从柯恩达效应看七楼住户楼顶铺设隔热瓦导致六、五楼住户进水的必然性

图1

1 引言

2021年8月9日下午，焦作市区又下了一场大暴雨。而每一次下暴雨，不少市民都会被房屋进水所烦扰。对于一栋常见的七层住宅楼而言，如果顶楼漏水，这是比较常见的，但是如果六楼和五楼漏水严重，那就比较奇怪了。

据一位网友介绍，在他居住的那栋住宅楼内，自从住在七楼的顶层住户们在楼顶加装隔热瓦之后，每逢下大雨，居住在六楼和五楼的住户家中就会大量进水，如图2-5所示，十分诡异。

图2

图3

图4

图5

六楼、五楼的住户认为，六楼、五楼家中下暴雨时之所以会进水，是顶层住户们在楼顶加装隔热瓦导致的。而顶楼住户却认为六楼、五楼家中进水与楼顶加装隔热瓦无关。

于是，邻里纠纷引发。

那么在楼顶加装隔热瓦会导致下层住户房屋进水么？

2 楼顶加装隔热瓦前后雨水排放方式比较

一般而言，如果楼顶没有加装隔热瓦，当暴雨来临时，楼顶承接的雨水将从楼顶四周的排水口流出，通过设置在墙体外侧的落水管抵达地面，流入城市地下排水系统。

图6

如果楼顶加装了如图6所示的隔热瓦，当暴雨来临时，楼顶承接的雨水无法利用原先的排水口和落水管，只能通过隔热瓦伸出楼体的外沿向外排放。

如果把加装隔热瓦之前楼顶雨水是集中排放的话，加装隔热瓦之后雨水是贴着楼体以水幕的形式向下排放的。

在很多人的看来，设置在顶层的隔热瓦有一部分是伸出楼体的，雨水是向下排放的，怎么可能会导致六楼和五楼住户家中进水呢？雨水是怎样进入六楼和五楼住户家中的呢？

3 楼顶加装隔热瓦导致雨水“尿墙”的必然性分析

在很多人的意识里，暴雨来临时，屋顶承接的雨水都是通过如图7-8所示的屋檐的排水沟槽竖直向下流淌的。

图7

图8

其实不然，如果在下雨时仔细观察雨水从屋檐上流下来的情形，就会发现雨水不是竖直向下流淌的，而是向竖直墙壁有所偏移。仔细观察图6-7也能有所发现。

3.1 理论分析

科恩达效应（Coandǎ effect）是一种非常重要的流体运动现象，指的是流体总是倾向于沿着壁面流动。如图9所示，当壁面弯曲时，流体就会偏离原来的运动方向。

图9

水流偏向固体壁面的原因是水与固体之间有吸附力，并且水流表面有张力，这两者的共同作用，把水“拉向”壁面，水会沿着杯壁转过很大的角度，甚至会往上流一段，之后才会下落。

3.2 视频记录

从六楼住户拍摄的现场视频1-2可以看出，从阳台外沿流下的水流向竖直墙壁一侧偏移，并最终流到墙壁上。

视频1 屋檐流水冲刷六楼阳台

视频2 屋檐流水冲刷六楼墙壁

3.3 雨水“尿墙”实验验证

实际上，在暴雨来临的时候，住户很难从一个很好的角度拍摄屋檐流水拐弯冲刷竖直墙壁的视频。为了真实还原屋檐流水拐弯冲刷竖直墙壁的现象，微主利用自来水管和方形瓶子做了模拟实验。

视频3 模拟实验

利用略微倾斜的方形瓶子代表隔热层伸出楼体之外的排水沟槽的横截面，利用自来水模拟雨水沿着隔热层排水沟槽向外排水的情景。当方形瓶子逐渐伸向水流下方的时候，水流就明显地偏离了它本来的竖直方向。

4 结论

在住宅楼七楼住户在楼顶加装隔热瓦之后，虽然隔热瓦有纵向的排水沟槽，虽然这些排水沟槽也伸出了楼体之外，但是由于柯恩达效应，雨水经过隔热瓦的排水沟槽向外排放时，会向竖直墙壁一侧偏移，进而冲刷楼体，产生“尿墙”现象。雨水冲刷楼体之后，就会沿着六楼住户的阳台和窗户的缝隙渗入室内。没有渗入室内的雨水会沿着楼体外表面继续下流，沿着五楼住户的阳台和窗户的缝隙渗入室内。

依此类推。

5 解决方案

为了解决住宅楼七楼住户在楼顶加装隔热瓦后雨水冲刷楼体、导致六、五楼住户房屋进水的问题，可以像如图10-11所示的那样，在隔热瓦伸出楼体的外沿的下方设置集水槽，并将集水槽底部的排水口与住宅楼原先的落水管相连接。

图10

图11

这样，雨水从住宅楼七楼楼顶隔热瓦上的排水沟槽向外排放时，就不会在柯恩达效应的影响下冲刷楼体了，六楼和五楼的住户也就不会再有房屋进水的困扰。