論平屋面的排水與找坡

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簡(jiǎn)介： 平屋面的排水一般采用墻外設(shè)檐溝和屋面本身找坡兩種辦法來(lái)解決。
關(guān)鍵字：平屋面 雨水 找坡

平屋面的排水一般采用墻外設(shè)檐溝和屋面本身找坡兩種辦法來(lái)解決。

　　在外墻或女兒墻外作成檐溝，立面造型要受到一定約束，不能完全實(shí)現(xiàn)。在女兒墻內(nèi)的屋面板上做邊溝，與屋面的梁、板有矛盾，故意做成凹槽結(jié)構(gòu)也有困難，房間內(nèi)的空間也有影響，光靠不太厚的保溫(隔熱)層也不可能，削減了保溫（隔熱）層也不利，該邊溝的保溫（隔熱）層也難保護(hù)；故意加厚找坡層和保溫（隔熱）層，像地下車庫(kù)加厚墊層來(lái)設(shè)邊溝也不合適（見(jiàn)圖1）。因此，有把屋面板由結(jié)構(gòu)找主坡，建筑做邊坡來(lái)解決，但由于平面不規(guī)則，變化較多，結(jié)構(gòu)找坡受到一些限制,也難以實(shí)現(xiàn)。另外，房間內(nèi)的頂上板面不平，看起來(lái)不舒服。因此，全由建筑找坡較為簡(jiǎn)便靈活。這里討論研究的問(wèn)題也僅限于此。

　　
圖1 削減保溫（隔熱）層形成邊溝

　　一.雨水口設(shè)置的一般原則

　　1. 排放方式

　　屋面雨水分外排式、內(nèi)排式或兩者結(jié)合的混排式。為便于檢修和減少滲漏,少占室內(nèi)空間,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用外排式,當(dāng)大跨度外排有困難或建筑立面要求不能外排時(shí),方采用內(nèi)排式或混排式。

　　2. 匯水面積計(jì)算

　　(1) 屋面：屋面匯水面積按屋面的水平投影面積計(jì)算。以雨水立管φ100為例，其排水量為19（L/S）（即19×3.6=68.4m³/h），當(dāng)降雨厚度為100mm/h時(shí),匯水面積為680平方米，深圳市的降雨強(qiáng)度，重現(xiàn)期五年的小時(shí)降雨量厚度為262mm/h,則匯水面積可達(dá)260平方米,但考慮到雨水斗的單斗、多斗，懸吊管的單斗、多斗與坡度等多種不利因素，再加上一定的安全系數(shù)，因此不能完全單一地按立管的排水量來(lái)計(jì)算匯水面積。所以深圳市要求單個(gè)雨水口最大匯水面積宜小于150平方米。

　　(2) 墻面：高層建筑的裙房、窗井及貼近高層建筑外墻的地下車庫(kù)的出入口坡道，除計(jì)算自身的面積外，還應(yīng)將高出的側(cè)墻面積按1/2折算成屋面匯水面積來(lái)進(jìn)行計(jì)算。有幾面高出屋面的側(cè)墻時(shí)，通常只計(jì)算大的一面（或墻面最大投影面積）。

　　3. 匯水面積小于150平方米的屋面不宜只設(shè)一個(gè)雨水口。在同一匯水區(qū)域內(nèi), 雨水立管不應(yīng)小于兩條，且負(fù)荷均勻（用檐溝排水，應(yīng)在檐溝末端或山墻上設(shè)溢流口）。

　　4. 雨水口或雨水管的間距應(yīng)根據(jù)其排水能力、屋面和檐溝坡度等因素考慮決定，一般不宜大于24m。

　　5. 雨水管徑不得小于100mm。

　　6. 高低跨屋面的高處屋面匯水面積＜100平方米時(shí)，可排到低屋面上。出水口的下面應(yīng)設(shè)防護(hù)板，一般為C20的500×500×50混凝土板。匯水面積＞100平方米時(shí)，應(yīng)直接與低處屋面的雨水管或雨水排放系統(tǒng)連接。

