廈門實(shí)驗(yàn)小學(xué)翔安校區(qū)項(xiàng)目海綿城市設(shè)計(jì)分析

衣 英

(舜弘集團(tuán)(廈門)有限公司 福建廈門 361000)

廈門實(shí)驗(yàn)小學(xué)翔安校區(qū)項(xiàng)目海綿城市設(shè)計(jì)分析

衣 英

(舜弘集團(tuán)(廈門)有限公司 福建廈門 361000)

廈門市實(shí)驗(yàn)小學(xué)翔安校區(qū)項(xiàng)目，依照“海綿城市”理念，根據(jù)《廈門市海綿城市建設(shè)技術(shù)規(guī)范》，采用透水鋪裝、下凹綠地、植草溝、雨水花園等技術(shù)措施，滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)條件中的指標(biāo)要求，徑流總量控制率達(dá)到70%?；?，文章主要從“路面鋪裝、綠化、屋面、雨水少數(shù)民族接”等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析和效益分析。

海綿城市；透水鋪裝；下凹綠地；植草溝；雨水花園

1 工程概況

廈門實(shí)驗(yàn)小學(xué)翔安校區(qū)是廈門翔安區(qū)直屬重點(diǎn)小學(xué)，是廈門翔安投資區(qū)內(nèi)投資最多、規(guī)格最高、設(shè)備齊全的公立現(xiàn)代化小學(xué)。項(xiàng)目規(guī)劃用地面積3.88hm2， 共有6棟樓， 1號(hào)樓～3號(hào)樓為教學(xué)樓， 4號(hào)樓～5號(hào)樓為專用教學(xué)樓，6號(hào)樓為食堂、體操房等，總建筑面積35 997m2，地下建筑面積18 074m2，地塊地形呈規(guī)則矩形。 項(xiàng)目位于翔安區(qū)南部新城片區(qū)，石厝路以東，浦邊村以西，環(huán)境良好，交通便捷，地理位置較優(yōu)越。

2 海綿城市雨水系統(tǒng)控制目標(biāo)

海綿城市雨水系統(tǒng)的徑流總量控制，一般采用年徑流總量控制率作為控制目標(biāo)?！逗＞d城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》對我國近200個(gè)城市1983年～2012年日降雨量統(tǒng)計(jì)分析， 分別得到各城市年徑流總量控制率及其對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量值關(guān)系?；谏鲜鰯?shù)據(jù)分析，將我國大陸地區(qū)大致分為5個(gè)區(qū)，并給出了各區(qū)年徑流總量控制率Q的最低和最高限值，即Ⅰ區(qū)(85%≤Q≤90%)、Ⅱ區(qū)(80%≤Q≤85%)、Ⅲ區(qū)(75%≤Q≤85%)、Ⅳ區(qū)(70%≤Q≤85%)、Ⅴ區(qū)(60%≤Q≤85%)，各地應(yīng)參照此限值，因地制宜的確定本地區(qū)徑流總量控制目標(biāo)。廈門地區(qū)位于Ⅳ區(qū)(70%

表1 廈門市年徑流量控制率對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量

3 地區(qū)降雨情況

根據(jù)中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)的降雨數(shù)據(jù)，廈門地區(qū)1983年～2010年平均降雨量統(tǒng)計(jì)值如表2所示，月最大降水量(6月)為198.8mm，月最小降雨量(12月)為28.0mm。從降雨季節(jié)分配來看，廈門降雨季主要集中在3月～9月，秋冬之交，廈門出現(xiàn)雨季跡象，10月～12月是一年中降水最少的月份，如表2所示。

表2 廈門地區(qū)逐月降雨統(tǒng)計(jì)表

4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)分析

該項(xiàng)目主要通過采用透水鋪裝、下凹綠地、雨水花園、植草溝等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)雨水凈化和控制的目的[2]。

