海綿城市措施在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

程捷

摘要：本文從設(shè)計(jì)實(shí)踐的角度出發(fā)，分析了我國(guó)現(xiàn)行海綿城市規(guī)范的原理和主流技術(shù)措施。結(jié)合一個(gè)工程實(shí)際案例，分析了適合在建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目中應(yīng)用的實(shí)用措施和策略，提出了各個(gè)措施在實(shí)施過(guò)程中的注意要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：海綿城市建筑設(shè)計(jì)

引言

近年來(lái)，我國(guó)水災(zāi)頻發(fā)，各地出現(xiàn)洪水災(zāi)害的新聞不絕于耳。這時(shí)候，海綿城市這個(gè)概念被反復(fù)提及。海綿城市目前的措施主要是針對(duì)中觀微觀層面的小氣候改善，探索如何用低影響開(kāi)發(fā)的方式建設(shè)城市用地和環(huán)境。解決的是常態(tài)化的降水和積水問(wèn)題，緩解水資源壓力。而大型的洪澇災(zāi)害則需要更加宏觀層面的水利工程來(lái)解決，這些并非“小海綿”可以解決的問(wèn)題，需要的是更高規(guī)劃層級(jí)的疏導(dǎo)和防控。

1.原理和規(guī)范

海綿城市的也被稱(chēng)為“低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。其原理是用類(lèi)似海綿吸水的方式，雨天吸水儲(chǔ)存水，干旱天釋放和使用水，使我們的城市具有韌性和彈性，所以也被稱(chēng)為彈性城市。截止目前，我國(guó)已經(jīng)頒布的三個(gè)相關(guān)的全國(guó)性的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)有《海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》、《建筑與小區(qū)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)規(guī)程》，一本圖集《海綿型建筑與小區(qū)雨水控制及利用》。與此同時(shí)，各個(gè)省市也都有各自的規(guī)范和圖集。經(jīng)過(guò)筆者的對(duì)比研究，我國(guó)約有二十多個(gè)省市、直轄市都有當(dāng)?shù)鼐幹频南嚓P(guān)政策法規(guī)。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，甚至縣級(jí)市也會(huì)有自己的海綿城市規(guī)定，如江蘇省的昆山。而另一些省份，只有若干大城市或省會(huì)城市有相應(yīng)的海綿城市建設(shè)導(dǎo)則。項(xiàng)目中到底參照哪些地級(jí)標(biāo)準(zhǔn)還需要征詢(xún)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門(mén)的要求。所以，建筑設(shè)計(jì)工作中需要查閱當(dāng)?shù)氐囊?guī)范與國(guó)家規(guī)范進(jìn)行綜合對(duì)比，同時(shí)在一般情況下，最好咨詢(xún)當(dāng)?shù)睾＞d城市方面的專(zhuān)家，確定最終評(píng)審的委員的專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)來(lái)進(jìn)行總體的規(guī)劃設(shè)計(jì)和局部設(shè)施的選取。

2.設(shè)計(jì)案例及相關(guān)海綿措施分析

建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，海綿城市專(zhuān)篇也是目前報(bào)規(guī)階段必須的設(shè)計(jì)內(nèi)容。下面以一個(gè)上海的項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)要介紹實(shí)際建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的海綿城市設(shè)計(jì)方法和其中的一些思考。以筆者參與的上海臨港某辦公組團(tuán)為例，此項(xiàng)目是常見(jiàn)的高層辦公塔樓集群，具有一定的普適參考價(jià)值。

項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)臨港新片區(qū)，紅線(xiàn)內(nèi)面積約19812.6平方米，總建筑面積是104931.5平方米。地上建筑面積70431.5平方米，地下建筑面積34500.0平方米，綠地率20.01%，限高65m。項(xiàng)目由地上三棟高層辦公樓，一、二層局部三層裙房設(shè)置商業(yè)，地下兩層車(chē)庫(kù)組成。臨港地區(qū)區(qū)域年降雨量均值為1109.6mm，最大值為1592mm（2012年），最小值為630mm（2003年），年雨日約125天。降雨年內(nèi)分配不均，5月～9月為汛期，降雨量較多，約占全年的55.9%，其中6月份占16.2%。內(nèi)河水位可以進(jìn)行人工調(diào)控，常水位一般控制在2.50m～2.80m，河道高水位為3.30m，常水位為2.70m，枯水位為1.70m。

作為新建項(xiàng)目，設(shè)計(jì)依據(jù)是《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》和《上海市海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系（試行）》，結(jié)合《臨港地區(qū)海綿城市建設(shè)指標(biāo)管控實(shí)施細(xì)則（試行）》，

首先，項(xiàng)目分為兩個(gè)部分的徑流組織：

1）建筑屋面徑流組織：這部分我們結(jié)合景觀設(shè)計(jì)，在各棟樓屋頂設(shè)置屋頂綠化，強(qiáng)化屋面對(duì)雨水徑流的滯蓄能力。本項(xiàng)目屋面大部分采用的是內(nèi)排水的方式，由于場(chǎng)地為高端辦公商業(yè)區(qū)域，為保證建筑立面效果，將各棟樓屋面雨落管直接接入地下雨水管道，經(jīng)管道轉(zhuǎn)輸至雨水蓄水池進(jìn)行調(diào)蓄利用;超標(biāo)的雨水則經(jīng)蓄水池溢流，排放至地塊的市政雨水管道中。

2）道路及鋪裝徑流組織：結(jié)合路面周邊建筑界面的功能需求，采用適宜的透水鋪裝路面，降低道路徑流系數(shù)，減少路面產(chǎn)流，實(shí)現(xiàn)小雨不積水的效果。

