摘 要:随着我国建造技术的发展和国民审美水平的提升，人们对于轨道交通建筑外部造型、空间感受以及使用舒适度提出了更高的要求。大运综合交通枢纽作为深圳东部地区地标性建筑，以“湾区之舞”为设计母题，利用参数化双曲屋面彰显建筑活力，其屋面板层层叠落，如飘带般高低起伏。对于此类非常规的异形屋面，如何在保障建筑外观、体现流线型建筑风格的同时解决屋面排水问题，成为设计和实施的难点。文章以深圳大运综合交通枢纽工程屋面排水设计方案为例，提出了异形屋面排水设计策略和实施方案。 1 枢纽工程介绍
1.1总体概况
大运综合交通枢纽工程位于深圳市龙岗区，是连接城市核心区与东部中心的重要节点，由既有高架3号线，新建地下14、16号线以及在建地下深大城际线组成，是四线换乘区域性综合交通枢纽。
枢纽以“湾区之舞”为设计母题，意将展现大运新城片区朝气蓬勃、青春活力的整体风貌。作为建筑最大的亮点——双曲参数化金属屋面，经过基础形体、切分扭转、造型优化、表皮设计四个阶段，形成了“飘带”状异形雨棚（详见图1 枢纽鸟瞰图）。枢纽建筑一期工程于2022年10月28日开通运营，预计2023年底全部投入使用（不含深大城际）。
1.2屋面体系概述
整个屋面体系顶板采用银灰铝板制作，整体呈现灵动、飘逸的建筑风格。按照屋面遮蔽区域进行划分可分为：交通核雨棚、3号线雨棚、风雨连廊和出入口雨棚4部分（详见图1 屋面分区图）。
图1屋面分区图
其中，交通核和3号线雨棚共由25613块屋面板横向拼接、竖向错位叠合而成，层间缝隙采用聚碳酸酯板和铝板进行封闭，局部形成采光带（详见图2 屋面板构造关系图），投影面积共计12.2万平方米；风雨连廊和出入口雨棚为V形断面铝顶板，侧壁为ETFE膜（详见图3 风雨连廊及出入口雨棚屋面断面关系图），投影面积共计0.24万平方米。
图2交通核及3号线雨棚断面关系图图3风雨连廊及出入口雨棚屋面断面关系图
3号线雨棚高低起伏大，屋脊顶部距离高架景观平台装修完成面最大高度约17m，最大坡度
约60度，在双曲造型交界面下方设置“v”型断面排水沟，用来收集露空处飘落的雨水（详见图4、5 V型天沟平剖面图）。 图4 V型天沟平面图 图5 V型天沟剖面图
2 异形屋面排水设计思路
大运枢纽位于深圳东部地区，夏季雨量充足且长期受台风影响，对于此类规模大、造型变化多样的异形屋面，要从所在区位、建筑品质、雨水流量等方面进行分析和统筹考虑，进一步细化排水方式、排水路径、排水沟宽度等内容。
2.1确定排水方式
整个枢纽建筑作为区域地标性建筑，其建筑外观设计要求简洁、纯粹，屋面排水管数量要少且不允许外露影响建筑立面。后期枢纽周围将建设住宅、商业及办公楼，且交通核位于深铁置业权属地块内；二层景观平台跨龙岗区主干道——龙岗大道，并设置四个出入口，兼顾换乘通道和过街天桥作用。为降低屋面雨水下落对道路和地块内建筑的影响，确定屋面排水方式采用有组织排水，将雨水导流汇集入排水沟后集中排放；由于虹吸排水具有横管不需要坡度且排水管径较小，立管、排水斗数量少，便于建筑外观处理的优势，故整个屋面系统采用虹吸排水方式将雨水快速排放。
2.2划分汇水分区
根据屋面造型和变化趋势划分汇水分区并设计排水路径：交通核雨棚划分5个汇水分区，通过景观平台、屋面板、风雨连廊和小雨棚上设置的天沟排水；3号线雨棚分为8个汇水分区，通过景观平台、V型天沟、风雨连廊和小雨棚天沟进行排水；风雨连廊及小雨棚共划分8个汇水分区，利用自身坡度将水排入最下端的集水箱内，汇水分区、屋面排水路径、排水沟及集水箱如图6所示。
图6 汇水分区、屋面排水路径、排水沟及集水箱平面图
2.3流量计算
按照当地暴雨强度和汇水面积计算流量。大运枢纽屋面雨水排水流量按20年重现期进行计算，并按照100年暴雨重现期校核设置溢流系统。各汇水分区流量=暴雨强度×汇水面积：
虹吸式屋面雨水排放系统
深圳市暴雨强度为549L/(S*ha)，屋面坡度大于2.5％要在暴雨强度基础上乘以1.5的宣泄系数；屋面的汇水面积应按屋面水平投影面积计算。
2.4确定排水设施尺寸及细部构造
汇水分区流量分别计算完毕后，进一步计算排水沟截面尺寸及雨水斗型号。排水沟一般设置在分区最低点，其有效深度应为设计水深加保护高度，有效水深不宜小于250mm，保护高度不得小于75mm，当采用金属屋面且雨水可能经天沟外溢入室内时，保护高度不得小于100mm。根据汇水分区流量及排水沟长度可计算出排水沟断面面积，结合规范和建筑空间需求，最终确定排水沟断面尺寸。雨水斗布置在排水沟内，每个汇水区域/分段布置不少于2个虹吸雨水斗，间距不宜小于2m（详见图7屋面板排水设施断面图）。
为更好的将雨水导入排水沟内以及防止雨水沿坡下落冲出屋面，在交通核及3号线雨棚最下端三层屋面板设置导流槽，导流槽端部设置落水孔，收集后的雨水直接排入沟内（详见图8 屋面导流槽）。
图7屋面板排水设施断面图 图8屋面导流槽
大运枢纽作为地标性轨道交通建筑，其外立面力求简洁、纯粹，排水立管不能外露。枢纽地上部分柱子采用钢管混凝土柱，可将排水立管预埋在柱内，在柱子吊装受力前预留各层水管穿入和穿出点。根据对大运枢纽钢管混凝土柱、钢管柱穿管削弱进行计算分析，同一截面累计穿管宽度不应超过圆钢管周长的5％，不宜超过圆钢管周长的3％；穿管竖向间距不应小于2d（d为穿管直径），且柱与楼板的节点区域禁止侧穿。考虑落水管日后长期使用，采用316正常壁管材防止开焊、点蚀等情况，立管上端连接水平管或集水斗，下方连接消能井。
3.屋面运维设施
大运枢纽屋面高度大且起伏扭曲，长期运营屋面排水沟内会堆积杂物堵塞集水斗，影响排水效果，因此需要定期对屋面排水系统进行运营维护。屋面设计时需要考虑运维人员在屋面上行走检修的防护措施：在交通核及3号线雨棚屋脊线，交通核平屋面、出入口小雨棚、风雨连廊中心线处顶部均设置不锈钢防坠环，环内设有φ10的钢丝绳。检修工人由曲臂检修车送至小雨棚顶部，工人将安全衣挂钩扣挂在屋面安全绳上便可在屋面上自由行走。
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