海綿城市理念在建筑給排水設計中的運用研究

余俊君

同圓設計集團股份有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著自然環境逐步地惡化，很多城市面臨嚴重的城市內澇或者干旱問題，這是由于水資源供應過剩或者水資源供應不足所導致，為了實現對雨水資源的合理利用，很多城市開始新建海綿工程項目。建設海綿城市的核心在于對城市的給排水系統進行優化，通過對海綿城市進行優化設計，可以解決雨水內澇的問題，從而使得水資源能夠得到充分合理地利用。

1 海綿城市理念的相關內涵

海綿城市理念來源于海綿具有良好的滲透性和蓄水性能，旨在城市進行規劃建設過程中，通過對城市的給排水系統進行充分合理的設計，使其能夠完成雨水的收集、滲透、存儲以及利用等過程，從而使得雨水能夠自然滲透和自然進化，降低路面積水對城市交通所造成的影響，從而促進水資源的循環利用。隨著我國城市化建設的不斷加快，對于城市基礎設施規劃而言，通過采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，用來對現代化城市進行改造，完善城市的自然修復功能，使其在防洪、抗旱等方面發揮自身應有的作用，同時也有利于推動城市生態城市的可持續發展[1]。

2 海綿城市理念的重要性

2.1 為給排水設計提供理論依據與指導

在過去城市給排水設計方面很多的不足以及存在設計缺陷，在城市雨季降水量過大時，由于給排水系統不能夠及時對水流進行疏通，從而導致城市部分路段就仿佛像一個大池塘，存在大量的雨水淤積，這會給行人的日常出行帶來極大的不便。為此城市規劃建設部門，在進行城市建筑規劃建設時引入海綿城市的理念，完善城市建筑給排水系統的結構和功能，尤其是針對老城區的給排水系統，進行科學合理的改造，使其能夠在雨季可以改善城市洪澇的現象[2]。

2.2 滿足排水設計中可持續發展要求

將海綿城市理念應用到建筑給排水結構設計中來，不僅有利于對水資源的保護和促進水資源的循環利用，同時還能夠很好地維持城市生態平衡，以推動城市朝向綠色環保的道路發展。因此在進行城市建筑規劃設計時，需要結合海綿城市理念來對城市建筑給排水結構進行合理設計，這樣不僅能夠改善城市的抗澇、泄洪能力，同時也能夠在與干旱時期對存儲在地下的地下水進行合理的利用，解決城市供水不足的問題。

2.3 實現城市水資源的利用

城市在快速發展的過程中也積累了優秀的醫療資源，教育資源以及便捷的交通運輸系統，這就造成越來越多的農村人口涌向城市，這也間接的推動現代化城市的快速發展，由于城市用地面積相對受限，為了解決城市人口快速增長的壓力，需要對城市空間進行合理的規劃，在保證城市基礎設施建設不斷完善的同時，需要對其現有的空間結構對給排水系統進行優化，使其不僅能夠承載人口快速增長所帶來的排水壓力，同時還能夠在城市雨季對雨水進行收集、滲透以及重復利用。

3 在建筑給排水系統設計中應用海綿城市理念的意義

將海綿城市理念應用到城市建筑給排水系統設計中來，可以解決很多城市在雨季排水系統性能嚴重不足的問題，避免很多城市因為雨季雨水過大，而致使路面產生嚴重的積水，這給人們的正常出行帶來極大的不便。將海綿城市理念應用到城市建筑給排水系統設計中來，可以極大地提升水資源利用的效率，同時還能夠在很大程度上降低雨季所造成的城市內澇情況，促進城市的可持續發展。

