海綿型建筑智慧化升級思考

吳 鋒 李榮智 羅立娜

（廣州鐵路職業技術學院，廣東廣州 510430）

1 海綿型建筑現狀

海綿城市是一種新型城市雨洪管理概念，可以像海綿一樣吸收雨水，抵制雨洪帶來的城市洪澇災害，緩解熱島效應，有利于城市適應環境變化，具有良好的彈性功能，又稱為“水彈性城市”。本文將海綿型建筑分為海綿型道路、海綿式管廊與綠色生態城區三大板塊，逐步進行分析。

1.1 海綿型道路

在早期的城市道路計劃建設中，大多數城市的路面呈不透水性。降水時，雨水被直接作為污水而處理，阻斷了雨水對地下水的補充，不利于地下水形成，嚴重削弱城市生態系統的循環功能和城市的可持續發展能力。海綿型道路可分為透水性路面、下沉式道路與下凹式綠地。

（1）透水性路面是“海綿城市”理念提及的新型城市道路，在保證路面抗壓強度的前提下，增大路面混凝土的孔隙率，有利于雨水快速滲入地下。在人行輔道上鋪設路面磚，利用磚塊間的空隙進行透水下滲。

透水性路面如圖1所示。

圖1 透水性路面

（2）下凹式道路是一種貫徹“海綿城市”理念的可調蓄以及可持續新型生態基礎設施。下沉式道路中間表面高于兩側50～300mm，兩側建設綠植帶，最大限度地將道路雨水與有機污染物收進道路兩邊的綠化植被，減少雨水徑流量。

（3）下凹式綠地泛指具有一定調蓄容積、可用于調蓄和凈化徑流雨水的綠地，包括滲透塘、雨水濕地、生物滯留設施等。下凹式綠地常伴隨下沉式道路出現，如下沉式道路兩側的綠化帶，具有一定的儲蓄功能，可以利用植物、土壤吸收、滲透和調蓄。下凹式綠地能夠解決暴雨天氣情況下的排水問題，緩解惡劣天氣引發的滯洪災害；綠色植物帶能夠吸附路面灰塵，減小路面揚塵現象，凈化有機污染物，減輕路面空氣污染。

1.2 地下海綿管廊

海綿管廊是地下綜合管廊與海綿城市結合的綜合體，地下綜合管廊在城市地下建設一個隧道空間，將電力、通信、供熱、給排水等各方面工程管線綜合為一體，統一規劃、統一建設、統一監測，是保證城市正常運行的一種重要基礎設施。在早期城市建設的傳統管道，大排水量與小排水量地區均使用大口徑管道，未能充分針對不同地區的降水量和地理情況進行合理排水系統計劃，導致地下排水體系參差不齊，處理能力低下，遠不能滿足排澇需求。新興的地下海綿管廊建設，應在保持水生態系統的正常運行情況下，提高對雨水的儲蓄能力和對超標雨水的調度能力[1]。海綿管廊需要對地理水文、地下建筑與排水管道等信息進行協調分析，充分靈活管理地下與地上的關系，促進城市的排水運行順暢和城市化空間結構的成長。

地下綜合管廊如圖2所示。

圖2 地下綜合管廊

明確地下與地上之間的關系，推進海綿城市的地下海綿型管道工作，形成地下綜合管廊建設體系，建立健全的海綿城市地下設施建設和日常管養長效機制。我國對海綿式管道的認識處于初期接觸層面，沒能充分發揮海綿管道的作用。海綿管道施工時間較長，給城市正常運行帶來諸多不便，相關工作實施耗資巨大，導致我國大部分地下海綿式管道建設停滯不前或建設標準未能達到期待值。

1.3 綠色生態城區

綠色生態城區定義在建筑、基礎設施以及空間的布局等方面，按照環境友好、資源可持續利用的要求規劃、設計、建設城市開發區、新型城區、專一功能區等。可以將綠色城區分為住宅區海綿型建筑的規劃建設、娛樂園區的海綿型建筑建設、工業園區海綿型建筑的規劃設計三部分[2]。

綠色生態城區如圖3所示。

圖3 綠色生態城區

（1）住宅區海綿型建筑的規劃建設。

住宅區海綿型建筑建設是重要的城區建設，建設成果直接影響居民的生活幸福指數。應重視人與自然的關系，貫徹落實“尊重自然”與“可持續性發展”理念。在已建設住宅區中構建GI框架，為已形成的“灰色”排水基礎設施添置綠色，發揮自然設施的可持續性功能，如建設綠色屋頂、參觀式排水管道和生態停車場等可持續性設施。

