“海綿城市”建設(shè)理念在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

高 繼 友

(煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院， 山東 煙臺(tái) 264000)

“海綿城市”，意指像海綿一樣具有較強(qiáng)吸附水能力的城市。海綿城市建設(shè)理念的提出，主要是為了應(yīng)對(duì)環(huán)境變化，尤其面臨雨水災(zāi)害時(shí)，使城市建筑具有良好的災(zāi)害抵抗性及彈性。海綿城市的建設(shè)中，雨水收集系統(tǒng)至關(guān)重要，雨水收集系統(tǒng)的優(yōu)劣決定城市的吸水與儲(chǔ)水能力[1]。建設(shè)海綿城市，可有效保護(hù)原有的水環(huán)境以及生態(tài)系統(tǒng)，并恢復(fù)已受損的水環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)。 在建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮建筑區(qū)內(nèi)的的水文條件特點(diǎn)，結(jié)合城市的人文環(huán)境和自然環(huán)境，制定建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則與策略，使得海綿城市的理念在建筑施工中能得到實(shí)現(xiàn)。本次研究中，將針對(duì)新建建筑和已建建筑，探討海綿城市建設(shè)理念的應(yīng)用。

1 新建建筑的設(shè)計(jì)

1.1 滲水鋪裝

滲水鋪裝是海綿城市建筑設(shè)計(jì)基本內(nèi)容。與非滲水鋪裝相比，滲水鋪裝具有較多優(yōu)勢(shì)：減少路面積水；利于行人及車輛出行；加快自然降水滲入地面的速度；有效保持地下水資源的存儲(chǔ)數(shù)量；對(duì)調(diào)節(jié)地表的溫度和濕度以及維持區(qū)域內(nèi)的生態(tài)平衡起極好的作用[2]。除此之外，滲水鋪裝還能減少城市環(huán)境中的噪音和粉塵，有效凈化環(huán)境。

滲水鋪裝中最常使用的材料是滲水磚及透水混凝土。滲水磚的耐久性及滲水性在所有材料中最為突出，不僅可用于人行路和路側(cè)石的鋪裝，還可鋪裝為圍路石和盲道石等。滲水磚由于具有色彩多樣的特點(diǎn)，也常用于鋪裝廣場(chǎng)(見圖1)。

圖1 滲水鋪裝圖

生態(tài)鋪裝是指在鋪裝的混凝土及其他材料之間預(yù)留一定空隙，種植植被。這類鋪裝方式的優(yōu)點(diǎn)極為明顯，融合了植物與建筑物的特點(diǎn)，既發(fā)揮了建筑應(yīng)有的作用，又使城市生態(tài)和綠化狀況得以優(yōu)化。生態(tài)鋪裝常用于生態(tài)停車場(chǎng)及景觀道路(見圖2)。

透水混凝土的滲水性較高，主要應(yīng)用于鋪裝廣場(chǎng)、園林及景觀道路。深水混凝土色彩較為豐富，在鋪裝時(shí)可根據(jù)環(huán)境的功能設(shè)計(jì)大型圖案(見圖3)。

1.2 綠化屋頂

綠化屋頂也是海綿城市建筑設(shè)計(jì)的常規(guī)內(nèi)容，可增強(qiáng)建筑的雨水滲透和滯留能力[3]。在放置雨水收集裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)置滲透層以凈化雨水。尤其在南方地區(qū)的雨季，往往會(huì)有陰雨連綿的情況，大量雨水會(huì)透過(guò)綠化屋頂?shù)闹脖贿M(jìn)入到土壤之中。這時(shí)，可以通過(guò)綠化屋頂?shù)恼{(diào)節(jié)功能，使得雨水滲透或滯留，間接調(diào)節(jié)作物的正常生長(zhǎng)(見圖4)。

圖2 生態(tài)鋪裝示意圖

圖3 透水混凝土鋪裝圖

圖4 綠化屋頂?shù)臉?gòu)造圖

1.3 雨水收集系統(tǒng)

雨水收集系統(tǒng)由自動(dòng)收集系統(tǒng)和普通收集系統(tǒng)組成。自動(dòng)收集系統(tǒng)大多建造在地面地漏處、屋頂排水溝沿處、明溝、暗溝或綠地低凹處。這些位置設(shè)有集水口，可將系統(tǒng)過(guò)濾后的雨水儲(chǔ)存至水箱中，用作建筑內(nèi)的生活用水或用于澆灌綠地。在降水量過(guò)大時(shí)，自動(dòng)系統(tǒng)中的收集裝置也可自動(dòng)進(jìn)行合理規(guī)劃，控制雨水的排出量，以避免出現(xiàn)城市內(nèi)澇現(xiàn)象。普通收集系統(tǒng)則是通過(guò)在建筑旁邊設(shè)置蓄水池和滲透井等簡(jiǎn)單的方式來(lái)收集雨水。此方式收集成本較低，但適用范圍較小，使用過(guò)程中需要人工管理與維護(hù)。

