海綿城市理念在建筑給排水設計中的應用研究

謝強

（重慶市設計院有限公司，重慶 400000）

0 引言

海綿城市理念的提出最開始是為了解決城市水循環問題，有些城市排水能力非常強大，一旦進入雨季就會經常出現大面積積水，對居民的生活和出行都帶來極大不便。而海綿城市理念下城市建筑可以吸收多余的雨水資源，在城市缺乏雨水資源時再直接利用儲存起來的雨水資源，這樣通過海綿原理即可解決城市積水問題，還能夠對城市地球的生態環境起到改善作用。

1 海綿城市理念

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性，也可稱之為“水彈性城市”。李克強總理提出城市地下給排水系統建設必須做好，尤其是容易出現洪澇的地區必須按照海綿城市理念對建筑給排水系統進行建設。習近平總書記同樣提出金山銀山不如綠水青山的發展理念，而海綿城市理念能夠通過布置優秀美觀的海綿城市材料，讓城市的發展符合可持續發展理念，因此海綿城市理念在城市建筑給排水建設中的地位越來越重要[1]。海綿城市示意圖如圖1 所示。

2 海綿城市理念在建筑給排水設計中的應用意義

2.1 加強水資源利用

全球地區雨水資源分布極為不均衡，很多地區地下水資源豐富當地居民不需要擔心用水問題，但是大部分地區可供人直接使用的水資源并不多，當今世界很多地區甚至屬于貧水地區，這些地區的供水需要嚴格控制才能維持人類的正常生產生活。而海綿城市理念在建筑給排水設計中應用之后，貧水地區可以直接將雨水資源儲存到綠地建筑中，在水資源相對緊缺時直接放出儲存的雨水資源。這樣城市的水資源利用率即可得到提高，從而緩解當地居民的用水需求[2]。

圖1 海綿城市

2.2 改善城市生態環境

我國位于北半球溫帶地區，該地區具有四季氣候分明的特點，夏天比較炎熱降雨量比較多，冬天比較寒冷雨雪較少，因此我國各個省份的降雨量非常不均衡。西部地區降雨量少、水資源比較貧瘠，生態環境比較惡劣。而東部和中部地區降雨量比較多，但是洪澇災害經常發生，對周圍的生態環境經常造成破壞，總體來說我國很多地區的生態環境都不夠理想。而海綿城市理念在建筑給排水設計中應用之后，水資源貧瘠的地區可以利用儲存的雨水資源改善城市生態環境，而經常發生洪澇災害的地區也可以利用儲水建筑保護城市生態環境[3]。

2.3 提高大自然對污水的凈化能力

大自然的神奇之處在于自身具有凈化能力，如果某個被污染的地區被保護起來不再用于生活居住或者工業生產，經過一段時間之后該地區的生態環境會得到改善，被污染的水資源會自動凈化，但是凈化時間長短與被污染的程度具有直接關系。而海綿城市理念在建設給排水設計中應用之后，城市周圍生態環境變得越來越好，在大自然生態系統的作用下，被污染的水資源可以隨著時間自我凈化，因此海綿城市理念提高了大自然對污水的凈化能力。

3 海綿城市理念在建筑給排水設計中的應用借鑒

3.1 德國海綿城市設計效果

德國在城市建筑給排水設計中應用海綿城市理念具有較長歷史，其地下管道網的建設世界知名，很多德國海綿城市基本不會出現嚴重污水淤積問題。德國海綿城市對綠化的應用程度比較高，綠化帶成為其海綿城市給排水系統中的一部分，而且隨著時代的發展德國人民也逐漸認識到了海綿城市的優點，其城市居民的綠化意識也在不斷提高。因此德國海綿城市的給排水系統的儲水、排水和排污功能也在不斷提高，最重要的是德國海綿城市的地下管道網對路面影響不大。