3.1 提高水資源利用率

隨著人類工業化進程的不斷加快，在進行大規模工業生產過程中，對于淡水資源的需求也在不斷地提升，同時工業生產過程中也會產生大量的廢水，對環境造成嚴重的污染。水資源作為一類不可再生資源，目前全世界范圍內，各國水資源匱乏的問題也日漸嚴峻，這對于一些大規模的城市群而言更是如此，由于城市人口的基數大、增長速度快，我們在日常生活中離不開水資源，然而部分城市由于水資源缺乏極度地影響到城市的發展和經濟建設。為了解決城市用水問題，保障城市在干旱時期的用水問題成為當前城市現代化建設需要重點考量的一個問題。將海綿城市理念應用到城市給排水系統設計中來，能夠很好地實現對雨水進行采集、滲透、儲存及過濾，并且在水資源極度匱乏的情況下可以將儲存的雨水釋放出來進行利用，以此用來滿足人們的日常用水需要，緩解和改善部分城市的用水壓力[3]。

3.2 城市建筑給排水系統的未來發展要求

隨著城市化建設的不斷加快和城市規模的不斷擴大，為了協調好城市發展與周邊生態環境保護相協調，在進行城市建筑給排水系統設計時，需要對環境周邊的自然生態進行考量，將城市化建設與周邊環境發展相協調，推動城市建筑供水、排水問題得到有效解決。由于我國幅員遼闊，不同地區的氣候條件存在著明顯的差異，一些地方由于受自然環境的影響，常年降水豐富，而某些地區又面臨著常年干旱的情況。針對不同地區降水上的差異，無法協調好各個城市在發展過程中的用水問題。在以往的城市給排水系統設計上缺乏自然氣候觀察和統計，加上給排水系統結構設計不夠合理，在雨季降水量較大時，單排水量超過排水系統設置的最大值，造成城市給排水系統的彈性不足，從而引發城市內澇，而有的城市又會因為常年降水不足而導致干旱頻發。為此人們將海綿城市理念應用到城市建筑給排水系統設計中來，通過采用特殊的建筑材料來提高地表對于水的過濾及滲透能力。除此之外，還可以充分地利用城市內部的自然綠地和綠化帶來提升雨水的滲透、排水和蓄水等方面的能力，最大限度上降低城市內澇所發生的概率，同時可實現對水資源進行循環利用，也有利于解決一些地區所面臨的干旱問題。

3.3 減輕城市污水排放壓力

隨著我國城市化建設的不斷加快，城市人口數量不斷增長，人們在日常生活中也會產生大量的生活污水，這些生活污水會隨著城市給排水系統，被排放到自然環境中，嚴重危害城市周邊的自然環境以及破壞周邊生態平衡，阻礙了城市的綠色環保和可持續發展，為了解決城市居民生活污水排放問題，在進行城市建筑設計時，需要對城市給排水系統進行優化設計，提高對生活污水采集、儲存，以及過濾等性能，通過對污水進行回收，再利用來解決城市用水短缺的問題，同時也降低生活污水的排放，對環境所造成的影響，提高城市對生活污水的自然修復能力。在進行城市規劃設計時，應當避免城市周邊新建大量的工業化設施，盡可能地提高城市的綠化面積，并通過利用綠色環保的施工手段來促進城市建設和自然環境協調發展，可以極大地提升城市對水體的自然調節能力和凈化能力，改善水體水質[4]。

4 海綿城市理念在建筑給排水設計應用中存在的問題

4.1 自然因素

雖然當前人們能夠對氣候變化進行相對準確的監測，但是由于人類的技術水平有限，不能夠對氣候條件的變化進行有效的干預。對于一些降水量較大的城市而言，由于受天氣條件突然變化的影響，導致降水量劇增，這就會給城市給排水系統帶來很大的壓力，因此設計人員在進行城市給排水結構設計時，需要結合天氣變化等因素來進行分析，針對城市周邊天氣的突發性來促進給排水系統得到優化，從而使得給排水系統能夠針對不同的氣候條件來擴展其功能。

4.2 雨水資源的應用

盡管越來越多的城市管理者逐漸地意識到對雨水資源進行循環利用的重要性，然而受限于城市規劃管理部門，設計人員自身能力的局限性以及其他的外部影響因素，這就導致在進行城市建筑給排水系統設計上，不能夠發揮出海綿城市應有的作用和價值，因此很難實現對水資源的合理應用。

