廈門實驗小學翔安校區項目海綿城市設計分析

衣 英

(舜弘集團(廈門)有限公司 福建廈門 361000)

廈門實驗小學翔安校區項目海綿城市設計分析

衣 英

(舜弘集團(廈門)有限公司 福建廈門 361000)

廈門市實驗小學翔安校區項目，依照“海綿城市”理念，根據《廈門市海綿城市建設技術規范》，采用透水鋪裝、下凹綠地、植草溝、雨水花園等技術措施，滿足規劃設計條件中的指標要求，徑流總量控制率達到70%。基此，文章主要從“路面鋪裝、綠化、屋面、雨水少數民族接”等方面進行設計分析和效益分析。

海綿城市；透水鋪裝；下凹綠地；植草溝；雨水花園

1 工程概況

廈門實驗小學翔安校區是廈門翔安區直屬重點小學，是廈門翔安投資區內投資最多、規格最高、設備齊全的公立現代化小學。項目規劃用地面積3.88hm2， 共有6棟樓， 1號樓～3號樓為教學樓， 4號樓～5號樓為專用教學樓，6號樓為食堂、體操房等，總建筑面積35 997m2，地下建筑面積18 074m2，地塊地形呈規則矩形。 項目位于翔安區南部新城片區，石厝路以東，浦邊村以西，環境良好，交通便捷，地理位置較優越。

2 海綿城市雨水系統控制目標

海綿城市雨水系統的徑流總量控制，一般采用年徑流總量控制率作為控制目標。《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》對我國近200個城市1983年～2012年日降雨量統計分析， 分別得到各城市年徑流總量控制率及其對應的設計降雨量值關系。基于上述數據分析，將我國大陸地區大致分為5個區，并給出了各區年徑流總量控制率Q的最低和最高限值，即Ⅰ區(85%≤Q≤90%)、Ⅱ區(80%≤Q≤85%)、Ⅲ區(75%≤Q≤85%)、Ⅳ區(70%≤Q≤85%)、Ⅴ區(60%≤Q≤85%)，各地應參照此限值，因地制宜的確定本地區徑流總量控制目標。廈門地區位于Ⅳ區(70%

表1 廈門市年徑流量控制率對應的設計降雨量

3 地區降雨情況

根據中國氣象數據網的降雨數據，廈門地區1983年～2010年平均降雨量統計值如表2所示，月最大降水量(6月)為198.8mm，月最小降雨量(12月)為28.0mm。從降雨季節分配來看，廈門降雨季主要集中在3月～9月，秋冬之交，廈門出現雨季跡象，10月～12月是一年中降水最少的月份，如表2所示。

表2 廈門地區逐月降雨統計表

4 項目設計分析

該項目主要通過采用透水鋪裝、下凹綠地、雨水花園、植草溝等技術措施，實現雨水凈化和控制的目的[2]。

4.1 路面鋪裝分析

(1)場地現狀分析

場地內硬質鋪裝路面主要為廣場、消防車道、操場、 籃球場等活動場地。廣場主要集中在場地東部，操場等活動場地位于場地西部，如圖1所示。

圖1 場地路面鋪裝示意圖

(2)技術適應性分析及布局

擬在場地部分硬質鋪裝區域設置透水鋪裝以達到降低路面雨水徑流的目標。透水鋪裝按照以下幾點原則設置：

①消防車道和回車場對路面的承載力要求較高， 考慮到安全因素以及鋪裝耐久性， 場地內消防車道均保留常期不透水路面， 不設置透水鋪裝。

②場地內消防車道產生的雨水徑流可通過開口路緣石(道路雨水斷接)就近排入周邊下凹綠地和雨水花園消納。

③學校運動場地較多且多為塑膠運動場， 透水塑膠技術目前市場上未成熟且造價高。考慮到學生活動的安全性和方案經濟性，擬保留運動場地原有鋪裝，不設置透水鋪裝。

根據以上布置原則，綜合考慮雨水污染控制、美觀及成本的要求，擬將教學樓間廣場、 庭院等普通活動場地設置透水鋪裝，共計4644.52m2，如圖2所示。

4.2 綠化分析

4.2.1 場地現狀分析

為營造出安靜、優美的校園環境，環繞建筑設置綠化，總計約為7707.96m2，綠地率為20.0%， 綠化主要圍繞教學樓周邊，分布較為均勻 ，部分綠地位于地下室頂板上，地下室頂板普遍覆土在1m以上， 在防滲處理下基本對海綿城市設施的布置無影響。