在此方案設(shè)計(jì)中采用的主要海綿技術(shù)措施有：

1）下凹綠地：

下凹式綠地是在景觀綠地之中，設(shè)計(jì)部分景觀綠地低于周?chē)孛嬉恍岳谥苓呌晁畯搅鞯膮R入。本項(xiàng)目下凹綠地的蓄水層深度設(shè)計(jì)為為0.10m，溢流口高于底部完成面0.10m，下凹綠地下滲按照80～100mm/h計(jì)算。下凹綠地的邊坡按照1：3進(jìn)行放坡，與周邊地形自然銜接。結(jié)構(gòu)層底部鋪設(shè)防滲膜，此處節(jié)點(diǎn)需要注意防滲膜敷應(yīng)搭接延順至蓄水層邊界外0.5

米，全國(guó)幾本地方規(guī)范圖集都有繪制這種搭接關(guān)系，但數(shù)據(jù)并沒(méi)有全部做標(biāo)注;考慮到上海的土壤呈粘狀，難以蓄水，同時(shí)也難以滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)的需要。我們的下凹綠地的種植土必須換土，不得采用原土。這樣是為了保持植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素，凈化雨水過(guò)程中不能有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)析出。所以，不同地區(qū)不同土質(zhì)情況下，海綿城市設(shè)施節(jié)點(diǎn)是不能通用的，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況加以考慮。

2）雨水花園：

雨水花園與下凹綠地的做法有相似之處，但其蓄水深度不同，承載的植物種類(lèi)也不一樣。本項(xiàng)目雨水花園的蓄水層深度設(shè)計(jì)為0.20m，溢流口高于底部完成面0.20m。相關(guān)防滲膜以及與周邊搭接長(zhǎng)度都與下凹綠地的要求相同，土壤要求也是一致的。雨水花園可以承載更多的挺水植物，植物選型上經(jīng)過(guò)植物設(shè)計(jì)的配合營(yíng)造可以有更豐富的效果。

3）透水鋪裝

透水鋪裝地面的應(yīng)用是在總圖規(guī)劃的基礎(chǔ)上，找出適合用于透水地面的區(qū)域，材料可以選擇的有透水磚、植草磚、碎石仿自然地面，透水瀝青以及透水性混凝土等。因其方便的施工和低廉的造價(jià)，透水鋪裝是目前運(yùn)用作為廣泛的海綿技術(shù)措施。其中，又以透水磚的應(yīng)用最為廣泛，可以有效減少降雨時(shí)地面的徑流產(chǎn)生量。在大面積的透水鋪裝下方，還可以設(shè)置水引盲管，保證雨水及時(shí)接入雨水管網(wǎng)。

4）調(diào)蓄水池及雨水回用

調(diào)蓄水池是用于雨水儲(chǔ)存功能的集蓄利用設(shè)施，由于土建造價(jià)較高，需要后期的管理維護(hù)，所以目前工程運(yùn)用不多。其同時(shí)具有削減峰值流量的作用。在建筑項(xiàng)目中，蓄水池可以和地下車(chē)庫(kù)合建，這樣節(jié)省占地、雨水管渠也容易接入、避免了陽(yáng)光直射、防止蚊蠅滋生、同時(shí)儲(chǔ)存水量大。蓄水池中配套有雨水供給回用水處理機(jī)組。本項(xiàng)目中，結(jié)合匯水分區(qū)劃分設(shè)置了1座雨水蓄水池，有效容積共計(jì)220立方米。雨水經(jīng)地下室雨水回用機(jī)房處理后用于綠化景觀澆灑和道路的清潔，從而提高了資源利用率。本項(xiàng)目中雨水回用水用途為室外綠化、道路澆灑等，原水取自調(diào)蓄池。設(shè)有石英砂過(guò)濾器，過(guò)濾后經(jīng)加壓后可以供應(yīng)室外回用水。

5）溢流口

溢流口設(shè)置位置在下凹綠地和雨水花園中，用于排放超標(biāo)雨水，溢流口采用雙渦輪雨水篦子，附設(shè)截污掛籃，采用成品塑料檢查井和混凝土井座。溢流口的位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)低洼點(diǎn)做調(diào)整。雨水口上采用鑄鐵篦子，是特制成品。同時(shí)，溢流口還應(yīng)設(shè)置用于緩沖的碎石或采取其他可以防沖刷的做法，避免長(zhǎng)時(shí)間之后溢流口的阻塞。

6）環(huán)保雨水口

環(huán)保雨水口主要工作原理是利用截污掛籃，將初期雨水凈化，最后排入市政雨水管道。后期雨水經(jīng)過(guò)其中的濾料層直接排放。它是相對(duì)比傳統(tǒng)的雨水口更加符合雨水凈化要求的一種新型成品，具有安裝方便的優(yōu)勢(shì)，目前運(yùn)用也較為廣泛。但在項(xiàng)目中需要注意后期物業(yè)的維護(hù)和掛籃的清潔更換。

3.展望

在建筑設(shè)計(jì)中，越來(lái)越多的綠色技術(shù)正在被應(yīng)用，希望我們?cè)谒伎嫉暮＞d城市的時(shí)候，可以不限于水資源的利用，風(fēng)能、電能、地?zé)岬绕渌Y源都是可以用海綿的思路來(lái)整合和設(shè)計(jì)，作為設(shè)計(jì)師可以根據(jù)實(shí)際工程特點(diǎn)因勢(shì)利導(dǎo)，考慮更多的可能性。

參考文獻(xiàn)：

[1]海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建[S].住建部

2014

[2]GB/T51345-2018海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].[3]仇保興.海綿城市（LID）的內(nèi)涵、途徑與展望[J].建設(shè)科技，2015（01）：

11-18.

[4]孫芳.基于海綿城市的城市道路系統(tǒng)化設(shè)計(jì)研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2015.