寓教于樂(lè)的海綿城市設(shè)計(jì)
——以試點(diǎn)城市西寧市城西區(qū)第二幼兒園為例

沈 敏 李萬(wàn)龍 羅汝鵬

1.西寧市海綿城市管理服務(wù)中心 青海 西寧 810000 2.西寧市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 青海 西寧 810000

2016年西寧市成為第二批海綿試點(diǎn)城市，學(xué)校環(huán)境作為試點(diǎn)區(qū)建設(shè)的核心項(xiàng)目，不僅要完成海綿建設(shè)指標(biāo)要求，還是海綿城市理念的宣傳窗口，將海綿城市設(shè)計(jì)與教學(xué)活動(dòng)融為一體，培養(yǎng)孩子們的綠色意識(shí)，讓“青山綠水”生態(tài)文明思想融入孩子們的內(nèi)心是該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)初心。

1. 基本情況

1.1項(xiàng)目概況

城西區(qū)第二幼兒園位于試點(diǎn)區(qū)九分區(qū)，占地面積約5238m2，學(xué)校主體建設(shè)2017年9月投入使用，分別是3層主教學(xué)樓和生活服務(wù)樓組成，分為大班、中班、小班三個(gè)年級(jí)各四個(gè)班，3至6歲學(xué)齡兒童約為120名。

1.2自然條件

西寧市地處黃河腹地青藏高原東部，屬大陸高原半干旱氣候，是西北地區(qū)典型的川道河谷型城市。多年年均降雨量410mm，年均蒸發(fā)量1212mm，降雨時(shí)空分配不均，全年以中小雨為主，多為單峰雨型[1]。

1.3場(chǎng)地條件

根據(jù)學(xué)校巖土工程勘察報(bào)告，地質(zhì)構(gòu)造屬于濕陷性中等偏弱區(qū)，表層土壤構(gòu)造以黃土質(zhì)土和粉質(zhì)黏土為主，土壤滲透系數(shù)均大于5*10-6m/s。豎向南高北低，西側(cè)主入口與外圍城市支路存在高差，易在主入口處形成積水點(diǎn)。學(xué)校采用雨污分流的排水系統(tǒng)，屋面雨水與地面雨水散排至場(chǎng)地雨水井，最終排入市政管網(wǎng)。

1.4其他條件

學(xué)校采用封閉管理，兩個(gè)出入口分別與市政支路和光華小學(xué)相連。學(xué)校主體建成后，考慮周邊片區(qū)幼兒上學(xué)的訴求，先期招收兩個(gè)幼兒班進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，校園環(huán)境只進(jìn)行了簡(jiǎn)單的鋪裝與少量綠化，為后期海綿城市建設(shè)提供了優(yōu)化契機(jī)。

2. 方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

學(xué)校海綿城市設(shè)計(jì)既要滿足教學(xué)活動(dòng)場(chǎng)地要求，還要營(yíng)造自然生動(dòng)的綠色空間，同時(shí)還要達(dá)到試點(diǎn)區(qū)詳細(xì)規(guī)劃提出的海綿指標(biāo)要求：年徑流控制率76.3%（對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量9.60㎜），年SS總量削減率不低于60.3%。將多種訴求充分融合，結(jié)合多種手段表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)寓教于樂(lè)的雙重體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

3. 設(shè)計(jì)原則

按照系統(tǒng)性原則，將不同功能訴求，統(tǒng)籌考慮，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，綜合實(shí)現(xiàn)海綿目標(biāo)與景觀融合。遵循綠色生態(tài)原則，結(jié)合海綿城市低影響設(shè)施，突出節(jié)約、環(huán)保、綠色生態(tài)理念。強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性原則，以設(shè)施做法為突破，創(chuàng)新技術(shù)手段，以植物配置為亮點(diǎn)，創(chuàng)新景觀表現(xiàn)。

4. 設(shè)計(jì)流程

4.1豎向設(shè)計(jì)與匯水分區(qū)

