大型厂房屋面雨水排水系统设计

（华蓝设计（集团）有限公司，广西南宁 530001）

大型厂房的屋面结构具有结构复杂、面积大等特点，在雨天时雨水易汇集，若未及时进行排水处理，雨水会破坏厂房屋面，影响厂房性能的发挥。在进行大型厂房建设过程中应加强对雨水排水系统的设计力度，实现对屋面雨水的迅速排水目的，保证厂房的使用寿命、效果，为各项生产活动的开展提供良好的生产环境。

1 大型钢结构厂房屋面雨水排水特点

（1）厂房的屋面结构较复杂，汇水面积大、汇水时间短。大型厂房多采用多跨联合的方式，由于不同施工工艺的要求，屋面结构较复杂。大型厂房的钢结构屋面较光滑，汇水速度相对较快，厂房在建设过程中多通过胶质材料进行屋面搭板连接缝的处理，若未设置排水设施，会出现溢水、渗水等诸多问题。

（2）大型厂房的屋面屋顶较高，增加了排水工作的难度。由于厂房建筑面积比较大，内天沟需要承担多跨屋面的雨水排放需求，排水量较大，须提升排水系统的效率。

（3）由于大型厂房的屋面面积较大，在具体施工过程中多采用多跨联合的施工方式，连跨的内天沟长度会达到几百米，需要承载大量的雨水流量。

2 进行雨水排水系统的合理选择

在我国的建筑施工过程中，针对不同的厂房屋面形式存在多种形式的雨水排水系统。在大型厂房屋面雨水排水系统的设计过程中，相关设计人员在结合了屋面形式特点基础上，结合经济性原则及实用性原则，合理选择雨水排水系统，借此满足大型厂房的实际排水需求。

2.1 重力流雨水系统

从经济性角度进行分析，大型厂房靠近外墙处的雨水或高跨朝低跨过渡区域的雨水，可采用重力流系统进行设计与施工。

（1）重力流雨水斗排水系统。重力流雨水斗排水系统作为较常用的屋面排水系统，在该系统应用过程中对雨水流态具有相应的要求，雨水斗、竖管及横管应保持水气混合的无压流。为了确保雨水管内的流态效果，存在超重限期的雨水需要借助溢流设施进行排放处理。在具体工程实践中，该部分雨水无法通过溢流系统进行排放，超量雨水进入重力流雨水斗排水系统后，会破坏排水系统中的无压流态，导致系统中的水流特性发生根本转变。重力流雨水排水系统不适用在天沟中，无法满足大型厂房的实际屋面排水需求。

（2）87型雨水斗雨水系统。87型雨水斗雨水系统是我国传统屋面雨水排水系统，其最大泄流量显著优于重力流雨水排水系统。由于雨水流量负荷有较大的余量，在进行系统的具体设计过程中，应结合流态气水混合瘤的情况进行综合性考虑。如果有超重现期的雨水进入87型雨水斗雨水系统，会对流态产生影响。在该雨水系统中进行溢流设施的设置过程中，大型的钢结构厂房需要在天沟外墙侧设置溢流口，该过程中要求溢流口的最高遗留水位低于大型厂房屋面规定的最大积水深度。目前我国一些大型厂房在屋面面积雨水系统设计过程中均会采用87型雨水斗雨水系统，对高度较高的厂房，由于立管内的水流速度较快，会对立管产生较大的压力，需要在具体设计中采用抗负压的管材，满足87型雨水斗雨水系统的实际排水需求。

（3）雨水系统末端排出管。在我国大型厂房屋面雨水系统设计过程中，一般通过排至室外散水及埋管排至区域雨水管网两种方式进行雨水的排除处理。将雨水直接排到室外散水模式的操作相对简单，可通过绿地下渗的方式，在减轻区域内雨水管道负荷基础上，对地下水可起到良好的回补效果。应用87型雨水斗雨水系统时，由于管内压力较大、水流速度快，因此，在雨水系统末端排出管的设置过程中，应在排出口部位建设防冲刷设施，避免雨水对地面造成的冲刷。

建筑雨水埋地排出系统主要通过地下管道的方式，将雨水输送到相关区域内，在具体工程中常使用雨水口代替雨水检查井的做法。由于雨水检查井内未进行流槽的设置，需要积极创设良好的水利环境，并在室外设置雨水检查井，保障雨水的排除效果。

