于本文主要讨论排水立管对建筑立面的影响，所以后文主要针对屋面外排水系统进行论述。外排水系统各部分均敷设于室外，其优点是构造简单，少占室内空间，便于维修和减少渗漏，因此在实际工程中常常被采用。屋面外排水系统排水方式分为两类，即有组织排水和无组织排水(也称自由落水)。在有组织排水中，通常是由屋面檐沟汇水，然后流入雨水斗以及立管，排至室外散水或明(暗)沟，再排至市政排水管网。立管一般采用圆形或方形钢管、铸铁管、石棉水泥管或UPVC管。这些排水立管附着在建筑外立面上，处理不当则会影响建筑的外观形象。早期建筑由于技术材料的限制，一般屋面排水比较简单，中国传统建筑一般没有雨水檐槽，多是通过坡屋面挑檐，直接将雨水排下，落入地沟，即所谓无组织排水或自由落水。西方古建筑也多是以坡屋顶为主，通过屋顶的坡度自然排水。而工业革命之后，新技术、新材料不断出现，新型防水材料使屋顶不需要坡度也能够达到防渗的目的，于是平屋面大量应用于建筑屋顶。在建筑规模、高度、质量不断提升的今天，各类屋顶的建筑中，有组织排水屋面被广泛采用，排水管也开始随之大量应用。

1.2 实例分析

屋面排水系统中水落管的设置位置、数量及管径按照当地气候条件、屋面汇水面积等因素考虑，虽然容易布置，但是想不损害立面的效果，甚至为立面增彩，成为立面装饰元素的一部分，却不是那么容易。如果留意四周，就会发现许多建筑的排水立管布置不尽人意。具体来说存在如下几个问题:

1)排水立管，布置杂乱，有的甚至和其他管道纵横交错，如同蜘蛛网般。这种复杂的网管布置使得本就是钢筋混凝土的森林更加失去生命力，试想一下生活在这种环境中，是否会有赏心悦目的感觉。2)现在建筑的排水立管很多是采用白色UPVC塑料管。虽然也符合建筑给排水设计规范，但没有从材质和色彩方面考虑与建筑立面的协调效果，使排水立管在立面上显得突兀。

排水立管设置位置、材料和颜色选用等都应考虑和立面的其他元素相融合。一些建筑大师对屋面排水系统设计得十分巧妙，值得借鉴，例举如下:

例1:柯布西耶的坎贝—伲佛闸口的检查站，这座建筑位于从罗纳河通往莱茵河的运河河道上。其屋面排水管采用的是半圆形钢筋混凝土管，这样从河道过往的船上看建筑的正立面，就如同是一个与楼同高的白色立柱，给建筑带来一种动态的平衡，造型上也更加丰富(见图1)。而从背面看，则是个半圆的弧，不仅满足了日常的雨水排放，而且加强了建筑动感。

例2:弗兰克◦劳埃德◦莱特的William G.Fricke house，是莱特草原式建筑的代表作，其采用了褐色的铸铁排水立管。因为建筑的其他部分，像腰线、屋顶、门窗甚至周围的树木都是这种或类似的颜色。材料虽然普通，但是和其他的建筑元素很好地融合在一起，营造出和谐统一的色调。竖向的排水立管还和横向的腰线，形成横纵两个方向上的对比，使建筑造型更加生动和富有变化。

例3:普利策建筑奖2002年得主——格伦◦马库特设计的玛格尼住宅(见图2)，该栋住宅和柯布西耶的坎贝—伲佛闸口的休息室有着异曲同工之处。该建筑的屋面排水系统，是雨水通过双曲壳的屋面流入屋顶中间的天沟中，再由天沟排入两侧的排水立管。但排水立管不是紧贴于立面外墙，而是挑出一段距离，与住宅门前的雨篷共同构建了一个灰空间，起到很好的过渡作用。立管材料采用的是镀锌薄钢板，造型和材质上都与屋顶形成了很好的呼应。

类似经典的作品还有许多。这些排水立管的设计从形式、色彩、材料、构成等方面，都考虑了与建筑之间的协调关系，创造出完美的建筑整体效果。

2 与建筑有机融合的屋面排水系统的设计思路

通过分析和研究，对如何做好屋面雨水外排水系统设计，使其有利于建筑立面效果表达，或至少不影响建筑外观效果，提出了以下几点思路。

2.1 将排水管融入建筑立面构图

一般情况下应将排水管尽量不明露，布置于凹处或阴角。但若做不到隐蔽布置，也可将排水管作为立面构图元素之一，采用适当的布置方法，使排水管不仅不破坏立面效果，还能起到一种装饰作用。如图3所示，这套排水系统位于德国的萨克森首府德累斯顿，设计者以小号的音乐符号，通过排水系统将音乐的动感赋予建筑，配合建筑主体墙面活泼的色调，给人以艺术的享受。可见排水管不仅是一种功能材料，也能作为一种装饰材料。如果将排水管作为建筑立面造型元素之一，统筹设计，便会使立面构图更加符合审美要求。

2.2 配合建筑选择排水管的材质颜色

首先色彩上尽量寻求和建筑其他元素的和谐。根据建筑立面的色调，排水管可以采用与其对比或者调合的色彩。也可以采用立面上的辅助色或者与之相近的颜色。其次排水立管在材料上也应该充分考虑使其尽量与建筑相融合。图4为一栋2层别墅，其排水立管采用的颜色以及铸铁材料与同样是铸铁材料的大门、阳台栏杆、雨篷等很好地呼应融合，达到与建筑整体协调的设计风格。

2.3 结合自由落水营造浪漫情趣

屋面排水系统在造型设计上，应该能有所创新，除了加一些装饰元素，如果能突破常规，甚至部分不用排水立管，而采用一些与屋顶或建筑造型相适应的手法，如柯布西耶的坎贝—伲佛闸口的检查站中的排水方式(见图 1，图5)。不仅实现屋面排水，而且使得建筑造型富有变化。而图5中的排水系统，兴许在雨天还能形成类似于瀑布一样的水景，为建筑增添了别样情趣。

2.4 考虑排水管与垂直绿化相结合

尤其在低多层建筑中，通过垂直绿化将不美观的排水立管进行覆盖或者装饰，不仅可以消除雨水管对建筑立面效果的不良影响、改善生活居住环境，而且还可以减少阳光直射，调节温度，提高空气湿度，加大外墙的热惰性指数，而且垂直绿化可考虑直接利用排水系统回收的雨水浇灌，从而达到节能减排低碳经济的效果。

3 结语

屋面排水系统设计应从立面构图、材料色彩、造型设计、节能减排等多方面考虑，才能最终实现经济美观实用的多重目的。科学技术在不断发展着，建筑材料和技术会不断地更新和发展，唯一不变的应该是建筑设计工作者一颗细腻的心。当今建筑环境设计应摆脱千篇一律、粗糙简单的处理方式，对排水立管的考虑尚且如此，创造完美的建筑整体效果更需要我们用心去设计。

[1] 郎嘉辉.建筑给水排水工程[M].重庆:重庆大学出版社，1997.

[2] 黄杏玲，王 宇，沈春红.当今外部居住环境形态特色探析[J].工业建筑，2004(6):28-30.