建筑小區(qū)海綿城市專項設(shè)計研究

肖秀麗（北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100005）

隨著國家政策的密集出臺與示范城市的相繼推動，海綿城市理念正在得到全面、有效落實。其中“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針包含了海綿城市設(shè)計的主要工程技術(shù)，建筑小區(qū)的海綿設(shè)計應(yīng)從場地設(shè)計、小區(qū)道路、小區(qū)綠地等幾個方面來考慮。海綿城市在建筑小區(qū)類型項目中進(jìn)行推廣應(yīng)用，取得了不少成效，但是在設(shè)計配合過程中發(fā)現(xiàn)對某些觀點、做法認(rèn)識有誤區(qū)或者理解不清，海綿城市專項設(shè)計需要各專業(yè)的配合和協(xié)調(diào)，希望通過梳理這些問題，加強(qiáng)各專業(yè)對海綿城市的理解和認(rèn)識，全面貫徹落實海綿城市理念。

1 海綿城市概念

海綿城市建設(shè)多年，但是仍然存在一些對海綿城市概念理念理解不到位的情況，比如一些錯誤的認(rèn)識“海綿城市無用論”和“海綿城市萬能論”等等，所以正確的理解海綿城市，有助于我們理解為什么要建海綿，并堅定不移的推進(jìn)海綿城市建設(shè)。

海綿城市是指通過加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。其本質(zhì)是從末端治理走向源頭減排、綠色設(shè)施優(yōu)先，控制雨水徑流，盡可能降低城市開發(fā)建設(shè)對匯流過程的影響，使其盡可能接近開發(fā)前的水文狀態(tài)。海綿城市不是萬能的，海綿城市有利于緩解城市內(nèi)澇，但是不能徹底解決城市內(nèi)澇，海綿城市有利于控制雨水徑流污染，有助于緩解部分地區(qū)的水資源緊張問題。

海綿城市建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)可以通過對雨水的滲透、儲存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸與截污凈化等功能，有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染；城市雨水管渠系統(tǒng)即傳統(tǒng)排水系統(tǒng)，應(yīng)與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)共同組織徑流雨水的收集、轉(zhuǎn)輸與排放。超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)，用來應(yīng)對超過雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的雨水徑流，一般通過綜合選擇自然水體、多功能調(diào)蓄水體、行洪通道、調(diào)蓄池、深層隧道等自然途徑或人工設(shè)施構(gòu)建。以上三個系統(tǒng)并不是孤立的，也沒有嚴(yán)格的界限，三者相互補(bǔ)充、相互依存，是海綿城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)元素。

2 海綿城市專項設(shè)計與景觀設(shè)計的區(qū)別

兩個專業(yè)都會涉及綠色設(shè)施的設(shè)計，但是側(cè)重點不同，海綿城市專項設(shè)計要考慮在源頭控制雨水徑流，因地制宜采用雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝等措施，實現(xiàn)對雨水徑流總量的削減和峰值流量的削減，以盡可能減少城市開發(fā)建設(shè)對水文過程的影響，而景觀主要是考慮整體美化效果。判斷一個項目是海綿工程還是景觀工程，應(yīng)注意項目設(shè)計之初，是否考慮對本地區(qū)降雨所產(chǎn)生的雨水徑流進(jìn)行消納和控制。在項目實施時，要避免海綿城市為景觀效果讓步的情況，避免打著提高景觀效果，提高項目檔次，把透水鋪裝改為石材鋪裝，把下沉式綠地做成普通綠地等情況。

海綿城市專項設(shè)計應(yīng)細(xì)分匯水分區(qū)，根據(jù)各匯水分區(qū)需要控制的徑流總量和雨水徑流路徑，落實在什么地方設(shè)置海綿設(shè)施，設(shè)置多大，各個 LID 設(shè)施的設(shè)置需保證所承擔(dān)匯水分區(qū)雨水有效匯入。景觀專業(yè)需對整體景觀效果進(jìn)行把控，并對海綿設(shè)施形態(tài)優(yōu)化調(diào)整，并進(jìn)行植物配置，優(yōu)先選擇本地植物。

從海綿城市本質(zhì)不難看出，海綿城市專項設(shè)計離不開景觀設(shè)計，離不開綠色設(shè)施，海綿城市專項設(shè)計包含排水專業(yè)，更涉及景觀專業(yè)，當(dāng)然，還涉及建筑、結(jié)構(gòu)等多個專業(yè)，要確保既能實現(xiàn)排水設(shè)計目標(biāo)，又要美觀好看，必須互相融合才能做出高質(zhì)量的海綿設(shè)計方案，使海綿城市建設(shè)綜合效益最大化。

3 海綿城市專項設(shè)計指標(biāo)