3.2 瑞士海綿城市設計效果

瑞士海綿城市建筑給排水系統對建筑的利用比較高，這點與德國海綿城市存在很大的不同，德國比較注重地下給排水系統設計，而瑞士對地上給排水系統設計與地下給排水管道同樣重視。瑞士海綿城市通過在建筑屋頂開洞的方式，讓雨水資源通過屋頂排水管道直接存儲到建筑內部的蓄水池中，然后直接在室內對雨水資源進行凈化，實現雨水資源的再利用，最后瑞士海綿城市可以實現水資源的自給自足。

3.3 新加坡海綿城市設計效果

新加坡海綿城市建筑給排水系統對雨水的收集和處理效率比其他國家海綿城市的要求更高，因為新加坡處于熱帶地區，其降雨量比其他地區高得多，只有強大的海綿城市給排水系統才能讓新加坡免受洪澇之災。新加坡海綿城市甚至在建筑給排水系統之外建設了JTC 清潔科技園，通過該科技園對附近森林沼澤凈化的水資源進行收集，然后直接用于植物概念、物品清洗、廁所沖刷等方面，最后，提高對水資源的利用率。新加坡海綿城市JTC 清潔科技園如圖2 所示。

圖2 新加坡海綿城市JTC 清潔科技園

4 海綿城市理念在建筑給排水設計中的應用措施

4.1 合理設計城市給排水循環系統

海綿城市理念應用到建筑給排水系統設計之后必須先對城市周圍的地質情況、水文資源情況進行調研，明確具備儲存雨水資源的建筑或者河流湖泊，然后以這些建筑和河流湖泊為中心建立城市海綿給排水循環系統，最后即可做到對雨水資源的積蓄，從而提高海綿城市對水資源的利用率。除此之外，海綿城市還可以在積蓄雨水資源之外，對雨水資源進行凈化處理，這樣能夠讓居民能夠使用更多的雨水資源，提高生活質量，而且還不會對城市給排水循環系統造成太大影響。

4.2 加大給排水系統建設的資金投入

海綿城市理念在城市建筑給排水系統中的應用對城市建設情況具有一定的要求，只有建筑具備儲水、凈水等功能才能被應用到給排水系統中，但是就我國城市建設目前的情況來看，建筑建設情況與海綿城市理念的要求不符。因此，我國必須在城市建設過程中加強對給排水系統建設的資金投入，對城市建筑進行改造使其符合海綿城市理念的要求，推動城市向海綿城市的方向轉變。

4.3 加強海綿城市設計人才的利用

海綿城市理念在城市建筑給排水系統中的應用對人才的需求比較高，無論是地上還是地下給排水系統都需要合理規劃，否則起到的防旱澇效果有限，甚至會浪費大量的給排水設備。因此海綿城市建設之前必須吸收國內外海綿城市建設的先進經驗，同時從其他國家引進海綿城市設計先進人才，吸收其他國家海綿城市設計中的思路精華，提高我國海綿城市建筑給排水設計的水平。但是人才引進的同時不能照搬照抄其他海綿城市的給排水設計思路，否則容易出現水土不服的情況。

4.4 構建仿生海綿體增強生態保護效果

海綿城市理念在城市建筑給排水系統中的應用必須將保護城市生態環境放在第一位置，不能在建設給排水系統的同時破壞城市周圍生態環境，否則本末倒置不符合海綿城市理念。海綿城市在建設具備積蓄和凈化能力的建筑時，可以采用構建仿生海綿體的形式對城市建筑進行優化。這樣既可以加快海綿城市給排水建設的進度，又可以提高海綿城市的環境保護水平。

5 結論

綜上所述，海綿城市理念在現代城市建筑中具有至關重要的地位，給排水系統對城市居民的生活體驗的影響極大，一個給排水系統優秀的海綿城市建筑周圍的居民生活滿意度比其他地區更高一些。因此，城市建設給排水設計在海綿城市理念下可以通過加強雨水循環系統設計、加大給排水資金投入、加強給排水設計人才利用、增強生活保護效果等措施，提高城市地區的生態發展水平。