　　7. 屋面變形縫應(yīng)避免設(shè)計(jì)成平縫，采用高低縫時(shí)，低縫附近不應(yīng)處于排水的下坡，更不應(yīng)在雨水口附近。變形縫的屋面，應(yīng)加設(shè)溢水口。

　　8. 排水坡度

　　規(guī)范中規(guī)定，平屋面的排水坡度宜為2％～3％，結(jié)構(gòu)找坡宜為3％,材料找坡（即建筑找坡）宜為2％，天溝（檐溝）縱向坡度不應(yīng)小于0.3％。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，權(quán)衡利弊，主坡作成2％,副坡（即邊坡）作成0.5％較合適。

　　9. 高層建筑中，由于雨水管中的空氣和渦流等原因，致使低層處的陽(yáng)臺(tái)地漏濺水、冒水，故屋面和陽(yáng)臺(tái)的雨水管不宜合用。另外設(shè)有洗衣機(jī)的或擬改作廚房的陽(yáng)臺(tái)為達(dá)到雨水污水分流，兩者的水管更不能合用。

　　二.找坡方式

　　1. 方形或長(zhǎng)方形平屋面

　　方形或長(zhǎng)方形的平屋面是常見(jiàn)的，問(wèn)題的解決是最簡(jiǎn)單、也是最基本的。

　　(1) 排向某一角的單一雨水口

　　① 單坡式——一個(gè)斜面坡向雨水口

　　 一個(gè)方形或長(zhǎng)方形的柱體，截取一個(gè)斜截面，即可形成一個(gè)斜面的排水坡。如果按對(duì)角線找坡，設(shè)雨水口處最低，其對(duì)角點(diǎn)最高，兩點(diǎn)拉一直線，并設(shè)定其坡度，求出兩點(diǎn)之間的高差，用比例法求出其他兩點(diǎn)的高度，見(jiàn)圖2。如果是正方形，其他兩點(diǎn)同高，且是高低兩點(diǎn)高差的一半。

　　如果按45°找坡，原理同上，正方形的情況一樣，但長(zhǎng)方形的，則有點(diǎn)區(qū)別，見(jiàn)圖3。先按正方形平面找坡，求出正方形對(duì)角點(diǎn)的高差值，取其一半就為其他兩點(diǎn)的高度值，再兩長(zhǎng)邊作延線，交于長(zhǎng)方形其他兩角點(diǎn)的垂線上，即成總的坡面。這兩種找坡方式經(jīng)驗(yàn)算對(duì)比，后者總的坡度稍緩，體積稍小，找坡也簡(jiǎn)單。

　　
圖2 一個(gè)坡面，按對(duì)角線找坡

　　
圖 3 一個(gè)坡面,按45°找坡

　?、?雙坡式——兩個(gè)斜面相交后坡向雨水口

　　 一個(gè)方整的平面，一個(gè)方向作大坡（或稱主坡），另一個(gè)方向作小坡（或

　　稱副坡），兩坡相交，便把雨水導(dǎo)向雨水口。見(jiàn)圖4。

　　圖4 雙向找坡

　?。?）排向兩個(gè)或多個(gè)雨水口

　　一個(gè)屋面，為了避免雨水口被堵塞而排水不暢，以及根據(jù)匯水面積的大小不同，一般都設(shè)兩個(gè)或多個(gè)雨水口（過(guò)小的屋面例外）。在設(shè)置位置時(shí)，應(yīng)注意其匯水面積即雨水口的負(fù)荷要均勻和便于排水。其排水原理，如前所述。但雙坡式比較靈活，在復(fù)雜的情況下也好解決，而單坡式就受到一定限制，有些情況難實(shí)現(xiàn)，見(jiàn)圖5。