依據(jù)學(xué)校兩個(gè)外排雨水口的標(biāo)高，將學(xué)校場(chǎng)地劃分為A、B兩個(gè)匯水分區(qū)，進(jìn)一步梳理場(chǎng)地豎向，細(xì)化出10個(gè)排水分區(qū)，為雨水的收集和利用提供更科學(xué)的依據(jù)（圖1）。

圖1 幼兒園豎向與匯水分區(qū)圖

4.2排水分區(qū)與功能分區(qū)

統(tǒng)籌場(chǎng)地功能訴求與海綿理念融合，以匯水分區(qū)為基礎(chǔ)，細(xì)化的排水分區(qū)為主線，劃定組合出不同的功能分區(qū)。利用不同的活動(dòng)體驗(yàn)，傳遞海綿理念，將雨水的消納貫穿于綠色生態(tài)的教學(xué)活動(dòng)中。A匯水分區(qū)細(xì)化為8個(gè)排水分區(qū)，按活動(dòng)功能區(qū)組合為：1排水分區(qū)為主入口區(qū)，3、4、5、6排水分區(qū)為歡樂(lè)天地，2排水分區(qū)為小小農(nóng)場(chǎng)，7、8排水分區(qū)為故事花谷，共4個(gè)功能分區(qū)。B匯水分區(qū)細(xì)化為2個(gè)排水分區(qū)。9排水分區(qū)為幾何王國(guó)，10排水分區(qū)為童趣樂(lè)園，共2個(gè)功能分區(qū)。（圖2、圖3）

圖2 幼兒園功能分區(qū)與排水分區(qū)圖

圖3 幼兒園總海綿設(shè)計(jì)平面圖

4.3技術(shù)流程與總徑流控制量

按照綠色優(yōu)先、地上與地下結(jié)合、景觀與功能并行的布置原則。在設(shè)計(jì)中綜合效益最優(yōu)的方式進(jìn)行布局。屋面、道路雨水通過(guò)引導(dǎo)、截流方式，將雨水傳遞至周邊下凹綠地、雨水花園中。大面積廣場(chǎng)通過(guò)豎向調(diào)整，進(jìn)一步理清雨水徑流方向，沿徑流方向設(shè)置綠地逐級(jí)進(jìn)行吸納、調(diào)蓄。綠地內(nèi)雨水通過(guò)地形營(yíng)造，匯入綠地內(nèi)低點(diǎn)的綠色設(shè)施中。綠地最低點(diǎn)通過(guò)布設(shè)雨水管網(wǎng)將超標(biāo)雨水溢流至外圍市政管網(wǎng)，滿足校園雨水排放安全，通過(guò)技術(shù)流程制定，功能分區(qū)的布置，根據(jù)不同類型下墊面的投影面積，計(jì)算出綜合徑流系數(shù)0.635，利用容積法：V=10HΨF，計(jì)算幼兒園總設(shè)計(jì)雨水消納量為31.6m3[2]，計(jì)算出場(chǎng)地雨水消納量，合理布設(shè)海綿設(shè)施，達(dá)到總徑流控制量的海綿目標(biāo)。

5. 分區(qū)設(shè)計(jì)與目標(biāo)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)幼兒園設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積31.6m3的目標(biāo)要求，通過(guò)匯水分區(qū)的指標(biāo)分解，結(jié)合排水分區(qū)進(jìn)一步細(xì)化，使海綿設(shè)計(jì)目標(biāo)與幼兒園多種教育活動(dòng)相銜接，突出教學(xué)與海綿理念融合的主題思想。

5.1主入口區(qū)（1排水分區(qū)）

此區(qū)域與外圍市政道路相連，是接送兒童的停留空間，鋪裝面積較大，缺少綠地布置。通過(guò)匯水面積計(jì)算出雨量1.33m3，并和地塊豎向結(jié)合在場(chǎng)地低點(diǎn)布置截留溝收集雨水后，排至相鄰排水分區(qū)的設(shè)施中進(jìn)行雨水調(diào)蓄。同時(shí)在主入口區(qū)布置樹(shù)陣栽植喬木，提供綠蔭，體現(xiàn)以人為本的思想。

