海綿城市理念下的建筑雨水系統設計

文/劉偉華 亞瑞建筑設計有限公司湖南設計院 湖南長沙 410000

1、引言

從一個城市的發展來看，給排水系統在城市的建設之中，有著不可替代的重要作用。然而隨著城市化的迅速發展，越來越多的水資源問題不斷的出現，例如旱澇災害、居民用水不足、水資源污染等問題，為了很好的解決這一問題，便需要建設海綿城市，在建設的時候，要注意利用合理的科學技術，結合城市本身的特點來進行規劃，加強雨水資源在城市中的再利用。目前，我國應該進行系統更為完善的城市建設，以實現人們居住環境的改善并減少城市中自然災害的發生概率，同時提高對雨水資源的利用效率，進而確保城市環境的優化和可持續發展，并保障居民正常的生產生活用水。

2、海綿城市的內涵

2.1 海綿城市的概念

所謂海綿城市，就是指在城市的發展和建設中，對城市各部分體系集約化設計，包括道路、建筑、綠化場地和給排水系統等，通過各部分對雨水的吸收利用，可以實現像海綿一樣的功能，即對于城市環境的突變和一些自然災害具有很好的適應和調節能力。我國海綿城市這一名詞是在新時期的背景下，為了平衡我國迅速發展的城市化與相對脆弱的城市水系統的矛盾而提出的，其中體現了“滲、蓄、滯、用、排”五位一體，落實 “節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的原則。

2.2 海綿城市的思想內涵

海綿城市這一理念在國外發展較早，其提出的目的是為了解決城市雨水帶來的問題。其中包括低影響開發（LID）、最佳管理措施（BMP）、綠色基礎設施（GI）等，這些理論被用于解決農村和城市在日常運行中產生的面狀污染源等問題，隨后又被用于降水的徑流量控制和水質環境的可持續發展等方面。在海綿城市的理念中，低影響開發理論是其核心要素，具體表現為通過生態化的以景觀建設為主的雨水管理措施，結合軟工程技術，以綠色植被自身可以吸水儲水的特點控制地表的雨水徑流量，因此這種理念可以從根本上控制雨水徑流。通常可以通過雨水花園、綠色屋頂、城市下凹綠地等設施進行海綿城市的設計，以實現城市對于雨水的吸收和緩釋的作用，從而實現城市水環境的改善。

3、海綿城市建筑雨水系統構成的設計介紹

3.1 雨水收集系統的設計

在雨水收集系統的設計中，要緊密貼合城市的實際進行。一般而言，雨水收集系統包括屋面和地面兩部分。其中屋面雨水收集系統是通過屋頂的雨水收集裝置對降落在屋頂的雨水進行收集，再使其流入室外的雨水口或雨水收集井中。地面雨水收集系統是在室外的收水井中，通過雨水調蓄系統，將地面流入的雨水收集起來的系統。在基于海綿城市的理念下，需要將收集的雨水先進行凈化處理，確保雨水在利用中不會產生危害。此外，還應使雨水流入專門的特定收水井而非城市的排水系統。通過這樣的措施，可以實現雨水的無公害重復利用，并且減少了市政水系統處理的壓力。在地面雨水收集系統中，可以利用透水材質的路面，如透水地磚或透水混凝土，同時在地下安置雨水收集箱，既可以避免道路的積水發生，又可以實現雨水的重復利用。

3.2 雨水入滲系統的設計

雨水入滲系統是基于綠地的特點設計的。在海綿城市的理念下，綠地的規劃是必不可少的。在綠地系統中，建筑周邊的綠化帶內采用下沉式綠地措施設計，雨水優先進入下凹式綠地，可以實現集水、蓄水的天然功能，從而實現建筑的生態化理念。此外，利用透水材質的路面，也可以實現類似于綠地的功能，從而加強雨水入滲，減少地表的徑流，保證城市水循環系統的正常運行。

3.3 雨水調蓄、回用、排放系統的設計

在雨水收集過程中，可能出現雨水量過大，從而導致建筑雨水處理系統的壓力過大。為了解決這一問題，需要設計雨水調蓄系統。在雨水過多時，它可以儲存雨水，當降雨量減少時，又可以排出雨水，從而實現對雨水的調節。通常利用管道的方式進行雨水的調蓄，管道埋設在地下，可以節約建筑的使用空間。雨水的回用是指將收集到的雨水進行凈化處理后再加以利用，從而實現解決居民用水不足的問題。在設計雨水回收系統時，要依據建筑的居民具體用水需求進行設計，同時可以考慮利用雨水進行綠化灌溉、衛生保潔等。

