实例解析轻钢结构工业厂房屋面排水处理

青岛颐中烟草（集团）汽车城坐落于青岛市黄岛区，是一家年生产能力为6万辆农用汽车的合资企业。厂区总占地规模29.6万m2，工业厂房总建筑面积9.82万m2。生产流程由冲压、焊接、涂装、总装四个车间完成。冲压、焊接车间形成一座厂房，总建筑面积4.54万m2；涂装、总装车间形成一座厂房，总建筑面积5.28万m2，两厂房间通过工艺联廊连接。厂房采用柱距为6m×6m门式轻钢结构。目前冲压、焊接车间土建施工和钢结构安装已基本结束。从图纸设计和施工过程来看，基础施工和钢结构安装非常顺利，问题较多的表现在建筑构造节点设计、钢结构设计、钢构件制作间的吻合性上，本文以冲压、焊接车间屋面排水组织和落水口构造节点处理为例,就此问题进行比较分析。

1、屋面排水组织及落水口构造处理

1.1 屋面排水组织

建筑设计中，首先确定屋面排水组织坡度为2.5％_5％间双坡排水，采用三条排水天沟，其中两条为边柱排水天沟，一条为中柱排水天沟。边柱排水采用外排水形式，中柱排水采用内排水形式（如图1）。第三阶段钢结构设计时，发现中柱采用一条天沟组织排水，天沟尺寸较大不利于钢框架制作和安装。边柱采用外排水形式，现场在女儿墙上切落水口安置落水斗需要切割四道构造层，即女儿墙背板、天沟侧翼、隔热棉、外墙板。然而四道切割面很难保证尺寸界面的一致性，而若采用内排水则只须现场切割天沟底板和隔热棉，其施工要比前者简单可靠得多，建议修正原三条天沟组织屋面排水为四条天沟组织排水，边柱、中柱皆为内排水形式（如图2）。

1.2 落水口构造处理

在轻钢结构中，落水斗安装通常有两种形式。从上至下安装（图3）：落水斗与落水管安装时套接容易（出水口地面施工时已完成，是不可变的），隔热棉切口毛边用双面胶与天沟底板粘贴；再通过双面胶与压条粘合，落水斗与排水天沟连接面四周设一圈双面胶，然后由上至下用紧固件（带胶垫自攻螺丝）将落水斗、排水天沟、隔热棉、压条紧固在一起，最后在落水斗与排水天沟顶部连接面四周涂硅胶密封。这种安装方式，落水斗对落水口可起收边作用，施工方便，只须两个安装工人就可完成落水斗安装。关键点是双面胶、硅胶密封要可靠，否则会因积水而导致落水斗处渗水。从下至上安装（图3）：其落水斗紧固方式与从上至下安装相同，但落水斗与落水管套接麻烦，出水口在地面施工阶段已经完成，落水斗紧固后，落水管套接不易安装。即使将落水斗与落水管同时安装，因落水斗长宽高尺寸限制，倾斜套接后再移正的可能性也很小。在这种状态下，设计如果选用如铸铁管、铁管等硬质落水管，就必须局部选用软管碰接或切焊处理；如果选用聚烯落水管则需用套袖处理等等。这种安装方式，落水斗对排水天沟和隔热棉切口不能起收边作用。如果落水斗四边不平整，双面胶粘连和硅胶密封不好，就可能导致雨水渗入隔热棉。从施工现场来看，落水斗构造处理和安装的关键技术问题是施工安装要规范、硅胶密封及隔热棉的气密性要保证，隔热棉收边不能暴露在空气中。再者就是建筑构造节点设计与钢构设计要取得很好的配合。因为通常状态下，钢构设计是以建筑设计作为条件，同时要保证钢框架设计安全、经济、合理、利于安装。如此，就可能会产生建筑构造节点及屋面排水组织与钢框架设计、钢构件制作间的矛盾。矛盾必须在设计阶段磨合协调来解决，把问题解决在图纸阶段，施工中尽可能不发生图纸变更，变更会导致预制钢构件不能使用，需要现场切割调整。汽车城冲压、焊接车间在这个细节上就出现了疏漏，图纸设计中确定落水斗从上至下安装，厂房地面标高±0.00—1.80m处采用铸铁落水管，标高1.8m处至落水斗间采用聚烯落水管，由于落水斗的安装由原从上至下安装改为从下至上安装，导致落水管安装套接困难，现场将聚烯管切割用套袖套接，同时天沟落水口是现场切割，与钢架梁柱、落水口的图纸尺寸配合有误，导致落水管紧锢件重新现场切割调整。给施工带来不必要的麻烦。

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2、反思

就该工程屋面排水组织和落水口构造节点的设计在施工中出现的问题进行反思，我们意识到出现问题的根本原因不在于设计与施工本身，而在于设计、施工过程的组织环节上。因此，这些疏漏应该是可以避免的。