4.3 維護管理的問題

如何實現對海綿城市建筑給排水系統進行維護，也是當前推動海綿城市理念在現代化城市建設方面的一大難點。很多城市在進行城市建筑給排水系統設計時，只注重海綿城市理念在城市給排水系統設計中的應用，對于給排水后期的維護工作不夠重視，這也會導致其在使用過程中，難免會發生各種問題，影響到期使用的效果。

5 海綿城市理念在建筑給排水設計中的應用策略

5.1 因地制宜進行給排水設計

由于我國地域遼闊，這就導致了各個地區之間的城市化建設受限于當地的地質地理條件以及氣候條件等因素的影響，存在著不同的差異，因此城市在采用海綿城市理念進行建筑，給排水系統規劃設計時，需要結合自身城市的發展特點以及地理環境因素來進行綜合考量，可以適當地借鑒和參考一些優秀城市的相關成功案例，避免盲目照搬其他城市的發展經驗，這樣不僅會影響到建筑給排水系統的建設效果，同時還會導致大量的財力和物力遭到浪費。

5.2 注重專業性技術方面的研究

城市在推動建筑給排水系統建設的過程中，不僅要保證建筑物的建設質量，同時還要結合建筑給排水系統的相關專業理論進行研究和分析，不斷提升給排水系統的設計水平以及施工質量，從而保證給排水系統的使用質量以及使用壽命。目前，我國在將海綿城市理念應用到城市給排水系統設計和建設方面發展起步較晚，缺乏相關的施工經驗和施工理論作為支撐，為此，我國很多城市還在處于不斷探索階段，旨在完善海綿城市理念在城市給排水系統設計和建設方面的研究。

5.3 落實責任體系機制

由于城市化建設的發展周期較差，因此在將海綿城市理念應用到城市建筑給排水系統設計與建設上，也面臨著漫長的建設周期，由于我國在相關領域的設計和施工經驗相對比較缺乏，這就會導致在施工過程中難免會存在各種問題，為此需要完善和落實設計及施工主體的責任體系，統籌好相關的規劃設計，確保建筑給排水系統設計以建設工作的有效落實，從而能夠滿足城市的發展需要。

5.4 高效集水，維護生態

目前在地下管網設計和建造上，采用先進的技術和手段來豐富和完善與水循環利用系統，并將人們的日常生活污水和雨水等自然水資源來進行分離，構建起支撐城市給排水系統的混合性管網，促使在雨水收集和污水治理方面能夠充分發揮其作用，其管網深埋在地下，對于城市空間的占用較小。

5.5 全民治水

目前在個別城市給排水系統設計方面上進行了大膽的創新，在過去，雨水會先降落在建筑物的屋頂，然后由屋頂沿著屋檐或者屋頂管道排入到地下排水系統中，這種雨水排放方式會導致雨水資源的大量浪費，后來通過對建筑物樓頂進行改造。頭頂頂部設置很多小洞，利用管道來與樓頂的小洞進行連接，從而實現對樓頂雨水進行采集和存儲在蓄水池內，就可以實現對雨水進行收集以及存儲。在經過自然凈化和處理后，可以滿足自身的水資源需求。

5.6 恪守標準，疏導有道

為了改善強降雨導致城市發現內澇的問題，可以通過對建筑給排水系統進行科學化設計以及標準化施工，使其能夠有效地應對強降雨天氣，降低城市洪澇災害的發生。

6 結束語

將海綿城市理論與城市給排水系統設計和建設相結合，極大地提升了城市給排水系統的排水能力，同時又能夠為城市在進行建筑給排水系統設計提供必要的理論支撐。技術人員在靈活地掌握海綿城市理論的相關內涵，可以在實際應用過程中能夠針對當前城市給排水系統設計方面存在的，以及難點進行分析，并對建筑給排水系統進行優化設計，推動城市用水的合理性。