5.2 小小農(nóng)場(chǎng)（2排水分區(qū)）

此區(qū)域位于主入口區(qū)北側(cè)，利用場(chǎng)地開(kāi)辟學(xué)校實(shí)踐課堂，讓孩子們走進(jìn)生活，走進(jìn)自然，用自己的體驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)世界，認(rèn)識(shí)世界，激發(fā)孩子們保護(hù)自然、愛(ài)護(hù)生態(tài)環(huán)境。設(shè)計(jì)圍繞該主題展開(kāi)了相關(guān)場(chǎng)地設(shè)計(jì)，布置了小溫室、種植田、游戲沙坑等設(shè)施，在考慮海綿城市設(shè)計(jì)時(shí)，從鋪裝材料、綠色設(shè)施選型等入手，分析下墊面，得出2排水分區(qū)設(shè)計(jì)徑流控制量0.44m3，同時(shí)協(xié)調(diào)外來(lái)排水分區(qū)的雨量1.33m3，統(tǒng)籌區(qū)域場(chǎng)地豎向調(diào)蓄片區(qū)總雨量1.77m3。溫室屋頂與道路雨水利用豎向?qū)⒂晁龑?dǎo)至種植田中，進(jìn)行滲透，利用雨水澆灌農(nóng)作物，種植田低處利用游戲沙坑做調(diào)蓄設(shè)施—雨水花園，調(diào)蓄場(chǎng)地總?cè)萘?.9m3，場(chǎng)地內(nèi)道路采用透水磚、砂礫石等透水材料，用自然滲透的方式滲入土壤中，進(jìn)行吸收[3]。在圍欄處布置高、低錯(cuò)落的蔬菜種植箱，即豐富校園景觀，也達(dá)到了截流雨水的作用。整個(gè)區(qū)域通過(guò)孩子們動(dòng)手體驗(yàn)和觀察體驗(yàn)，教育孩子們珍惜水資源，利用雨水的綠色發(fā)展理念，提高孩子們的生態(tài)環(huán)境意識(shí)。

5.3 歡樂(lè)天地（3排水分區(qū)、4排水分區(qū)、5排水分區(qū)、6排水分區(qū)）

此區(qū)域位于幼兒園中心區(qū)域，是孩子們的主要活動(dòng)廣場(chǎng)，也是幼兒園主要建筑的匯水區(qū)域，設(shè)計(jì)圍繞排水分區(qū)目標(biāo)，在雨水徑流的路線上靈活布置綠地，通過(guò)綠地自然吸納雨水，讓孩子們觀察雨水從天空降落到土壤吸收的每一個(gè)過(guò)程，整個(gè)區(qū)域通過(guò)四個(gè)排水分區(qū)的綜合調(diào)蓄6.9m3雨水，未完成的指標(biāo)傳遞至8排水分區(qū)消納。綠地的布局在完成海綿設(shè)計(jì)目標(biāo)時(shí)，也劃分出了不同的活動(dòng)場(chǎng)地，在場(chǎng)地上布置不同年齡段使用的游戲器械，滿足活動(dòng)要求。在綠地中栽植不同類型的植物，豐富校園景觀，讓孩子們感受四季的變化，認(rèn)知自然界。

5.4 故事花谷（7排水分區(qū)、8排水分區(qū)）

此區(qū)域位于幼兒園生活服務(wù)樓南側(cè)，場(chǎng)地狹長(zhǎng)高差較大。設(shè)計(jì)結(jié)合地形特點(diǎn)，通過(guò)景石與綠地，營(yíng)造豐富地形，形成自然下凹綠地和雨水花園，消納自身區(qū)域及整個(gè)匯水分區(qū)的末端調(diào)蓄總量為15m3，達(dá)到海綿城市設(shè)計(jì)要求。同時(shí)在場(chǎng)地內(nèi)布置景觀亭一座，滿足教職工休息和兒童室外活動(dòng)要求，在景石上篆刻與大自然息息相關(guān)的不同文字如水、日、土等，形成視覺(jué)感知；在場(chǎng)地內(nèi)大量栽植宿根花卉和景觀小品相呼應(yīng)，突出“故事花谷”的主題特色，讓孩子們能夠聆聽(tīng)關(guān)于大自然的故事。