　　在這種情況下，用單坡式難度較大，匯水面積很難分勻，圖面也難以表達(dá)，施工單位更不易搞清楚，所以不宜輕易使用它。

　　
圖5 三個(gè)雨水口單坡式排水

　　2. 圓形平屋面

　　這里討論的是圓形平屋面，而不是圓柱體或圓錐體斜頂面的投影平面。

　　其排水原理和方法與方形或長(zhǎng)方形基本相同，只是圖形不一樣而已。

　　圖6 圓形平屋面單坡式排水

　　圓形屋面找坡后的排水斜面，實(shí)際上就像圓柱體的斜截面，一個(gè)排水口，猶如圓柱體斜切一刀；兩個(gè)排水口對(duì)稱切兩刀，三個(gè)三刀，四個(gè)四刀……由于截面由高到低周邊成緩曲線變化，不需做副坡，就能把水排向雨水口。見(jiàn)圖6。如果再做副坡也可以，但施工就復(fù)雜多了，用料也多了。見(jiàn)圖7。

　　圖7 圓形平屋面雙坡式排水

　　3．扇形平屋面.

　　扇形平面是環(huán)形平面的某一個(gè)局部，內(nèi)外側(cè)找坡排水都行，坡度小時(shí)由建筑找坡，坡度大時(shí)由結(jié)構(gòu)找坡。扇形找坡一般都做成曲面，因?yàn)樵谘刂畠簤γ嫣幎甲龀梢粯痈叨?，找起坡?lái)省工省料，因此主副坡都做成曲面。見(jiàn)圖8。

　　
圖8 扇形平屋面雙坡曲面排水

　　這里要注意的是主副坡的交線不是直線，而是弧線，其作圖原理與方形（長(zhǎng)方形）相似。 特殊情況下，可把找坡面做成平面而不是曲面，見(jiàn)圖9。不過(guò)圖形難理解一點(diǎn),施工難度也大一點(diǎn)。

　　圖9 扇形平屋面單坡排水

　　三、主副坡的關(guān)系

　　主坡是指大面積或主導(dǎo)排水的排水坡，副坡是指與主坡垂直或成一定角度的

　　排水坡。主坡坡度大，一般取2%~3%,副坡的坡度小，一般取0.5%~1%。如果相近或一致，則無(wú)所謂主副坡之分。

　　主坡大很容易把大面積的雨水迅速排掉，主坡匯集來(lái)的大量雨水到副坡處，只要暢通且有一定坡度，就能很快排走。副坡近似邊溝的作用，所以其坡度可以減小，不要與主坡相近，否則費(fèi)工費(fèi)料。

　　主坡排向副坡，副坡排向雨水口，主副坡交線的定位是與兩坡的坡度大小有關(guān)，根據(jù)兩坡交線上的每一點(diǎn)不論在主坡或副坡上都等高的原理即可求出。設(shè)副坡的坡度為0.5%，主坡為2%，在副坡向長(zhǎng)為L(zhǎng)，主坡向長(zhǎng)為a，則h=0.5%×L=2%×a，即a=L/4。同理可證明，兩個(gè)坡度相等時(shí)，其交線成45°,即1:1；副坡是主坡的1/2時(shí)，其交線為 1:2；副坡為主坡的1/4時(shí)，其交線為 1:4，如此類推。如圖10。扇形平屋面繪圖原理也如此。

　　
圖10 主副坡交線的定位

　　四、找坡材料的用量

　　平常在設(shè)計(jì)和制圖過(guò)程中，只圖方便和省事，能把水排掉就行，但對(duì)找坡材料用量卻很少推敲和分析，殊不知排水方向和方式的不同，導(dǎo)致材料成倍增長(zhǎng)，對(duì)資源也是一種浪費(fèi)，所以值得注意，下面舉例說(shuō)明。見(jiàn)圖11。