海綿城市項目建設(shè)要合理選擇指標(biāo)，并且與國家和省市相關(guān)文件要求相銜接。建設(shè)項目的低影響開發(fā)指標(biāo)應(yīng)按該區(qū)域海綿城市專項規(guī)劃執(zhí)行。海綿城市規(guī)劃編制體系包括總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃。總規(guī)層面將指標(biāo)分解到排水分區(qū)；控規(guī)層面在排水分區(qū)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，將指標(biāo)分解到地塊，優(yōu)化落實海綿設(shè)施。

海綿城市控制指標(biāo)一般分為顯性控制項和隱形控制項，顯性控制項主要有綠化屋頂率、透水鋪裝率、下沉式綠地率等，這些指標(biāo)在復(fù)核時根據(jù)景觀數(shù)據(jù)計算即可得到；還有一些隱形控制項，比如年徑流總量控制率、年徑流污染控制率、雨水資源化利用率等，這些指標(biāo)屬于主控指標(biāo)，需要根據(jù)項目方案、降雨量等進(jìn)行較為詳細(xì)的計算分析才能得到。

4 專項設(shè)計中存在的具體問題

4.1 透水鋪裝不計調(diào)蓄容積

低影響開發(fā)設(shè)施以徑流總量和徑流污染為控制目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)施具有的調(diào)蓄容積一般應(yīng)滿足“單位面積控制容積”的指標(biāo)要求。設(shè)計調(diào)蓄容積一般采用容積法進(jìn)行計算。透水鋪裝作為常用的海綿設(shè)施，它的容積是否計入總調(diào)蓄容積呢。根據(jù)相關(guān)規(guī)范說明，透水鋪裝僅對綜合雨量徑流系數(shù)的減小有貢獻(xiàn)，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙容積不再計入總的調(diào)蓄容積。

透水鋪裝是以原位下滲為主、頂部無蓄水空間的滲透設(shè)施，其基層及墊層空隙雖有一定的蓄水空間，但其蓄水能力受面層或基層滲透性能的影響很大，因此透水鋪裝可通過參與綜合雨量徑流系數(shù)計算的方式確定其規(guī)模，其容積不再計入雨水凈流污染控制容積。類似的海綿設(shè)施有：透水鋪裝、綠色屋頂?shù)?。透水鋪裝雖不計入總的調(diào)蓄容積，但是它對滯蓄雨水、削減峰值流量，對徑流面源污染的截留、地下水位的補(bǔ)給，尤其是小雨天出門不濕鞋等都有較明顯的作用，應(yīng)大力推廣。

4.2 透水鋪裝的應(yīng)用

透水鋪裝設(shè)置：規(guī)范中要求，在公共停車場、人行道、步行街、自行車道和休閑廣場、室外庭院設(shè)置透水鋪裝，且對透水鋪裝率有一定的要求，透水鋪裝設(shè)置在這些場地，主要是解決中小降雨，雨季出行濕鞋的問題，對于機(jī)動車道目前沒有透水鋪裝的要求，可根據(jù)項目需求自行設(shè)置，有些項目因考慮到安全因素以及鋪裝耐久性，場地內(nèi)消防車道常設(shè)置為不透水路面。

透水鋪裝樣式：透水磚路面一般用于居住區(qū)、公園的道路步行道，透水水泥混凝土路面用于小區(qū)道路、非機(jī)動車道等，透水瀝青混凝土路面用于快速路或高速公路，嵌草磚一般適用于低流量交通區(qū)域，如宅區(qū)間小路、停車場、高爾夫手推車車道、建筑與小區(qū)人行道等。

另外大家比較關(guān)心的一點，消防車道是否可以設(shè)計成透水鋪裝，答案是可以。根據(jù)消防車道的使用特點，使用頻次低，車輛荷載大的情況，消防車道需選用強(qiáng)度大的透水混凝土，保障其穩(wěn)定性和耐久性。透水混凝土的強(qiáng)度取決于骨料自身的強(qiáng)度及粒徑大小，此外膠凝物質(zhì)（如瀝青和水泥等）的粘結(jié)能力也會對強(qiáng)度造成影響。在具體工程應(yīng)依據(jù)實際情況選擇不同強(qiáng)度的骨料種類和粒徑，提高膠凝材料的性能。對于強(qiáng)度要求特別高的路段可選擇半透水模式，即面層使用透水混凝土而基層半透水鋪裝結(jié)構(gòu)。

4.3 下沉式綠地的設(shè)置

下沉式綠地具有較低的投入費用和維護(hù)費用，是最常用的海綿設(shè)施之一，也最容易產(chǎn)生問題，在項目設(shè)計時，很多情況下需要跟景觀專業(yè)，跟業(yè)主解釋什么是下沉式綠地。海綿設(shè)施中的下沉式綠地，并非簡單的下凹綠地。這就是為什么很多項目設(shè)置了下沉式綠地，但是起不到削減雨水，消納雨水的作用，效果大打折扣。

