海綿城市理念在超高層辦公地塊設計中的應用分析

摘 要：將海綿城市理論應用于超高層辦公地塊設計，具有重要的現實意義。基于此，結合深圳前海某超高層辦公地塊，提出了其在現代城市建設的超高層辦公地塊具體應用途徑，并對海綿城市理論的實踐應用中存在的問題做了分析和思考，以期為該專業領域設計工作提供借鑒。

關鍵詞：海綿城市；超高層辦公地塊；應用分析

中圖分類號：TU992" " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）10-0119-03

0 引言

隨著全球氣溫的上升，極端天氣事件如暴雨、干旱、洪水、熱浪等的頻率和強度在不斷增加，給人類社會和自然環境帶來了巨大的挑戰。為應對這些挑戰，各地以海綿城市建設試點為契機，打造宜居、綠色、韌性、智慧城市，經過十余年的發展，海綿城市已經成為重要的城市發展理念。海綿城市作為一個新型的城市規劃、建設理念，強調城市應像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，即在下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，并在需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。超高層建筑地塊作為城市發展的重要組成部分，其對于水資源的高效利用和環境的友好性有著更高的要求。

基于此，探討海綿城市設計理念在深圳前海某超高層辦公地塊中的實踐應用，特別是如何在該區域的具體環境和氣候條件下，融合園林景觀與現代生態技術，打造具有可持續發展特性的辦公景觀。

1 海綿城市理念的內涵

城市現代化建設開發過程中，依托現有科技手段和高性能新型材料，在原有土地上“植入”大量玻璃“盒子”，混凝土結構等建筑體塊，它們都有“硬質”建筑屋頂，憎水的外墻立面，在加上場地內瀝青路面、硬化廣場等，代替了原來的樹木，花草等植被，使得雨水落地后不易深入土壤內，海綿城市理念就是“撥開”或改造地表堅硬的外殼，使雨水在降雨過程中能更多的滲透到土壤，涵蓄到植被或滯留在胡泊等，變成人類可直接或間接利用的淡水資源。海綿城市中提倡的調蓄設施，還能對雨水進行不同程度的凈化，回用于城市綠地澆灌，汽車沖洗等。在城市開發建設中，使城市水生態系統盡量恢復至城市未建設時的水生態系統，減少雨水排放量，并提高水資源利用率。

2 工程所在區域的環境條件分析

2.1 工程所在區域的位置和項目概況

深圳圳前海某超高層辦公建筑地塊位于深圳市大灣區桂灣片區三單元 03-05-02 地塊，用地東側緊鄰城市公園，北至創新三街，南至創新七街，西臨11號公路。

2.2 工程所在區域的氣候現狀

深圳市位于廣東省中南沿海地區，項目所屬地塊位于深圳-南山區-前海，濱臨南海，海岸線長55.8 km，屬亞熱帶海洋性氣候，四季溫暖濕潤，雨水充沛，日照充足。每年5～9月為雨季，一年中兩次多雨期，一為五六月份的鋒面雨，全年平均降水量1 948 mm，平均降水天數150天。

2.3 工程所在區域的水資源狀況

深圳作為全國淡水資源相對豐沛的城市，淡水水資源主要來源于天然降水。在2022年，深圳市的降水量為2 072.87 mm，水資源總量為29.11億m3，其中地下水資源量為6.22億m3。

2.4 工程所在地的政策導向要求

《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》中明確提出，要建設海綿城市，通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。深圳市是2016年中央財政支持海綿城市建設試點城市。

2.5 工程所在地的經濟現狀

前海作為深圳的重要經濟增長點和對外開放窗口，在吸引外資、推動產業創新、促進國際貿易等方面發揮著重要作用。數據顯示，前海實際使用外資在全市和全省都占據了相當大的比例。工程所在地的“桂灣片區”屬于前海三大片區之一的商務中心片區，資金力量雄厚。