1.4 場(chǎng)地內(nèi)綠化率

在嶺南地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)對(duì)通透性最為講究，下沉式庭院、下沉式綠色花園以及將首層架空的建筑設(shè)計(jì)模式在該類地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)中較受歡迎。這類建筑能較大程度地保護(hù)當(dāng)?shù)卦械木G色植物及植被。有些地方建造了綠化停車場(chǎng)，這也是增加場(chǎng)地內(nèi)綠化率的較好方式。在大型建筑聚落群，如學(xué)校和小區(qū)，人造湖也可以作為增加綠化率的最佳設(shè)計(jì)。人造湖不僅能起到一定的蓄水作用，還能促進(jìn)地下水產(chǎn)生回灌，其產(chǎn)生的水汽大量蒸發(fā)能穩(wěn)定建筑群周圍的小氣候。

2 已建建筑屋頂?shù)母脑?/h2>

與新建建筑相比，將海綿城市建設(shè)理念用于已建建筑的改造，難度較大。尤其屋頂?shù)母脑焓请y點(diǎn)，改造時(shí)應(yīng)著重考慮屋頂承載量、防水層、植物類型等因素。

(1) 舊建筑的屋頂承載量。按照海綿城市的建設(shè)理念，應(yīng)該將普通屋頂改造為綠化屋頂，而普通屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，承載量較?。灰虼?，在改造普通屋頂時(shí)，也要考慮到其承載量是否達(dá)標(biāo)，依據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行改造。

(2) 綠化屋頂防水層。在進(jìn)行防水層改造時(shí)，應(yīng)考慮到普通屋頂承載量較小的特點(diǎn)。為了不增加屋頂承載量，最大限度地增強(qiáng)屋面的防水性能，可將原屋頂結(jié)構(gòu)的防水油氈層改造為SBS防水卷材的防水層。

(3) 綠化植物類型。進(jìn)行綠化改造時(shí)，應(yīng)選用合適的植物類型。綠化屋頂所選種的植物，不僅應(yīng)具備耐旱的特點(diǎn)，而且其根系應(yīng)較淺、較弱，不能穿透屋頂防水層。同時(shí)，植物還應(yīng)具備土層薄、屋面承載量小以及抓地牢等特點(diǎn)，如爬山虎、牽?；ǖ取?/p>

3 海綿城市總體規(guī)劃

將“海綿城市”建設(shè)理念應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，其本質(zhì)是從不同環(huán)節(jié)入手，實(shí)現(xiàn)逐個(gè)完善、循序漸進(jìn)的海綿城市總體規(guī)劃[4]。因此，除了城市主要空間內(nèi)的建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)，包括綠色生態(tài)功能的一類專項(xiàng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)內(nèi)容，道路交通與規(guī)劃設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，屋頂花園和規(guī)劃設(shè)計(jì)等“硬件層面”的規(guī)劃，還要加強(qiáng)海綿城市總體規(guī)劃的“柔性機(jī)制”建設(shè)，具體包括以下3個(gè)方面。

(1) 海綿城市總體規(guī)劃要貫穿城鄉(xiāng)建設(shè)?，F(xiàn)有海綿城市建設(shè)方案中，主要以城區(qū)空間為主，實(shí)施雨水導(dǎo)排、存儲(chǔ)、利用等，尚未形成較大空間中生態(tài)環(huán)境的結(jié)合。在提高城市化進(jìn)程中，貫穿城鄉(xiāng)是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展必然的階段，要充分利用農(nóng)村生態(tài)的容納和釋放能力。目前，我國(guó)四川、昆明、廣州、臺(tái)灣等地，已經(jīng)著手展開城鄉(xiāng)空間的海綿城市總體規(guī)劃與實(shí)施，取得了較好的效果。

(2) 海綿城市總體規(guī)劃要重視生態(tài)引領(lǐng)和民眾參與。政府在海綿城市規(guī)劃建設(shè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但不是唯一主體，要充分重視生態(tài)引領(lǐng)和民眾參與的價(jià)值。例如，可通過(guò)LID體系創(chuàng)建海綿城市實(shí)施的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性、效率性，激發(fā)民眾參與的積極性，并通過(guò)市場(chǎng)調(diào)節(jié)的方式獲取更多社會(huì)資源支持，形成市場(chǎng)、民眾、政府等不同層次的分工。

(3) 海綿城市總體規(guī)劃要突出智慧核心。海綿城市的規(guī)劃中，要秉承著“智慧城市”的理念，將其視為一個(gè)“生命體”，對(duì)傳統(tǒng)雨水處置模式的有效創(chuàng)新，可以確保城市“旱澇無(wú)憂”，并有效地解決城市熱島、霧霾等問(wèn)題。目前，突出智慧核心的海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)法中，較為熱門的“JW生態(tài)工法”在北京、上海等城市先后投入；但最大的問(wèn)題，仍然是城市多部門管理中溝通不暢的問(wèn)題。