首先是深度要求，下沉式綠地下沉深度宜為 100～200 mm，溢流口的高度為 50 mm。下沉式綠地的調(diào)蓄空間與其下沉深度有關(guān)，一般取平均下沉深度乘以其面積，即為其調(diào)蓄容積。如下圖所示，下沉式綠地的下沉深度為 0.15 m（-0.15～0 m），有效水深 0.1 m（-0.15～-0.05 m），計算調(diào)蓄容積時，應(yīng)采用有效水深。下沉式綠地中標(biāo)高應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工，保證下沉綠地的調(diào)蓄空間。

圖1 下沉式綠地典型結(jié)構(gòu)示意圖

另外，下沉式綠地并不是普通綠地做下沉就可以，對其中的綠地滲透系數(shù)是有要求的，如果綠地滲透系數(shù)不滿足滲透要求時，應(yīng)對其進(jìn)行改良或采取其他措施增加滲透性能。例如，廈門海綿城市項目對種植土的要求，應(yīng)用于LID 設(shè)施中的土壤盡量以原始土壤為主，有機(jī)質(zhì)≥2.5%；密度≤1.20 g/cm3；滲透能力＞1.3 cm/h 等。不能滿足要求的，需進(jìn)行換填。一般采用 85% 的洗過的粗砂，10% 左右的細(xì)沙，有機(jī)物的含量 5%，滲透能力≥2.5 cm/h。不同地區(qū)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匾蠡蝽椖繉嶋H情況調(diào)整。

4.4 地下建筑頂板覆土厚度對透水鋪裝和下沉綠地的影響

建筑小區(qū)類建設(shè)項目用地都非常緊張，而且地下建筑及下沉廣場日益增多，在地下建筑頂板上設(shè)置透水鋪裝和下沉式綠地也是普遍做法，但是有些地下建筑的覆土厚度很小。根據(jù)中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所的試驗研究報告，質(zhì)地為粉質(zhì)壤土的黃錦土，在試驗雨強(qiáng)（0.77～1.48 mm/min）條件下，60 min 歷時降雨入滲深度在 200 mm 左右，90 min歷時降雨入滲深度在 250～300 mm。這意味著，對于 300 mm厚的地下室覆土層，某時刻的降雨需要 90 min 后才能進(jìn)入土壤下面的滲排系統(tǒng)，明顯會延遲雨水徑流高峰的時間，同時，土壤層也會存留一部分雨水，使?jié)B排引流的雨水流量小于降雨流量，由此實現(xiàn)控制雨水的目的。

考慮到透水鋪裝的結(jié)構(gòu)層做法，工程上普遍要求地下建筑頂板覆土層厚度≥0.6 m，可設(shè)置下沉式綠化和透水鋪裝，并應(yīng)設(shè)置排水層考慮頂板疏排水問題。

4.5 末端雨水調(diào)蓄池容積的計算

各地都有按硬化面積配置雨水調(diào)蓄設(shè)施的要求，以北京為例，新建工程硬化面積達(dá) 2 000 m2及以上的項目，應(yīng)配建雨水調(diào)蓄設(shè)施，配建標(biāo)準(zhǔn)為：每千平方米硬化面積配建調(diào)蓄容積≥30 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施。很多設(shè)計師簡單認(rèn)為，這里的雨水調(diào)蓄設(shè)施就是雨水調(diào)蓄池，這是不對的。雨水調(diào)蓄設(shè)施包括：雨水調(diào)蓄池、具有調(diào)蓄空間的景觀水體、降雨前能及時排空的雨水收集池、洼地及入滲設(shè)施，但不包括僅低于周邊地坪 50 mm 的下沉式綠地。也就是說，雨水調(diào)蓄容積包含源頭的綠色海綿設(shè)施以及末端的調(diào)蓄池容積兩部分，通過源頭有效設(shè)置海綿設(shè)施，可減小末端調(diào)蓄池容積，減少末端投資費用。

一般調(diào)蓄池容積的計算，按年徑流總量控制率、硬化面積配置要求和雨水回用要求，三種方式進(jìn)行計算，最后取大值即可。

另外需注意硬化面積的計算方法：居住區(qū)項目，硬化面積指屋頂硬化面積，按屋頂（不包括實現(xiàn)綠化的屋頂）的投影面積計算。非居住區(qū)項目，硬化面積包括建設(shè)用地范圍內(nèi)的屋頂、道路、廣場、庭院等部分的硬化面積，具體計算辦法為“硬化面積=建設(shè)用地面積-綠地面積（包括實現(xiàn)綠化的屋頂）-透水鋪裝用地面積”。

5 結(jié) 語

在城市建設(shè)中應(yīng)注重建筑小區(qū)項目的海綿城市專項設(shè)計應(yīng)用，進(jìn)一步加深各專業(yè)對海綿城市的認(rèn)識和理解，有助于海綿城市與各專業(yè)方案相融合，呈現(xiàn)最佳設(shè)計效果，從而打造最適合建筑小區(qū)的海綿城市建設(shè)模式。