3 海綿城市設計理念下超高層辦公地塊的制約因素

本超高層辦公建筑項目位于前海規劃新區的中心地段，是特區中的特區，地段優越，公共交通方便，道路交通網格密集，周邊配套設施完善，這也就意味著超高層辦公地塊地塊一般都在城市“過度開發區”。

城市中心地段，在經濟屬性上屬于黃金地段，地塊面積一般規模不大，但該區域建筑密度較大。地塊開發者本著“物盡其用”原則，通常采用高容積率和高覆蓋率，預留給綠化的面積都很緊張，地下建筑也最大化開發。本項目總用地面積7 353 m2，總建筑面積66 581 m2，建筑占地面積3 029 m2，地上容積率8.05，建筑覆蓋率49.40%，綠化覆蓋率30.04%。場地內消防車道，人行廣場都大面積硬化鋪裝。

4 海綿城市設計理念下超高層辦公地塊設計的要點

項目周邊市政南水管網已經建好，根據項目標高情況，設計1個排水口與市政管網相連接，劃分2個匯水分區；項目周邊無內澇點。

以生態為核心，針對場地條件及布局特點，提出相應的低影響開發（UD）措施，滿足海綿城市的建設要求，建成海綿城市設計的典范。根據《深圳市海綿城市規劃要點和審查細則》、《龍崗區海綿城市建設指引及試點實施規劃》（2017年4月）及項目設計要點批復表要求，確定本項目年徑流總量控制率為65%，對應的設計降雨量為26.2 mm。

4.1 屋頂綠化設計

項目結合建筑設計，在項目建筑不同樓層的屋面設置不同面積大小的屋項綠化。

綠色屋頂宜包括防滲層、保護層、排水層、透水土工布層、種植土壤層、種植物層。屋面坡度宜大于2%，小于15%。綠色屋頂的總負荷宜為60～150 kg/m2。綠色屋頂防滲層采用玻璃纖維、PVC、EPDM等防滲材料。當植物根系可能刺穿防滲層時，應設置保護層。

綠色屋頂排水層可按下列要求設置：①排水層可采用成品輸水板、礫石、陶粒或其他滿足要求材料。②滿足承重要求。③排水層厚度大于30 mm。④最大排水能力大于4 L/m·s。

綠色屋頂土工布應采用非編織土工布，并應浦足下列要求：①穿透強度大于10 kg。②滲透系數大于0.0001 m/s。③種植土壤超過土工布的比例不超過7%。

綠色屋頂土壤應符合下列要求：①土壤層的厚度應按照植物要求確定。②田間持水點時濕度大于10%。③黏土含量小于1%。④最大孔繁率大于25%。⑤滲透系數大于0.00001m/s，小于0.0001 m/s。⑥pH宜為5.5～7.9。

綠色屋頂宜選擇耐早耐淹的草皮、地衣、草本植物等。

4.2 雨水花園設計

本項目雨水花園蓄滯建筑屋頂及周邊道路的雨水，下沉深度為0.25 m，有效蓄水深度0.2 m。雨水花園內種植土壤需由砂、堆肥和壤質土混合面成。其主要成分中砂子含量為60%～85%，有機成分含量為5%～10%，粘土含量不超過5%（滲透系數不小于1×10-5 m/s），種植土厚度根據植物類型而定。為了防止土壤等穎粒物進入礫石層，在中粗砂層和礫石層之間鋪一層過濾土工布。由于部分雨水花園與建筑、構筑物較近，為了防止滲透不影響周邊建筑安全，離建筑小于3 m時，在碎石層與土壤之間鋪一層防滲土工布。其他溝底采用過濾土工布。雨水花園的種植植物應選用耐澇、耐旱、凈化能力強的植物，提高綠地的生態功能。

4.3 透水鋪裝設計

本項目人行道和消防道路采用縫隙式透水鋪裝、基層采用透水混凝土：設計應滿足當地2年一遇的暴雨強度下持續降雨時月60 min，表面不應產生徑流的透（排）水要求。合理使用年限宜為8～10年。

