在設計說明中寫的“天溝排水量140mm/h”是怎么來的？

    現在大家用的溫室設計說明，大多是從前輩手里面傳承下來的，就像武功秘籍，傳了若干代后，整個武林都知道這個招式，但從來沒想過祖師為何要創立這個招式。那么，今天有客戶問天溝排水量數據怎么來的，保不**天就有客戶問濕簾蓄水池容量為什么是3m³、現有設計能否滿足15kg/㎡吊載等等之類的問題。對于專業認真的客戶，我們就要像寫論文一樣對待我們的設計說明，讓每一個數據，每一個文字都有據可查，嚴謹翔實。我們處于商業目的，可以隱藏計算過程或計算方法，但我們要知道數據怎么來的。

    好，現在我們就來說說天溝排水量怎么驗證。

    為何說天溝排水量是驗證而不是計算或設計呢？因為我們需要先設計出天溝截面以及溫室平面。然后來計算這個天溝是否滿足設計排水量，而不是由外部條件來反推天溝截面。

    如果客戶是建筑設計單位，用建筑標準來寫計算書最好不過了。現行可引用的標準就是GB50014-2006（2016版）《室外排水設計規范》（以下簡稱“規范”）。天溝排水計算既可以算鍍鋅板天溝，也可以算荷蘭式的鋁合金天溝，但這兩種天溝的排水區域是不一樣的，我們會在后面聊到。

    按照規范要求，我們需要將溫室的天溝排水系統按流徑分成幾個部分。1是屋面上天溝，2是天溝和落水管的連接節點，3是落水管，4是落水管與排水溝的連接節點（如有），5是地下排水管（如有，且與落水管封閉連接）。4和5點在室內落水時建議進行計算。如果整個排水系統有其他的節點，可能需要根據實際情況單獨計算。真個系統分別計算出結果后，根據木桶原理，只要任意一個節點沒能滿足設計需求，則要修改沒能通過驗證的節點。

    以下我們按照一個假定的天溝進行計算：

    上圖是我們假定的天溝截面，是鍍鋅板天溝，采用保留溢流的鍍鋅板天溝接頭與落水管連接。落水管管徑Ø110mm，PVC材質，無彎頭，雨水直排于散水，最終由室外明溝排出。天溝總長56m，兩端排水，坡度2.5‰，每端長28m。溫室屋面寬3.2m。溫室設計排水量為140mm/h。140mm/h的降水量是多大的雨呢？按照國家標準GB/T28592-2012《降水量等級》有如下規定：

    標準中，特大暴雨的定義是12h累計降水量140mm。當然，這里的降雨可能花八九個小時降萬，也可能在1h內降完。不過，140mm/h的設計排水能力絕對可以應對形成較輕暴雨災害的特大暴雨。

    目前，溫室天溝排水主要有兩種，一種是鍍鋅板天溝，這種天溝的特點是雨水必須自天溝內排出，雨水不能漫過天溝頂面，否則可能造成漏水，是目前常見的天溝形式。采用這種天溝形式的溫室屋面構造（包括鋼架和鋁型材）簡單，所需配件種類較少，施工工藝要求較低，整體造價較低。另一種是荷蘭式鋁合金天溝，這種天溝雖然有巨大的空腔，但這個空腔只用于排冷凝水或滲漏水，所有的降水都在天溝上的屋面排出。這種排水方式的優點是即使天溝截面較小，也能獲得很大的排水量，可以有效減少溫室排水口數量。采用這種天溝的溫室屋面設計比較復雜，對型材及配套材料設計要求較高，對施工工藝要求較高，造價也比較高。由于采用了全型材化設計，大量的加工工作由加工廠完成，基于較高的構件加工精度，這種溫室的安裝非常快捷高效。

    天溝是整個溫室屋面系統的重要組成部分，很多類型的連棟溫室都把天溝作為核心受力構件（也有一些膜溫室不以天溝為受力構件），所有屋面構件的研發都需要基于天溝的截面設計，它就像汽車的底盤，是整個屋面系統的基礎。天溝設計一旦確定，就不能隨意更改，因為天溝截面一旦更改，可能整個屋面系統都要跟著發生變更。

    理論上說，用規范給定的計算公式來計算天溝并不是特別嚴謹，因為規范中的排水明渠的截面比天溝要大很多，坡度也要大不少（我們溫室天溝的坡度一般控制在1‰~3‰之間，規范給出的公式一般適用于≥3‰坡度的情況）。雖然有很多論文提出不同的計算方法，但圈主仍然建議采用規范給出的計算方法，因為這個比較有效力。