4.2.2 技術適應性分析及布局

(1)下凹綠地

圖2 海綿設施平面示意圖

圖3 場地綠化分析圖

圍繞建筑物周邊綠地設置下凹綠地，下凹綠地的設計深度為150mm，并且主要將下凹綠地布置在地下室輪廓線范圍之外，屋面雨水經建筑邊溝收集后，接入周邊下凹綠地下滲、滯留。結合雨洪模擬軟件， 根據各子匯流區域產生的徑流量，調整每塊下凹綠地面積， 同時兼顧其調蓄能力與經濟性。根據模擬結果，場地擬設置共計4893.58m2的下凹綠地， 約占總綠地面積的63%，各下凹綠地的設置位置及面積如表3和圖3所示。

(2)植草溝

該項目的建筑周邊設有一圈建筑邊溝，用來承接屋面雨水，現擬用植草溝連接建筑邊溝，利用其雨水轉輸作用，將地表徑流初步凈化后引入周邊生態滯留設施。1號樓～6號樓建筑物周邊均有綠地，本方案已在綠地面積較大處設置了下凹綠地，擬在面積較小且形狀狹長的綠地處設置植草溝。植草溝設計蓄水深度為150mm，頂寬1m，邊坡坡度應小于等于1∶3，植草溝連接下凹綠地、建筑邊溝，并最終將雨水引入雨水花園。

表3 下凹綠地控制雨量統計表

(3)雨水花園

結合場地調蓄量需求、美觀設計和場地標高等因素， 在部分下凹綠地處結合設計雨水花園，蓄水層深度設計為250mm，該項目采用以控制雨量為目的的雨水花園形式。

雨水花園設置在大面積綠地處，并通過植草溝將周邊路面和屋面的雨水均匯入雨水花園，以達到充分利用雨水花園凈化、調蓄功能的目的。設置4個雨水花園，如圖3所示[3]。

雨水花園R1位于運動場北側綠地處，接納運動場和排球場及周邊路面雨水。

雨水花園R2設置在場地北部消防車道旁，通過植草溝接納消防車道路面雨水，并且雨水花園具有可示性，在學校這類特殊環境中，既能起到景觀美化的作用，又有教育意義。

雨水花園R3位于4號教學樓東側，4號樓的屋面雨水通過明渠接入此雨水花園，同時消防車道產生的徑流也坡向雨水花園。

雨水花園R4位于籃球場東側，接納周邊路面徑流和籃球場雨水。

雨水花園的設計面積及位置如表4和圖3所示 。

表4 雨水花園控制雨量統計表

4.3 屋面分析

該項目共有6棟主要建筑物，1號樓～3號樓為教學樓，4號樓～5號樓專用教學樓，6號樓為食堂。由于場地建筑物周邊均設有下凹綠地、雨水花園等生態滯留設施，屋面雨水可通過建筑邊溝、植草溝等進入周邊生態滯留設施凈化、下滲。已設置的生態滯留設施可消納大部分屋面雨水，因此該項目在已達到海綿城市目標的情況下，不再設置屋頂綠化。

4.4 雨水斷接技術分析

(1)場地現狀分析

建筑和道路周邊的綠地均設置成下凹綠地、雨水花園等生態滯留設施，屋面和路面雨水可利用雨水斷接技術就近排入生態設施。

(2)技術適應性分析及布局

雨水斷接技術考慮屋面雨水斷接和道路雨水斷接兩個部分。其中，屋面雨水斷接可采用高位花壇斷接或卵石坑消能。大部分建筑物周邊均設置有下凹綠地或植草構，可以將所有落在下凹綠地范圍內的雨水立管采用斷接的形式接入高位花壇后，再引入下凹綠地滲透排放，或在雨水立管和下凹綠地的連接處設置卵石坑或緩沖沉砂池等消能設施。使屋面雨水經消能后，經植草溝進入周邊下凹綠地或雨水花園滲通排放，多余雨水通過綠地中的溢流式雨水口進入雨水管網。在道路雨水斷接方面，將下凹綠地周邊道路的雨水通過路緣石開槽的形式引入下凹綠地。