2.2 压力流雨水系统

（1）压力流雨水系统的特点概述。在初期降雨过程中，由于雨水流量较小，该阶段雨水系统管道内的雨水为气水两相的非满管流，系统处于重力流状态下。随着雨量的不断增加，会增加斗前水深，应通过虹吸式雨水斗进行气水分离处理，将雨水系统管道内的雨水逐渐过渡到水一相流的状态，以获得良好的雨水排放效果。

压力流雨水系统在应用过程中，可不在悬吊管设置坡度，可节省厂房建筑物的空间。此外，该系统的设计流量比较大，应设置溢流装置的设置，由于水流速度较快，对排水管道会产生相应的负压，在施工过程中应选用抗压性能良好的管道进行工程施工。

（2）压力流雨水系统的设计。虹吸式屋面雨水系统具体包含虹吸式雨水斗、连接管、悬吊管、排出管、溢流设施等多种系统，在我国大型厂房屋面雨水系统中获得了良好的应用效果。在进行虹吸式雨水系统的设置过程中，由于屋面面积比较大，应在结合具体厂房结构基础上，设置多组独立的雨水排除系统，满足屋面的实际雨水排水需求。在进行虹吸雨水斗的施工过程中，要求其具备泄水量大、斗前水深小及具备较强拦污能力的应用效果。在雨水斗出口与悬吊管的设置过程中，需要将高度差控制在1 m之内，如果达不到这一要求，应重新进行校核计算处理。

由于虹吸式雨水系统多设置在厂房的中央位置，因此，在进行溢流设施的设置过程中需要单独购置一套虹吸式雨水系统，可对溢流超量雨水进行排水处理。在具体设计过程中要求与屋面雨水排水系统的合计排水能力，可保持重现期为50年，以满足厂房的实际雨水排水要求。对于一些大型的钢结构厂房，若出现屋面溢水情况会导致雨水渗透到厂房内部，影响厂房内的正常生产。在具体设计过程中，可以适当提高重现期标准，将其提升到100年，避免雨水渗透等情况出现。

（3）管材的选择。在采用虹吸式雨水系统管道进行厂房屋面雨水系统的构建过程中，应在结合实际需求基础上合理选择管材类型。一般情况下可采用建筑排水用的HDPE管、钢塑复合管等管材进行排水处理，对部分工程造价控制相对严重的工程项目，可以通过热镀锌钢管进行雨水排放处理。该管材虽内壁的粗糙度较大，但内径大小较HDPE管及钢塑复合管得到了提升，且管材具有良好的强度、抗压能力，在相同工程直径下可满足系统的流量需求。在进行虹吸式雨水系统的设计过程中，应结合具体要求进行管材类型的合理选择，以达到预期的雨水系统设计质量。

3 水利计算参数的确定

3.1 重现期参数的确定

在我国现阶段厂房建设标准中，明确规定了各种汇水区域内的重现期，大型钢结构厂房屋面雨水重现期进行确定过程中，需要结合不同的雨水系统进行重现期参数的合理确定。

在进行87型雨水斗雨水系统的重现期参数确定过程中，由于系统多设于边跨，相应溢流设施的可靠性较高。在超量雨水进入系统后，系统可在气水混合状态下获得良好的工作效果，流量最大时可达到标称泄流量的一倍，在87型雨水斗雨水系统的重现期参数一般选用3～5年。在虹吸式雨水系统中由于系统的排水能力较强，需要在结合了厂房区域重要基础上，将重现期参数确定为10～20年之间。

3.2 径流系数与降雨历时的确定

我国现阶段的厂房屋面建设标准对屋面的雨水径流系统进行了必要调整，如果钢结构厂房采用了彩钢板作为屋面材料，应将径流系数控制在1左右。厂房屋面上的降雨历时为5 min左右，采用了彩钢板的钢结构厂房屋面，由于其降雨历时的变化程度较大，为了保障屋面的设置安全性，雨水设计流量可以为降雨历时的1.5倍左右，进行校正系数的合理确定。

4 结语

大型钢机构机械厂房具有自身的鲜明特点，在结合现行规范进行屋面雨水排水系统的设计过程中，设计单位应在结合工程实际情况基础上，对规范内的具体条文进行针对性选择。在建筑给排水设计过程中，雨水系统的设计虽然只是其中一部分内容，但雨水系统设计效果会直接影响厂房屋面的使用寿命、使用功能，设计单位应加强对该方面设计工作的重视力度，在结合经济性、合理性、实用性原则的基础上进行屋面雨水排水系统的设计，保障厂房的各项生产环节的有序开展。