4.1 路面鋪裝分析

(1)場地現(xiàn)狀分析

場地內(nèi)硬質(zhì)鋪裝路面主要為廣場、消防車道、操場、 籃球場等活動(dòng)場地。廣場主要集中在場地東部，操場等活動(dòng)場地位于場地西部，如圖1所示。

圖1 場地路面鋪裝示意圖

(2)技術(shù)適應(yīng)性分析及布局

擬在場地部分硬質(zhì)鋪裝區(qū)域設(shè)置透水鋪裝以達(dá)到降低路面雨水徑流的目標(biāo)。透水鋪裝按照以下幾點(diǎn)原則設(shè)置：

①消防車道和回車場對路面的承載力要求較高， 考慮到安全因素以及鋪裝耐久性， 場地內(nèi)消防車道均保留常期不透水路面， 不設(shè)置透水鋪裝。

②場地內(nèi)消防車道產(chǎn)生的雨水徑流可通過開口路緣石(道路雨水?dāng)嘟?就近排入周邊下凹綠地和雨水花園消納。

③學(xué)校運(yùn)動(dòng)場地較多且多為塑膠運(yùn)動(dòng)場， 透水塑膠技術(shù)目前市場上未成熟且造價(jià)高?？紤]到學(xué)生活動(dòng)的安全性和方案經(jīng)濟(jì)性，擬保留運(yùn)動(dòng)場地原有鋪裝，不設(shè)置透水鋪裝。

根據(jù)以上布置原則，綜合考慮雨水污染控制、美觀及成本的要求，擬將教學(xué)樓間廣場、 庭院等普通活動(dòng)場地設(shè)置透水鋪裝，共計(jì)4644.52m2，如圖2所示。

4.2 綠化分析

4.2.1 場地現(xiàn)狀分析

為營造出安靜、優(yōu)美的校園環(huán)境，環(huán)繞建筑設(shè)置綠化，總計(jì)約為7707.96m2，綠地率為20.0%， 綠化主要圍繞教學(xué)樓周邊，分布較為均勻 ，部分綠地位于地下室頂板上，地下室頂板普遍覆土在1m以上， 在防滲處理下基本對海綿城市設(shè)施的布置無影響。

4.2.2 技術(shù)適應(yīng)性分析及布局

(1)下凹綠地

圖2 海綿設(shè)施平面示意圖

圖3 場地綠化分析圖

圍繞建筑物周邊綠地設(shè)置下凹綠地，下凹綠地的設(shè)計(jì)深度為150mm，并且主要將下凹綠地布置在地下室輪廓線范圍之外，屋面雨水經(jīng)建筑邊溝收集后，接入周邊下凹綠地下滲、滯留。結(jié)合雨洪模擬軟件， 根據(jù)各子匯流區(qū)域產(chǎn)生的徑流量，調(diào)整每塊下凹綠地面積， 同時(shí)兼顧其調(diào)蓄能力與經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)模擬結(jié)果，場地?cái)M設(shè)置共計(jì)4893.58m2的下凹綠地， 約占總綠地面積的63%，各下凹綠地的設(shè)置位置及面積如表3和圖3所示。

(2)植草溝

該項(xiàng)目的建筑周邊設(shè)有一圈建筑邊溝，用來承接屋面雨水，現(xiàn)擬用植草溝連接建筑邊溝，利用其雨水轉(zhuǎn)輸作用，將地表徑流初步凈化后引入周邊生態(tài)滯留設(shè)施。1號(hào)樓～6號(hào)樓建筑物周邊均有綠地，本方案已在綠地面積較大處設(shè)置了下凹綠地，擬在面積較小且形狀狹長的綠地處設(shè)置植草溝。植草溝設(shè)計(jì)蓄水深度為150mm，頂寬1m，邊坡坡度應(yīng)小于等于1∶3，植草溝連接下凹綠地、建筑邊溝，并最終將雨水引入雨水花園。