（2）娛樂園區海綿型建筑的規劃設計。

娛樂園區的重點側重于雨水的去污凈化、廢水的生態再循環與超標雨水調度。應充分處理公園與綠地海綿城市的規劃設計，通過植物的蒸騰作用調節環境中空氣的濕度，改善小氣候環境，利用其自然植被建設雨水花園、景觀花園和濕地公園等綠色基礎設施，消耗徑流雨水并與區域內的排水系統和蓄水系統等設施相聯系。使雨水進入場地后滲入地下再轉移至蓄水池，沉污、凈污，重復再使用，提高雨水的利用率。配置種植合理的植物，有效去除雨水中的人工垃圾、重金屬離子及病原體等不利于人類的物質。

（3）工業園區海綿型建筑的規劃設計。

其他城市小區、公園地區的建設有著極大的差別，工業園區主要使用硬化水泥面和大型工業專用地磚，綠色植被面積和排水系統較少。工業園區建設應在滿足工業需求與相關標準的基本標準下，選取一些透水性較好的工業材料，減少地面積水現象與地面徑流量，最大限度吸收、滲透和調蓄雨水的徑流量。結合下沉式道路綠色帶建設，使滲透后的雨水從路面轉移至土壤層，用于澆灌綠植被，將超標的雨水通過地下海綿管廊排放至其他地方。在工業園區海綿城市的規劃設計中，將儲水裝置與排水系統相互協調，科學合理地調度雨水的流向。

2 海綿型建筑的運用、分析與建議

2.1 運用

我國是以海綿城市建設為理念的國家。在現有的城市中貫徹“海綿城市”理念，為已有“灰色”基礎建設設施添加綠色“服裝”，最大限度地發揮海綿城市的作用，落實海綿城市建設體系。

2.2 分析

國內城市建設起點晚、對海綿城市建設不夠了解，使用的技術不夠先進，導致前期貫徹“海綿城市”理念建設出的成品粗糙、無法協調人與自然、城市與自然之間關系，但新型城市建設的海綿型建筑具有較大的提升的空間。

2.3 建議

海綿型建筑建設中，綠色基礎設施應與灰色基礎設施[3]相結合，海綿型城市建設應遵循優先生態原則，極力協調解決“多合一”問題。海綿城市建設采取“六大方針措施”，分別為滲、滯、蓄、凈、用、排。六項元素相互協調，實現海綿城市建設優化，建設海綿城市的關鍵為不斷提高“海綿體”規模和質量，推動六項方針，衍生出四種實用技術[4]。

（1）滲透技術指通過綠色屋頂、透水性道路、滲透池等設施減少雨水積水量和排水系統的排水壓力，補充地下水，促進水的可持續循環。

（2）截污凈污技術指通過蓄水池、凈水池、雨水花園、參觀式景觀排水管、綜合式綠植帶等設施去污凈化水資源，改善城市水環境。凈化過的水資源可用于各種用途，解決城市水資源緊缺問題。

（3）轉輸技術指通過地下綜合管廊、道路排水立道牙與參觀式景觀排水管等設施傳輸雨水，緩解內澇暴雨的排水壓力，減少路面積水與促進雨水的生態循環。

（4）儲存技術指通過雨水濕地與蓄水池等設施建設調配雨水去向，將超量降雨量從飽和地區向不飽和地區轉移，實現不同功能區之間水資源的協調平衡循環。

3 結語

建設海綿型建筑是海綿城市建設的必經之路，是未來城市發展的必然結果。在實施過程中，必須聯合做好海綿城市的每一項工作，將每個環節落實到位。海綿城市的概念不是取代原有的排水系統，是對原有系統的補充和減負，讓城市本身作用發揮最高限度，真正做到“小雨不積水，大雨不內澇，水體不污染，熱島可緩解”現象。海綿型建筑的實施建設離不開國家政策的大力支持。截至2017年底，國家已經實施部署30多個海綿城市建筑試點城市。我國城市建設起步較晚，對海綿城市建設的認識不夠。將國外先進的海綿城市建設技術與我國城市實際情況結合，逐漸打造符合我國國情特有的海綿城市建設技術。建設海綿城市是一項綜合性系統化的造福工程，是一項長期且而又艱巨的任務，面對這個巨大機遇和挑戰，將海綿型建筑行業推上國際舞臺，還需要不斷努力奮進，在建設實踐中研究探討，實現海綿型建筑事業蓬勃發展。