海綿城市理念下的建筑雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/劉偉華 亞瑞建筑設(shè)計(jì)有限公司湖南設(shè)計(jì)院 湖南長(zhǎng)沙 410000

1、引言

從一個(gè)城市的發(fā)展來(lái)看，給排水系統(tǒng)在城市的建設(shè)之中，有著不可替代的重要作用。然而隨著城市化的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的水資源問(wèn)題不斷的出現(xiàn)，例如旱澇災(zāi)害、居民用水不足、水資源污染等問(wèn)題，為了很好的解決這一問(wèn)題，便需要建設(shè)海綿城市，在建設(shè)的時(shí)候，要注意利用合理的科學(xué)技術(shù)，結(jié)合城市本身的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行規(guī)劃，加強(qiáng)雨水資源在城市中的再利用。目前，我國(guó)應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)更為完善的城市建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)人們居住環(huán)境的改善并減少城市中自然災(zāi)害的發(fā)生概率，同時(shí)提高對(duì)雨水資源的利用效率，進(jìn)而確保城市環(huán)境的優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展，并保障居民正常的生產(chǎn)生活用水。

2、海綿城市的內(nèi)涵

2.1 海綿城市的概念

所謂海綿城市，就是指在城市的發(fā)展和建設(shè)中，對(duì)城市各部分體系集約化設(shè)計(jì)，包括道路、建筑、綠化場(chǎng)地和給排水系統(tǒng)等，通過(guò)各部分對(duì)雨水的吸收利用，可以實(shí)現(xiàn)像海綿一樣的功能，即對(duì)于城市環(huán)境的突變和一些自然災(zāi)害具有很好的適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力。我國(guó)海綿城市這一名詞是在新時(shí)期的背景下，為了平衡我國(guó)迅速發(fā)展的城市化與相對(duì)脆弱的城市水系統(tǒng)的矛盾而提出的，其中體現(xiàn)了“滲、蓄、滯、用、排”五位一體，落實(shí) “節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的原則。

2.2 海綿城市的思想內(nèi)涵

海綿城市這一理念在國(guó)外發(fā)展較早，其提出的目的是為了解決城市雨水帶來(lái)的問(wèn)題。其中包括低影響開(kāi)發(fā)（LID）、最佳管理措施（BMP）、綠色基礎(chǔ)設(shè)施（GI）等，這些理論被用于解決農(nóng)村和城市在日常運(yùn)行中產(chǎn)生的面狀污染源等問(wèn)題，隨后又被用于降水的徑流量控制和水質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展等方面。在海綿城市的理念中，低影響開(kāi)發(fā)理論是其核心要素，具體表現(xiàn)為通過(guò)生態(tài)化的以景觀建設(shè)為主的雨水管理措施，結(jié)合軟工程技術(shù)，以綠色植被自身可以吸水儲(chǔ)水的特點(diǎn)控制地表的雨水徑流量，因此這種理念可以從根本上控制雨水徑流。通?？梢酝ㄟ^(guò)雨水花園、綠色屋頂、城市下凹綠地等設(shè)施進(jìn)行海綿城市的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)城市對(duì)于雨水的吸收和緩釋的作用，從而實(shí)現(xiàn)城市水環(huán)境的改善。

3、海綿城市建筑雨水系統(tǒng)構(gòu)成的設(shè)計(jì)介紹

3.1 雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要緊密貼合城市的實(shí)際進(jìn)行。一般而言，雨水收集系統(tǒng)包括屋面和地面兩部分。其中屋面雨水收集系統(tǒng)是通過(guò)屋頂?shù)挠晁占b置對(duì)降落在屋頂?shù)挠晁M(jìn)行收集，再使其流入室外的雨水口或雨水收集井中。地面雨水收集系統(tǒng)是在室外的收水井中，通過(guò)雨水調(diào)蓄系統(tǒng)，將地面流入的雨水收集起來(lái)的系統(tǒng)。在基于海綿城市的理念下，需要將收集的雨水先進(jìn)行凈化處理，確保雨水在利用中不會(huì)產(chǎn)生危害。此外，還應(yīng)使雨水流入專(zhuān)門(mén)的特定收水井而非城市的排水系統(tǒng)。通過(guò)這樣的措施，可以實(shí)現(xiàn)雨水的無(wú)公害重復(fù)利用，并且減少了市政水系統(tǒng)處理的壓力。在地面雨水收集系統(tǒng)中，可以利用透水材質(zhì)的路面，如透水地磚或透水混凝土，同時(shí)在地下安置雨水收集箱，既可以避免道路的積水發(fā)生，又可以實(shí)現(xiàn)雨水的重復(fù)利用。

3.2 雨水入滲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

雨水入滲系統(tǒng)是基于綠地的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。在海綿城市的理念下，綠地的規(guī)劃是必不可少的。在綠地系統(tǒng)中，建筑周邊的綠化帶內(nèi)采用下沉式綠地措施設(shè)計(jì)，雨水優(yōu)先進(jìn)入下凹式綠地，可以實(shí)現(xiàn)集水、蓄水的天然功能，從而實(shí)現(xiàn)建筑的生態(tài)化理念。此外，利用透水材質(zhì)的路面，也可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于綠地的功能，從而加強(qiáng)雨水入滲，減少地表的徑流，保證城市水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3 雨水調(diào)蓄、回用、排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在雨水收集過(guò)程中，可能出現(xiàn)雨水量過(guò)大，從而導(dǎo)致建筑雨水處理系統(tǒng)的壓力過(guò)大。為了解決這一問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)雨水調(diào)蓄系統(tǒng)。在雨水過(guò)多時(shí)，它可以?xún)?chǔ)存雨水，當(dāng)降雨量減少時(shí)，又可以排出雨水，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的調(diào)節(jié)。通常利用管道的方式進(jìn)行雨水的調(diào)蓄，管道埋設(shè)在地下，可以節(jié)約建筑的使用空間。雨水的回用是指將收集到的雨水進(jìn)行凈化處理后再加以利用，從而實(shí)現(xiàn)解決居民用水不足的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)雨水回收系統(tǒng)時(shí)，要依據(jù)建筑的居民具體用水需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)可以考慮利用雨水進(jìn)行綠化灌溉、衛(wèi)生保潔等。