透水鋪裝結構應符合《透水磚路面技術規程》（CJJ/T188）、《透水瀝青路面技術規程》（CJ/T190）和《透水水泥漫凝土路面技術規程》（CJJ/T135）的規定。

透水混凝土水泥應采用強度等級不低于42.5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，質量應符合現行國家標準《通用硅酸鹽水泥》CB175的要求。透水水泥混凝士的性能應符合要求。

4.4 雨水回用系統設計

收集項目區域內下墊面雨水處理后可周于該區內車輛沖洗和綠化、道路澆酒用水、地庫沖洗用水等，本次設計1雨水收集池，容積為100 m3，在水池前端設置初雨分流井，經棄流后雨水進入雨水收集水池，后經全自動自清洗過濾器過濾和紫外線消毒器在線殺菌后送入小區綠化系統和道路沖洗系統，棄流雨水排入下水管道。雨水綜合利用工藝流程如圖1所示。

4.5 維護和管理

超高層辦公地塊場地的海綿城市設計需要注重維護和管理。在使用過程中，需要定期檢查排水系統、雨水收集和利用系統等設施的運行情況，及時清理垃圾和雜物，確保設施的正常運行。

5 海綿城市設計理念下超高層辦公地塊設計問題思考

海綿城市理念設計的關鍵問題就是解決“水”的問題。城市未開發狀態下，水在區域內是能夠形成循環模式。城市過度開發下，循環的關鍵路由被呈現打斷狀態， 長時間如此地下水位得不到有效滲透補充，會導致地下水位嚴重下降。海綿城市理念下，城市開發也要通過規劃，技術手段最大程度恢復水的原生循環模式。

為了水資源的高效利用和合理配置，誕生過許多偉大的工程奇跡[2]。從某種程度上說，海綿城市就是在城市范圍內做更系統復雜的“水利工程”，海綿城市建設提倡城市開發建設過程中采用源頭削減、中途轉輸、末端調蓄等多種手段，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術，實現城市良性水文循環，提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復城市的“海綿”功能。

作為維持社會經濟運行的生產要素，水資源具有鮮明的經濟屬性。由于各流域位于全國各行政區域內，水資源又具有其政治屬性。在城市大海綿規劃設計階段要充分考慮“水”資源的多重屬性，統一協調綜合解決。在城市規劃初期，應考慮超高層地塊的分配問題，避免城市過度開發區過度集中，或者將水資源充沛的位置劃分給城市地標的超高層建筑地塊使用。

超高層建筑地塊內的高密度建筑，高覆蓋率道路場地硬化，高強度的地下建筑開發，使海綿城市設計的源頭消減理念很難實施，可采取的技術手段的滲、滯環節在地面綠地環節大大折扣，所以在超高層設計方案初期應把此項因素充分考慮，在建筑屋頂上預留更多的綠化空間。地下室要減量開發，預留更多的實土面積，地面景觀設計中要充分考慮到雨水下滲的需求，選擇沉式綠地、雨水花園、植草溝等措施，增加綠地雨水滲透能力，道路和廣場設計中，采用透水鋪裝，減少雨水徑流。

6 結束語

超高層辦公地塊場地的海綿城市設計需要充分考慮超高層辦公地塊地塊的特點，合理規劃排水系統，優化雨水收集和利用系統，選擇合適的材料和植物，并注重維護和管理。這些措施可以提高場地的排水能力、雨水利用率和生態環境質量，為城市的可持續發展做出貢獻。

參考文獻

[1] 住房和城鄉建設部.《海綿城市建設技術指南—低影開發雨水系統構建》（試行）.2014.10.

[2]" 張翼飛，山冰沁，隋鈺澤.全球跨境水事件與解決方案研究[M].上海：格致出版社，2020.