福州市某小學(xué)海綿城市設(shè)施設(shè)計(jì)實(shí)例分析

卓清燕

(福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 福州 350018)

1 工程概況

本工程建設(shè)地點(diǎn)位于福建省福州市鼓樓區(qū)，項(xiàng)目總用地面積為5806.00m2，其中建筑占地面積1844.43m2，硬質(zhì)地面面積2219.77m2，綠地面積1741.80m2，主要是新建一棟上部6層的教學(xué)綜合樓(包含2層平戰(zhàn)結(jié)合人防地下室)。依據(jù)《福建省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，參照福州市“徑流總量控制率——設(shè)計(jì)雨量”曲線以及我國(guó)部分城市年徑流總量控制率與對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量值一覽表，本工程場(chǎng)地設(shè)計(jì)控制雨量為24.1mm，年徑流總量控制率75%、面源污染(ss)削減率45%[1]。

2 雨水徑流控制技術(shù)措施

為了實(shí)現(xiàn)年徑流總量控制的目標(biāo)，可以采取各種海綿城市技術(shù)及其相應(yīng)的措施。常用的海綿城市技術(shù)措施有下凹式綠地、雨水花園、植草溝、透水鋪裝、綠色屋頂、生態(tài)濕地景觀、雨水調(diào)蓄回用等。

(1)下凹式綠地：具有一定的調(diào)蓄容積，但比較有限，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，建設(shè)、維護(hù)成本均比較低，故適用范圍廣泛，但它在大面積使用時(shí)，容易受地形條件限制。

(2)雨水花園：具有生態(tài)可持續(xù)的特點(diǎn)，一般都要設(shè)置濾料層、滲管等附屬設(shè)施，構(gòu)造相比下凹式綠地較為復(fù)雜。

(3)植草溝：具有一定的雨水凈化功能，可收集和輸送雨水，經(jīng)常和其他技術(shù)設(shè)施配套使用，起到銜接作用，但它對(duì)地形條件要求較高。

(4)透水鋪裝：透水鋪裝透水能力強(qiáng)，且施工方便、適用范圍廣泛，但它對(duì)鋪設(shè)面基層要求較高，且透水磚的孔隙比較容易堵塞，若后期維護(hù)不到位，其透水性能將大大下降，甚至喪失透水功能。

(5)綠色屋頂：能有效達(dá)到源頭減排的作用，同時(shí)還具有隔熱作用，但它對(duì)屋面荷載防水和空間等方面有較高要求，適用于平屋頂和坡度不超過(guò)15°的坡屋面。

(6)生態(tài)濕地景觀：具有一定雨水調(diào)蓄容積的措施，具有生態(tài)優(yōu)良、景觀優(yōu)美等特點(diǎn)。常見的生態(tài)濕地景觀的構(gòu)建主要由生態(tài)塘、生態(tài)護(hù)坡和生態(tài)浮島等設(shè)施組合而成，需要較大的場(chǎng)地空間，受場(chǎng)地景觀水體的規(guī)模和進(jìn)水水質(zhì)等方面的條件影響較大。

(7)雨水調(diào)蓄回用：主要由預(yù)處理系統(tǒng)、雨水蓄水系統(tǒng)、雨水供水系統(tǒng)和雨水控制系統(tǒng)組成，該技術(shù)成熟簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性較好，但建設(shè)費(fèi)用較高，且日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高，目前主要適用于用地緊張的工程項(xiàng)目。

上述幾種海綿城市技術(shù)可以單獨(dú)使用，也可以多種聯(lián)合使用，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況，合理確定控制目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃布局和選用合適的海綿城市技術(shù)及其相應(yīng)的設(shè)施?？紤]到本工程用地緊張，無(wú)法提供較大的室外場(chǎng)地來(lái)構(gòu)建一套完整的生態(tài)系統(tǒng)，所以設(shè)計(jì)首先排除了采用生態(tài)濕地景觀技術(shù)，確定了以下兩種設(shè)計(jì)方案。

方案一：出于為學(xué)校提供更多的活動(dòng)空間、不占用校園用地的目的，本方案只利用地下空間，采用雨水調(diào)蓄回用技術(shù)，將屋面雨水經(jīng)立管重力流排至室外雨水邊溝后再排至室外雨水檢查井，場(chǎng)地雨水和綠化過(guò)滲雨水也通過(guò)雨水口就近排至室外雨水檢查井，通過(guò)室外雨水管網(wǎng)最終收集至雨水調(diào)蓄池。