4.5 徑流流向分析

場地添加海綿城市技術后的徑流流向，經改造后場地內部無排水管道，路面徑流和屋面徑流均可通過徑流組織進入生態滯留設施下滲滯蓄，僅保留場地外圈的總排水干管以確保排水安全性[4]。

(1)路面徑流→下凹式綠地/雨水花園→溢流式雨水口→市政雨水管網。

(2)屋面徑流→建筑邊溝→植草溝/明渠→雨水花園→溢流式雨水口→市政雨水管網。

(3)操場→排水溝→下凹式綠地/雨水花園→溢流式雨水口→市政雨水管網。

5 技術總結

根據海綿城市建設“滲、滯、蓄、凈、用、排”的要求，該項目采用的海綿城市技術功能如表5所示。

表5 海綿城市設施分類表

根據場地實際情況及海綿城市建設目標，設計海綿城市建設技術方案，并且使設計滿足規劃設計條件和年徑流總量控制率>70%的要求，具體設計總結如表6所示。

表6 場地海綿城市設施總結

6 效益分析

6.1 建設成本估算

根據各種海綿城市技術單位成本和使用量情況， 估算海綿城市設施改造總成本，具體計算結果如表7所示。

表7 海綿城市技術成本估算

6.2 經濟效益分析

(1)海綿城市調蓄設施與既有綠地、景觀相結合，“凈增成本”極低。

(2)海綿城市設施蓄滯、減少雨水徑流，有效減少向市政管網排放的雨水量，降低城市排水設施運行壓力，從而節約相應的維護費用。按每立方米水的管網通行費用為0.08元/m3的經驗數據計算，海綿城市設施措施每留存1m3雨水，即可創造0.08元的經濟效益。

(3)減少了排水管道建設的工程量。

(4)由于海綿城市設施系統具有一定的污染去除作用，因而消除污染而減少的社會損失也是其運行收益之一。全球廣泛使用的環境投入產出比為1∶3，因海綿城市設施通常不包括污水的處理，故多以1∶1～1.5作為環境治理投入的經濟效益標準。若結合相應的排污費作為污染治理投入金額，則可將因消除污染而減少的社會損失計算出來，按排污費為1元m3計算，海綿城市設施項目實現的污染去除效益約為1～1.5元/m3。

7 結語

該項目通過采用透水鋪裝、下凹綠地、植草溝、雨水花園等技術措施，可滿足規劃設計條件中的指標要求，且達到徑流總量控制率70%的設計目標。

[1] 海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)[Z].北京：中國建筑工業出版社，2015.

[2] GB 50400-2016 建筑與小區雨水利用工程技術規范[S].2016.

[3] GB/T 50596-2010 雨水集蓄利用工程技術規范[S].北京：中國水利水電出版社，2001.

[4] GB50014-2016 室外排水設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2016.

Xiamen experimental primary school project sponge city design analysis

YIYing

( Shun hong group (Xiamen) Co., Ltd，Xiamen 361000)

Xiamen xiang 'an campus project experiment elementary school, in accordance with the "sponge city" concept, according to the technical specification for the xiamen city construction sponge, the permeable pavement and lower concave greenbelt, CaoGou, technical measures, such as the rain garden planning design conditions index of the requirements of the total runoff control rates as high as 70%. Based on this, the paper mainly analyzes the design analysis and benefit from the aspects of "pavement paving, greening, roof, rain and minority nationality".

Sponge city; Permeable pavement; Concave greenbelt; CaoGou graft; Rain garden

衣英(1978.9- )，女，工程師。

E-mail:137758255@qq.com

2017-06-05

TU990.3

A

1004-6135(2017)09-0105-05