4、案例分析

湖南宜章玉溪新城位于宜章玉溪河上游、老縣城西北部。根據該地區的氣象統計數據（2008-2013），其多年的年均降水量為1298毫米，為降水豐富、雨水濕潤的地區。該建筑小區的匯水設計為由南北兩向往中間流、從西到東流的自然匯水狀態。針對宜章縣玉溪新城小區建設進行海綿城市理念下的建筑雨水系統的設計。

4.1 規劃設計內容

設計主要內容是基于海綿城市的理念，對玉溪新城進行雨水系統的生態化設計，即滿足水生態、水環境、水資源、水安全的設計標準要求。具體措施是通過小規模、分散化的方式進行雨水的凈化、調蓄和回收，以實現海綿城市理念下的建筑雨水系統設計。

4.2 雨水滲透系統

通過雨水滲透系統，可以實現玉溪新城的雨水回收再利用，主要通過綠地和地下水環境的結合，進行雨水的收集。另外在道路和廣場中，可以通過鋪設透水材料保證雨水的滲透。透水鋪裝主要有：（1）人行道采用透水效果好的鋪裝，而車道則采用透水混凝土路面或透水瀝青路面。對于道路的坡度設計一般為1.5%。（2）在城市綠地和廣場中，采用鋪設透水鋪裝材料的方法，對于透水材料的鋪裝面積，不應小于總鋪裝面積的70%。（3）在小區道路和廣場的透水地面中，透水材料的鋪裝面積不能小于90%。

4.3 雨水收集系統

根據玉溪新城的用水需求，將每1000平方普通屋頂的建筑所占的基底面積建設一個20立方米以上的蓄水池，就可儲存20毫米（屋頂面積）的雨水。道路每個項目硬鋪面積達到2000平方的，需要建設一個40立方米的雨水收集池或景觀水景來收集雨水。此外可以根據月調節法，計算雨水收集池的最佳容量，在保證雨水最高利用率的情況下，確定玉溪新城項目在建設中所需的雨水收集池的面積大小。

4.4 雨水凈化系統

雨水的天然凈化主要通過綠地實現，因此在玉溪新城的綠地設計中，要求其綠地面積不小于15%至25%。此外對于道路的綠化，需要進行植草溝的設計，并使得雨水通過滲透進入雨水花園，以實現對道路雨水的凈化。通過雨水下滲、雨水濕地、植草溝、植被緩沖帶以及初級雨水滲流設施，可以實現玉溪新城雨水凈化的設計目的。

4.5 雨水利用系統

為了實現對雨水的充分利用，需要對小區內部的雨水收集系統進行設計，從而為景觀、消防、道路清潔、衛生保潔等提供用水來源。具體而言，可以通過玉溪河水進行公園的灌溉，景觀用水和消防用水。在場地內收集的雨水可以用來清洗道路和兩側植被的澆灌。廣場的用水通過廣場雨水收集池供應廣場沖洗、景觀和綠化用水等。

4.6 雨水排放系統

通過建筑室外雨水系統管道可以實現雨水的排放，通常將雨水管道沿道路坡向順坡設置，使雨水通過管網流入玉溪河等自然河流。管道坡度的設計，一般應與道路的坡度保持一致。需要注意的是，對于場地內超標的雨水，應經過凈化處理，水質達到國家有關標準的規定，按照《城鎮給水排水技術規范》的要求進行排放。

結語：

在城市的規劃和建設中，海綿城市的理念對城市建筑的雨水排水系統設計具有重要意義，可以保護和改善城市生態環境，同時實現城市建筑與生態環境的協調發展。通過海綿城市建筑雨水系統的設計，可以更好地利用雨水資源，節約并補充地下水資源，控制地面的雨水徑流量，同時改善城市建筑、道路的通暢性，以及城市的氣候環境。貫徹落實海綿城市理念對城市建筑雨水系統設計的重要性，有助于改善城市發展的生態環境，提升居民居住品質，推進國家的可持續發展。