屋面、硬質(zhì)地面、綠地的徑流系數(shù)分別為0.85、0.85、0.15，對(duì)應(yīng)的面積詳?shù)?節(jié)的“工程概況”，計(jì)算得三者的徑流量分別為37.78m3、45.47m3、6.30m3，則方案一場(chǎng)地綜合徑流系數(shù)為0.64，設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積為89.55m3。通過(guò)計(jì)算得整個(gè)校區(qū)雨水管網(wǎng)最末端的相對(duì)標(biāo)高為-1.978m，結(jié)合校區(qū)總平面布局，在校區(qū)南側(cè)的校門口硬地區(qū)域設(shè)置一個(gè)有效容積為89.55m3的雨水調(diào)蓄池，尺寸為12m×2m×6m(h)。由于調(diào)蓄池容積較大，土建造價(jià)昂貴，而且該系統(tǒng)日常維護(hù)費(fèi)用較高，完全超出學(xué)校的造價(jià)預(yù)算，同時(shí)室外埋地調(diào)蓄池也存在一定的安全隱患，所以經(jīng)各方考慮方案一不予采用。

方案二：該校園的綠地面積和室外道路等均比較有限，只采用上述多項(xiàng)海綿城市技術(shù)中的其中一種是無(wú)法達(dá)到場(chǎng)地年徑流總量的控制目標(biāo)，故本方案將多項(xiàng)海綿城市技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，通過(guò)增加透水鋪裝和綠色屋頂、設(shè)置增加生物滯留設(shè)施(植草溝、雨水花園)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制率指標(biāo)要求。

通過(guò)表1中各類目的加權(quán)平均計(jì)算得方案二場(chǎng)地綜合徑流系數(shù)為0.44，場(chǎng)地徑流總量為60.97m3，則本方案的目標(biāo)調(diào)蓄容積為60.97m3。

表1 方案二場(chǎng)地徑流系數(shù)計(jì)算

本方案在室外綠化部分設(shè)置了461.66m2雨水花園(設(shè)計(jì)有效深度為0.25m)，利用其調(diào)蓄容積來(lái)調(diào)蓄場(chǎng)地徑流總量。

注：圖1中明線線圈部分為雨水花園。雨水花園為自然放坡，上口大、下口小，非矩形狀，根據(jù)計(jì)算得出雨水花園實(shí)際調(diào)蓄容積約為矩形狀坑塘容積的0.6倍，則本工程不規(guī)則形狀的雨水花園的調(diào)蓄容積的計(jì)算方法為：調(diào)蓄容積=面積×有效深度×0.6，計(jì)算的方案二采取的海綿城市技術(shù)設(shè)施的調(diào)蓄容積為69.25m3，大于目標(biāo)調(diào)蓄量60.97m3，滿足徑流總量控制率指標(biāo)要求。

此外，徑流污染控制是海綿城市雨水系統(tǒng)的控制目標(biāo)之一，我們一般采用SS作為徑流污染控制指標(biāo)，在此還應(yīng)計(jì)算符合本方案的面源污染(ss)削減率能否滿足要求。本方案中透水鋪裝、綠色屋頂、雨水花園的措施處理徑流量分別為13.16m3、15.42m3、69.00m3，合計(jì)97.58m3，對(duì)應(yīng)的措施處理徑流量占比分別為0.13、0.16、0.71，合計(jì)為1.00，對(duì)應(yīng)的措施SS去除指標(biāo)分別為0.80、0.75、0.80，計(jì)算的措施平均SS去除率為0.79、年徑流總量控制率為0.75、年SS總量去除率為0.60，得方案二的面源污染(ss)削減率為60%>45%，滿足設(shè)計(jì)要求。

此外，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，方案一的總造價(jià)約為90萬(wàn)，方案二的總造價(jià)約為76萬(wàn)，方案二比方案一更經(jīng)濟(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，方案二采取多項(xiàng)海綿城市技術(shù)相結(jié)合的地上設(shè)施來(lái)滿足控制率要求，相比較方案一的地下設(shè)施而言，遵循了因地制宜、先地上后地下的綠色優(yōu)先原則，取得良好的景觀、生態(tài)效果，在節(jié)約建設(shè)和運(yùn)行成本的同時(shí)，排除了許多安全隱患，為學(xué)生提供了一個(gè)非常好的學(xué)習(xí)環(huán)境，同時(shí)也為小學(xué)所在的片區(qū)周邊環(huán)境品質(zhì)的提升創(chuàng)造了很多無(wú)形價(jià)值。