　　1,單坡式

　　2，雙坡式

　?。?）主坡設(shè)在長(zhǎng)向上

　?。?）主坡設(shè)在短向上

　　
圖11 找坡用料簡(jiǎn)圖

　　從上述四種情況計(jì)算結(jié)果來(lái)分析，屋面面積完全相同，主坡坡度也都相同，可是由于找坡方式和方向不同，找坡材料的數(shù)量卻有很大區(qū)別。第一、二種情況相近，第二種情況制圖和實(shí)際操作都較方便，用料也少。第三、四種情況找坡方式一樣，但方向不同，可數(shù)量相差甚遠(yuǎn)，第三種情況比第四種情況幾乎多一倍，尤其第一種比第四種多一倍還多。所以上述四種情況，從排水效果來(lái)講都可行，但從找坡材料數(shù)量來(lái)講第二種比第一種省，第四種最省。

　　五. 斜坡交線與面層裝飾的關(guān)系

　　現(xiàn)在有些上人屋面，都鋪上面磚，若兩坡的交線與女兒墻或側(cè)墻不成正交，而是斜交（即交線不方正），面磚就要切割很多，費(fèi)工費(fèi)料，也不美觀。所以要盡量使其方正。若是用單坡式，一個(gè)雨水口，則做成一個(gè)斜面，坡向雨水口；兩個(gè)雨水口，則做成兩個(gè)斜面，分別坡向兩個(gè)雨水口，則兩坡的交線就比較方正。見(jiàn)圖12。這樣兩坡的交線也少，既簡(jiǎn)便又美觀，給鋪面工程帶來(lái)好處。因此，屋面鋪面磚時(shí)，以這種單坡式較好，不過(guò)其找坡用料多于雙坡式。

　　
圖12 單坡式交線方正

　　六、 兩坡交線與坡度的關(guān)系

　　兩個(gè)坡度一樣，則其交線，不論脊線或谷線，必在兩雨水口之間的中分線上。若不在中分線上，則兩坡的坡度一定不相等，即一坡大一坡小，這是必然的結(jié)果。要想坡度一樣，脊（谷）線到雨水口的距離又不一樣，那是不可能的。若隨意畫(huà)則使人費(fèi)解。

　　七、幾種組合的平面類型

　　雨水管的設(shè)置位置，希望能考慮排水的方便和可能，但現(xiàn)在的設(shè)計(jì)平面變化越來(lái)越多，立面造型也越來(lái)越講究，因此其位置往往不理想，給找坡帶來(lái)一定的難度。

　　1. 正交形平面

　　單個(gè)方形（或長(zhǎng)方形）的排水找坡方法較為簡(jiǎn)單，但兩個(gè)或多個(gè)方形（長(zhǎng)方形）組合的平面就復(fù)雜很多。以兩個(gè)大小不一的長(zhǎng)方形正交組合的不對(duì)稱平面、且雨水口位置已定為例（圖13）：

　?。?）單坡式：

　　
圖13 組合屋面的單坡方式找坡

　　從圖13中可以看出,首先小屋面找坡的坡向和坡度,隨大屋面變化而變化，也就是說(shuō)，其找坡的夾角必須一致，這樣其谷線才一致，其次，小屋面的起坡點(diǎn)，不像大屋面在雨水口處從屋面板上起坡，而左邊的是在屋面交點(diǎn)A、從高度h₁＝S₁i₂處起坡，右邊的是在屋面交點(diǎn)B、從高度h₂＝S₂i₂處起坡。

　　（2）雙坡式：

　　
圖14 組合屋面的雙坡方式找坡

　　雙坡式主坡的起坡線都是在屋面板面上，大屋面的副坡如前所述，而小屋面的副坡則有兩種方式，一種是圖14a，副坡從兩個(gè)雨水口出發(fā)，作主副坡的交線，但副坡在女兒墻相交處是一段水平線，即圖14a中左邊的AB段,右邊的EF段。為排水順暢，再分別做斜坡，把雨水導(dǎo)向副坡下段，流向雨水口。另一種是圖14b,副坡由大小屋面相交的邊角點(diǎn)A(距副坡脊線最遠(yuǎn)的一點(diǎn))和其與副坡脊線相對(duì)稱的另一點(diǎn)B出發(fā)，按上述方法，分別做主副坡的交線。后種方式找坡畫(huà)圖，雖稍有簡(jiǎn)化，但由于小屋面的起坡線不是在屋面板面，而是在副坡已提升了一個(gè)高度（即h＝S1i₂）處，因此小屋面的找坡用量稍多于前者，還是前者較好。