4、案例分析

湖南宜章玉溪新城位于宜章玉溪河上游、老縣城西北部。根據(jù)該地區(qū)的氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（2008-2013），其多年的年均降水量為1298毫米，為降水豐富、雨水濕潤(rùn)的地區(qū)。該建筑小區(qū)的匯水設(shè)計(jì)為由南北兩向往中間流、從西到東流的自然匯水狀態(tài)。針對(duì)宜章縣玉溪新城小區(qū)建設(shè)進(jìn)行海綿城市理念下的建筑雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是基于海綿城市的理念，對(duì)玉溪新城進(jìn)行雨水系統(tǒng)的生態(tài)化設(shè)計(jì)，即滿(mǎn)足水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水安全的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。具體措施是通過(guò)小規(guī)模、分散化的方式進(jìn)行雨水的凈化、調(diào)蓄和回收，以實(shí)現(xiàn)海綿城市理念下的建筑雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4.2 雨水滲透系統(tǒng)

通過(guò)雨水滲透系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)玉溪新城的雨水回收再利用，主要通過(guò)綠地和地下水環(huán)境的結(jié)合，進(jìn)行雨水的收集。另外在道路和廣場(chǎng)中，可以通過(guò)鋪設(shè)透水材料保證雨水的滲透。透水鋪裝主要有：（1）人行道采用透水效果好的鋪裝，而車(chē)道則采用透水混凝土路面或透水瀝青路面。對(duì)于道路的坡度設(shè)計(jì)一般為1.5%。（2）在城市綠地和廣場(chǎng)中，采用鋪設(shè)透水鋪裝材料的方法，對(duì)于透水材料的鋪裝面積，不應(yīng)小于總鋪裝面積的70%。（3）在小區(qū)道路和廣場(chǎng)的透水地面中，透水材料的鋪裝面積不能小于90%。

4.3 雨水收集系統(tǒng)

根據(jù)玉溪新城的用水需求，將每1000平方普通屋頂?shù)慕ㄖ嫉幕酌娣e建設(shè)一個(gè)20立方米以上的蓄水池，就可儲(chǔ)存20毫米（屋頂面積）的雨水。道路每個(gè)項(xiàng)目硬鋪面積達(dá)到2000平方的，需要建設(shè)一個(gè)40立方米的雨水收集池或景觀水景來(lái)收集雨水。此外可以根據(jù)月調(diào)節(jié)法，計(jì)算雨水收集池的最佳容量，在保證雨水最高利用率的情況下，確定玉溪新城項(xiàng)目在建設(shè)中所需的雨水收集池的面積大小。

4.4 雨水凈化系統(tǒng)

雨水的天然凈化主要通過(guò)綠地實(shí)現(xiàn)，因此在玉溪新城的綠地設(shè)計(jì)中，要求其綠地面積不小于15%至25%。此外對(duì)于道路的綠化，需要進(jìn)行植草溝的設(shè)計(jì)，并使得雨水通過(guò)滲透進(jìn)入雨水花園，以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路雨水的凈化。通過(guò)雨水下滲、雨水濕地、植草溝、植被緩沖帶以及初級(jí)雨水滲流設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)玉溪新城雨水凈化的設(shè)計(jì)目的。

4.5 雨水利用系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的充分利用，需要對(duì)小區(qū)內(nèi)部的雨水收集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而為景觀、消防、道路清潔、衛(wèi)生保潔等提供用水來(lái)源。具體而言，可以通過(guò)玉溪河水進(jìn)行公園的灌溉，景觀用水和消防用水。在場(chǎng)地內(nèi)收集的雨水可以用來(lái)清洗道路和兩側(cè)植被的澆灌。廣場(chǎng)的用水通過(guò)廣場(chǎng)雨水收集池供應(yīng)廣場(chǎng)沖洗、景觀和綠化用水等。

4.6 雨水排放系統(tǒng)

通過(guò)建筑室外雨水系統(tǒng)管道可以實(shí)現(xiàn)雨水的排放，通常將雨水管道沿道路坡向順坡設(shè)置，使雨水通過(guò)管網(wǎng)流入玉溪河等自然河流。管道坡度的設(shè)計(jì)，一般應(yīng)與道路的坡度保持一致。需要注意的是，對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)超標(biāo)的雨水，應(yīng)經(jīng)過(guò)凈化處理，水質(zhì)達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，按照《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行排放。

結(jié)語(yǔ)：

在城市的規(guī)劃和建設(shè)中，海綿城市的理念對(duì)城市建筑的雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要意義，可以保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)城市建筑與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。通過(guò)海綿城市建筑雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以更好地利用雨水資源，節(jié)約并補(bǔ)充地下水資源，控制地面的雨水徑流量，同時(shí)改善城市建筑、道路的通暢性，以及城市的氣候環(huán)境。貫徹落實(shí)海綿城市理念對(duì)城市建筑雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性，有助于改善城市發(fā)展的生態(tài)環(huán)境，提升居民居住品質(zhì)，推進(jìn)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。