表3 下凹綠地控制雨量統(tǒng)計(jì)表

(3)雨水花園

結(jié)合場地調(diào)蓄量需求、美觀設(shè)計(jì)和場地標(biāo)高等因素， 在部分下凹綠地處結(jié)合設(shè)計(jì)雨水花園，蓄水層深度設(shè)計(jì)為250mm，該項(xiàng)目采用以控制雨量為目的的雨水花園形式。

雨水花園設(shè)置在大面積綠地處，并通過植草溝將周邊路面和屋面的雨水均匯入雨水花園，以達(dá)到充分利用雨水花園凈化、調(diào)蓄功能的目的。設(shè)置4個(gè)雨水花園，如圖3所示[3]。

雨水花園R1位于運(yùn)動(dòng)場北側(cè)綠地處，接納運(yùn)動(dòng)場和排球場及周邊路面雨水。

雨水花園R2設(shè)置在場地北部消防車道旁，通過植草溝接納消防車道路面雨水，并且雨水花園具有可示性，在學(xué)校這類特殊環(huán)境中，既能起到景觀美化的作用，又有教育意義。

雨水花園R3位于4號(hào)教學(xué)樓東側(cè)，4號(hào)樓的屋面雨水通過明渠接入此雨水花園，同時(shí)消防車道產(chǎn)生的徑流也坡向雨水花園。

雨水花園R4位于籃球場東側(cè)，接納周邊路面徑流和籃球場雨水。

雨水花園的設(shè)計(jì)面積及位置如表4和圖3所示 。

表4 雨水花園控制雨量統(tǒng)計(jì)表

4.3 屋面分析

該項(xiàng)目共有6棟主要建筑物，1號(hào)樓～3號(hào)樓為教學(xué)樓，4號(hào)樓～5號(hào)樓專用教學(xué)樓，6號(hào)樓為食堂。由于場地建筑物周邊均設(shè)有下凹綠地、雨水花園等生態(tài)滯留設(shè)施，屋面雨水可通過建筑邊溝、植草溝等進(jìn)入周邊生態(tài)滯留設(shè)施凈化、下滲。已設(shè)置的生態(tài)滯留設(shè)施可消納大部分屋面雨水，因此該項(xiàng)目在已達(dá)到海綿城市目標(biāo)的情況下，不再設(shè)置屋頂綠化。

4.4 雨水?dāng)嘟蛹夹g(shù)分析

(1)場地現(xiàn)狀分析

建筑和道路周邊的綠地均設(shè)置成下凹綠地、雨水花園等生態(tài)滯留設(shè)施，屋面和路面雨水可利用雨水?dāng)嘟蛹夹g(shù)就近排入生態(tài)設(shè)施。

(2)技術(shù)適應(yīng)性分析及布局

雨水?dāng)嘟蛹夹g(shù)考慮屋面雨水?dāng)嘟雍偷缆酚晁當(dāng)嘟觾蓚€(gè)部分。其中，屋面雨水?dāng)嘟涌刹捎酶呶换▔瘮嘟踊蚵咽酉堋４蟛糠纸ㄖ镏苓吘O(shè)置有下凹綠地或植草構(gòu)，可以將所有落在下凹綠地范圍內(nèi)的雨水立管采用斷接的形式接入高位花壇后，再引入下凹綠地滲透排放，或在雨水立管和下凹綠地的連接處設(shè)置卵石坑或緩沖沉砂池等消能設(shè)施。使屋面雨水經(jīng)消能后，經(jīng)植草溝進(jìn)入周邊下凹綠地或雨水花園滲通排放，多余雨水通過綠地中的溢流式雨水口進(jìn)入雨水管網(wǎng)。在道路雨水?dāng)嘟臃矫?，將下凹綠地周邊道路的雨水通過路緣石開槽的形式引入下凹綠地。

4.5 徑流流向分析

場地添加海綿城市技術(shù)后的徑流流向，經(jīng)改造后場地內(nèi)部無排水管道，路面徑流和屋面徑流均可通過徑流組織進(jìn)入生態(tài)滯留設(shè)施下滲滯蓄，僅保留場地外圈的總排水干管以確保排水安全性[4]。