5.5 幾何王國(guó)（9排水分區(qū)）

此區(qū)域位于主教學(xué)樓北側(cè)是孩子們的另一處活動(dòng)小廣場(chǎng)，設(shè)計(jì)利用廣場(chǎng)和道路豎向?qū)⒂晁胖羶蓚?cè)綠地，部分屋頂雨水通過(guò)截流管引入至綠地。沿綠地設(shè)計(jì)不同形式的幾何圖案做下凹綠地，形成帶狀的匯水區(qū)域，消納雨水1.96m3，最終利用綠地自然坡向流入?yún)R水區(qū)低點(diǎn)。幾何圖案以銹蝕鋼板為邊，中間填充白色鵝卵石并栽植不同的果樹(shù)，強(qiáng)調(diào)每一個(gè)圖案節(jié)點(diǎn)景觀。用雨水收集強(qiáng)化孩子們對(duì)幾何圖案和植物的認(rèn)知。

5.6 童趣樂(lè)園（10排水分區(qū)）

此區(qū)域是B匯水分區(qū)的最低區(qū)域，在低點(diǎn)設(shè)置雨水花園，統(tǒng)籌各排水分區(qū)雨水，消納雨水6.96m3，最終超標(biāo)雨水溢流至外圍市政雨水管網(wǎng)。此區(qū)域雨落管斷接采用透明玻璃進(jìn)行引導(dǎo)，可以讓孩子們清楚的看到屋頂雨水如何引導(dǎo)至雨水花園；在雨水花園中修建木質(zhì)棧臺(tái)，可以看到雨水花園中引來(lái)的青蛙、蝴蝶等各類小動(dòng)物、小昆蟲(chóng)，可以觀察不同的植物生長(zhǎng)，感受雨水花園的奇妙世界，讓他們學(xué)到更多的自然知識(shí)。

分區(qū)設(shè)計(jì)完成了海綿調(diào)蓄容積34.16m3和削減60.2%的SS目標(biāo)任務(wù)（表1），同時(shí)以不同的手法實(shí)現(xiàn)了寓教于樂(lè)的教學(xué)實(shí)踐，通過(guò)操場(chǎng)活動(dòng)的體驗(yàn)讓孩子們了解雨水的收集和利用的過(guò)程；通過(guò)小小農(nóng)場(chǎng)的動(dòng)手實(shí)踐，提高孩子們的體能，了解水對(duì)自然界的重要作用，珍惜雨水保護(hù)環(huán)境的意識(shí)；通過(guò)游戲和觀察能力的培養(yǎng)，讓孩子們?cè)诖笞匀贿@本生動(dòng)活潑的教材中理解人與水的關(guān)系，體驗(yàn)自然的美妙和神奇；利用文字和圖案擴(kuò)大孩子們的認(rèn)知領(lǐng)域，以場(chǎng)地的生動(dòng)性啟發(fā)親近大自然，培養(yǎng)對(duì)自然的認(rèn)識(shí)度；利用廢棄物做景觀處理，在潛移默化中受到珍惜自然資源，愛(ài)護(hù)地球的生態(tài)環(huán)境教育。

表1 各排水分區(qū)徑流控制計(jì)算表

6.結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)圍繞雨水的收集、消納、利用、溢流的完整路線實(shí)現(xiàn)了海綿設(shè)計(jì)目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了教育、海綿城市建設(shè)目標(biāo)與自然景觀融合一體，使海綿理念兼顧場(chǎng)地活動(dòng)的一次生動(dòng)實(shí)踐，為今后海綿城市設(shè)計(jì)帶來(lái)了啟迪和升華。