　　2. 斜交形平面

　　斜交形組合平面的排水找坡方式比正交形組合平面稍復(fù)雜一點(diǎn)，不對(duì)稱的又比對(duì)稱的復(fù)雜些?，F(xiàn)以兩個(gè)長(zhǎng)方形斜交組合的不規(guī)則平面為例：

　?。?）單坡式

　　圖15 不規(guī)則形平面單坡式排水（一）

　　由圖15的兩個(gè)拐角點(diǎn)A、B作連線,把一個(gè)六邊形分成兩個(gè)四邊形,這條連線為一個(gè)雨水口的谷線或兩個(gè)雨水口的脊線。其找坡方法如前所述，但四個(gè)角點(diǎn)都不同高，并應(yīng)注意①一個(gè)雨水口時(shí)谷線與某個(gè)邊的夾角∠α、∠β一定要小于90°；②兩個(gè)雨水口時(shí)只能設(shè)在同一邊；③先定大屋面的坡度i₁，再確定小屋面的坡度i₂。另外還有一種情況，見(jiàn)圖16。就是利用兩個(gè)斜面的交線AB作為排水谷線，但要注意：

　　圖16 不規(guī)則形平面單坡式排水（二）

　?、?先確定長(zhǎng)向坡度i₁，隨后求出A點(diǎn)高、AB坡度i₃以及短向坡度i₂，當(dāng)i₃＜0.3％時(shí)，另做調(diào)整。

　　② 只有進(jìn)深相同時(shí)，即L₁＝L₂時(shí),則i₁＝i₂、∠α＝∠β。

　?、?∠α和∠β都要大于90°，若其中某角＜90°，則該面的四個(gè)角點(diǎn)都不應(yīng)同高，其坡向線也不垂直任何一條邊。

　?、?雨水口只能設(shè)在外側(cè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)B處。

　　（2）雙坡式

　　圖17 不規(guī)則形平面雙坡式排水

　　圖17中若以轉(zhuǎn)折處EF為分水線，向兩邊找主坡,再作副坡,此法可行,但兩主坡坡度不一樣,且費(fèi)料,因此效果不好，但以兩邊AB和GH延長(zhǎng)線夾角的平分線CD作為分水線為好，這樣在CD線上的任意一點(diǎn)到兩邊AB和GH的垂直距都相等,則兩邊坡度相等且省料。不過(guò)要注意該延長(zhǎng)線的夾角應(yīng)小于90°。這種方式兩個(gè)雨水口可同在任意一邊，也可以分開(kāi)，一邊一個(gè)。不過(guò)，除對(duì)稱平面兩匯水面積相等之外，其他情況則不一定相等。

　　3. 弧形與方形組合的平面

　　在交叉路口處，建筑有時(shí)做成拐角形，由于面積較大又不規(guī)整的平面，尤其其中有弧形，單坡式不能運(yùn)用。另外弧形處是平面不是錐體的曲面，最好不用弧形曲面的辦法來(lái)解決。見(jiàn)圖18。

　　圖18 拐角平面排水

　　平屋面的排水，隨著平面形式的復(fù)雜化，找坡排水也相應(yīng)變得復(fù)雜。上面所敘述的幾種圖形和問(wèn)題的處理僅是拋磚引玉，實(shí)際上形狀千變?nèi)f化，解決的辦法也各式各樣。希望通過(guò)分析研究，能使問(wèn)題條理化，清晰化，使設(shè)計(jì)者能得心應(yīng)手，使施工者能一目了然。

　　當(dāng)然有些問(wèn)題尚分析得不全面不透徹，有些情況還未涉及到，有待今后再進(jìn)一步研究和探討。謬誤之處敬請(qǐng)批評(píng)指正。