(1)路面徑流→下凹式綠地/雨水花園→溢流式雨水口→市政雨水管網(wǎng)。

(2)屋面徑流→建筑邊溝→植草溝/明渠→雨水花園→溢流式雨水口→市政雨水管網(wǎng)。

(3)操場→排水溝→下凹式綠地/雨水花園→溢流式雨水口→市政雨水管網(wǎng)。

5 技術(shù)總結(jié)

根據(jù)海綿城市建設(shè)“滲、滯、蓄、凈、用、排”的要求，該項(xiàng)目采用的海綿城市技術(shù)功能如表5所示。

表5 海綿城市設(shè)施分類表

根據(jù)場地實(shí)際情況及海綿城市建設(shè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)海綿城市建設(shè)技術(shù)方案，并且使設(shè)計(jì)滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)條件和年徑流總量控制率>70%的要求，具體設(shè)計(jì)總結(jié)如表6所示。

表6 場地海綿城市設(shè)施總結(jié)

6 效益分析

6.1 建設(shè)成本估算

根據(jù)各種海綿城市技術(shù)單位成本和使用量情況， 估算海綿城市設(shè)施改造總成本，具體計(jì)算結(jié)果如表7所示。

表7 海綿城市技術(shù)成本估算

6.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)海綿城市調(diào)蓄設(shè)施與既有綠地、景觀相結(jié)合，“凈增成本”極低。

(2)海綿城市設(shè)施蓄滯、減少雨水徑流，有效減少向市政管網(wǎng)排放的雨水量，降低城市排水設(shè)施運(yùn)行壓力，從而節(jié)約相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用。按每立方米水的管網(wǎng)通行費(fèi)用為0.08元/m3的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，海綿城市設(shè)施措施每留存1m3雨水，即可創(chuàng)造0.08元的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)減少了排水管道建設(shè)的工程量。

(4)由于海綿城市設(shè)施系統(tǒng)具有一定的污染去除作用，因而消除污染而減少的社會(huì)損失也是其運(yùn)行收益之一。全球廣泛使用的環(huán)境投入產(chǎn)出比為1∶3，因海綿城市設(shè)施通常不包括污水的處理，故多以1∶1～1.5作為環(huán)境治理投入的經(jīng)濟(jì)效益標(biāo)準(zhǔn)。若結(jié)合相應(yīng)的排污費(fèi)作為污染治理投入金額，則可將因消除污染而減少的社會(huì)損失計(jì)算出來，按排污費(fèi)為1元m3計(jì)算，海綿城市設(shè)施項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的污染去除效益約為1～1.5元/m3。

7 結(jié)語

該項(xiàng)目通過采用透水鋪裝、下凹綠地、植草溝、雨水花園等技術(shù)措施，可滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)條件中的指標(biāo)要求，且達(dá)到徑流總量控制率70%的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

[1] 海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)[Z].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[2] GB 50400-2016 建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].2016.

[3] GB/T 50596-2010 雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2001.

[4] GB50014-2016 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2016.

Xiamen experimental primary school project sponge city design analysis

YIYing

( Shun hong group (Xiamen) Co., Ltd，Xiamen 361000)

Xiamen xiang 'an campus project experiment elementary school, in accordance with the "sponge city" concept, according to the technical specification for the xiamen city construction sponge, the permeable pavement and lower concave greenbelt, CaoGou, technical measures, such as the rain garden planning design conditions index of the requirements of the total runoff control rates as high as 70%. Based on this, the paper mainly analyzes the design analysis and benefit from the aspects of "pavement paving, greening, roof, rain and minority nationality".

Sponge city; Permeable pavement; Concave greenbelt; CaoGou graft; Rain garden

衣英(1978.9- )，女，工程師。

E-mail:137758255@qq.com

2017-06-05

TU990.3

A

1004-6135(2017)09-0105-05