2.1 设计程序及内容

通常状态下，建筑设计程序在一个设计院完成，便于各专业间的协调、协商，也有利于互逆性的实现。然而对于门式轻钢结构厂房来讲，却存在着特殊性，一则表现在钢结构设计、钢构件制作是独立于设计院之外的独立单位。汽车城冲压、焊接车间就是由美国驻上海某钢结构公司承担设计与制作，建筑设计院必须向其提供建筑设计、结构受力、生产工艺布置和市政管线等设计图，然后由钢结构公司进行钢框架设计和钢构件制作，建筑设计与结构设计不在同一设计院完成，造成建筑设计与结构设计间互逆性很差，随机性协商就很难实现。二则表现在行业分工上，通常状态下，建筑构件节点设计应由建筑设计完成，但是在门式轻钢结构中，这种行业分工具有不合理性，从汽车城的建设中我们感觉到，在钢结构设计未参与的情况下，建筑设计完成的构造节点施工图具有很大的盲目性，构造节点的施工处理很难与钢结构设计完美吻合，那么只有两种处理方法，其一是构造节点施工处理不变，钢结构设计与之吻合，这种处理不是很恰当的，其二是调整构造节点施工处理，那么就意味着建筑设计阶段完成构造节点施工处理是不可取的，汽车城工程设计及施工过程也证明了这一点。因此，在门式轻钢结构厂房中，在设计程序不变的前提下，行业设计内容分工应有所调整，就建筑构造而言，建筑设计只须提出设计意向和图示即可（如厂房屋面排水组织形式、坡度、坡向、落水口位置示意），施工图应同钢框架设计及钢构件制作一起完成，这样可减少工作环节，同时便于钢框架设计、钢构件制作和施工安装。

2.2 图纸会审

从设计角度讲，图纸会审及施工交底是设计工作结束的最后一道环节，图纸会审工作若不被充分重视，会致使很多需要协调修正的问题不能解决在图纸阶段，导致施工现场图纸变更发生率较高。因此，图纸会审应该程序化、规范化、制度化，并应纳入城建管理范围。目前的图纸会审主要体现出三方面不足，一是行政管理层的程序化、规范化、制度化。图纸会审依据设计程序的互逆性、互为依存和前提这一特性，在图纸设计阶段应该有两次规范化、制度化会审，其一在各工种设计完成之后，进行图纸设计协调会审，其二是在施工交底之前，进行图纸设计终审。在市场经济下，图纸会审作为行政管理层工作应该强化，使其规范化、制度化，可降低因主观行。

为而引发的图纸变更。二是图纸会审机制不健全。从工程建设角度讲，图纸设计是中介行为，终极目的是指导施工，因此图纸会审不仅仅是设计单位的事，应由甲方、设计、施工、监理四方共同审核完成。一方面施工、监理可提前介入设计，对工程项目有一个全面的认识。另一方面，从施工角度对工程设计进行审查，有利于施工图交底、工程施工顺利进行。三是图纸会审监督。目前在工程建设中，时常有边设计、边施工、边修改现象发生，混乱了工程建设的正常秩序，因此，应该强化图纸会审的严肃性，并纳入城建管理范围，建立图纸会审监督机制。工程设计施工图通过四方共同审核、认可后，报城建管理职能部门监督，作为城建管理部门管理依据，保证设计、施工、监理的一致性。

2.3 工程建设组织存在弊端

目前工程建设的组织者由甲方承担，甲方委托设计、施工、监理，并在工程策划、设计、招标、施工、监理、验收等过程中起协调作用。从甲方是投资者这一角度讲，这是其应有的义务和权力。但在工程实践中我们感觉到，甲方往往不具备操作大型工程运作的技术条件和能力，时常处于力不从心的状态，而设计院的技术潜力不能充分发挥。以汽车城工程为例，从工程项目可行性分析—规划设计—建筑设计—工艺设计—钢结构设计招标—施工—监理—验收这个过程来看，甲方作为工程建设的组织者，在解决诸如：组织各工种图纸会审、钢结构招标、材料验收、现场施工等诸多环节中技术问题协调时都由设计院在协助完成，工程建设的技术协调组织者是设计院，但甲方却没有授权其技术经营者的地位和权力，设计院的技术潜力和应有的策划、设计、经营的能动性作用不能充分发挥。弊端的产生源于在工程建设上把投资行为和技术行为混为一谈，造成工程建设管理混乱，管理中存在不必要的交叉环节，因此设计院对于甲方而言，应改变原单一的委托设计为委托设计和授权经营，做一个不太恰当的比喻，投资者是工程项目“董事长”，设计院是工程项目建设“总经理”，如此二者的能动性作用都可充分发挥，可减少工程建设管理中的交叉环节，有利于工程建设，有利于工程质量和工作效益的提高。