海綿城市理念在超高層辦公地塊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

摘 要：將海綿城市理論應(yīng)用于超高層辦公地塊設(shè)計(jì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于此，結(jié)合深圳前海某超高層辦公地塊，提出了其在現(xiàn)代城市建設(shè)的超高層辦公地塊具體應(yīng)用途徑，并對(duì)海綿城市理論的實(shí)踐應(yīng)用中存在的問(wèn)題做了分析和思考，以期為該專業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：海綿城市；超高層辦公地塊；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TU992" " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " 文章編號(hào)：2096-6903（2024）10-0119-03

0 引言

隨著全球氣溫的上升，極端天氣事件如暴雨、干旱、洪水、熱浪等的頻率和強(qiáng)度在不斷增加，給人類社會(huì)和自然環(huán)境帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，各地以海綿城市建設(shè)試點(diǎn)為契機(jī)，打造宜居、綠色、韌性、智慧城市，經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，海綿城市已經(jīng)成為重要的城市發(fā)展理念。海綿城市作為一個(gè)新型的城市規(guī)劃、建設(shè)理念，強(qiáng)調(diào)城市應(yīng)像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，即在下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，并在需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。超高層建筑地塊作為城市發(fā)展的重要組成部分，其對(duì)于水資源的高效利用和環(huán)境的友好性有著更高的要求。

基于此，探討海綿城市設(shè)計(jì)理念在深圳前海某超高層辦公地塊中的實(shí)踐應(yīng)用，特別是如何在該區(qū)域的具體環(huán)境和氣候條件下，融合園林景觀與現(xiàn)代生態(tài)技術(shù)，打造具有可持續(xù)發(fā)展特性的辦公景觀。

1 海綿城市理念的內(nèi)涵

城市現(xiàn)代化建設(shè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，依托現(xiàn)有科技手段和高性能新型材料，在原有土地上“植入”大量玻璃“盒子”，混凝土結(jié)構(gòu)等建筑體塊，它們都有“硬質(zhì)”建筑屋頂，憎水的外墻立面，在加上場(chǎng)地內(nèi)瀝青路面、硬化廣場(chǎng)等，代替了原來(lái)的樹(shù)木，花草等植被，使得雨水落地后不易深入土壤內(nèi)，海綿城市理念就是“撥開(kāi)”或改造地表堅(jiān)硬的外殼，使雨水在降雨過(guò)程中能更多的滲透到土壤，涵蓄到植被或滯留在胡泊等，變成人類可直接或間接利用的淡水資源。海綿城市中提倡的調(diào)蓄設(shè)施，還能對(duì)雨水進(jìn)行不同程度的凈化，回用于城市綠地澆灌，汽車沖洗等。在城市開(kāi)發(fā)建設(shè)中，使城市水生態(tài)系統(tǒng)盡量恢復(fù)至城市未建設(shè)時(shí)的水生態(tài)系統(tǒng)，減少雨水排放量，并提高水資源利用率。

2 工程所在區(qū)域的環(huán)境條件分析

2.1 工程所在區(qū)域的位置和項(xiàng)目概況

深圳圳前海某超高層辦公建筑地塊位于深圳市大灣區(qū)桂灣片區(qū)三單元 03-05-02 地塊，用地東側(cè)緊鄰城市公園，北至創(chuàng)新三街，南至創(chuàng)新七街，西臨11號(hào)公路。

2.2 工程所在區(qū)域的氣候現(xiàn)狀

深圳市位于廣東省中南沿海地區(qū)，項(xiàng)目所屬地塊位于深圳-南山區(qū)-前海，濱臨南海，海岸線長(zhǎng)55.8 km，屬亞熱帶海洋性氣候，四季溫暖濕潤(rùn)，雨水充沛，日照充足。每年5～9月為雨季，一年中兩次多雨期，一為五六月份的鋒面雨，全年平均降水量1 948 mm，平均降水天數(shù)150天。

2.3 工程所在區(qū)域的水資源狀況

深圳作為全國(guó)淡水資源相對(duì)豐沛的城市，淡水水資源主要來(lái)源于天然降水。在2022年，深圳市的降水量為2 072.87 mm，水資源總量為29.11億m3，其中地下水資源量為6.22億m3。

2.4 工程所在地的政策導(dǎo)向要求

《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》中明確提出，要建設(shè)海綿城市，通過(guò)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(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。深圳市是2016年中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市。

2.5 工程所在地的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀

前海作為深圳的重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和對(duì)外開(kāi)放窗口，在吸引外資、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易等方面發(fā)揮著重要作用。數(shù)據(jù)顯示，前海實(shí)際使用外資在全市和全省都占據(jù)了相當(dāng)大的比例。工程所在地的“桂灣片區(qū)”屬于前海三大片區(qū)之一的商務(wù)中心片區(qū)，資金力量雄厚。

3 海綿城市設(shè)計(jì)理念下超高層辦公地塊的制約因素

本超高層辦公建筑項(xiàng)目位于前海規(guī)劃新區(qū)的中心地段，是特區(qū)中的特區(qū)，地段優(yōu)越，公共交通方便，道路交通網(wǎng)格密集，周邊配套設(shè)施完善，這也就意味著超高層辦公地塊地塊一般都在城市“過(guò)度開(kāi)發(fā)區(qū)”。

城市中心地段，在經(jīng)濟(jì)屬性上屬于黃金地段，地塊面積一般規(guī)模不大，但該區(qū)域建筑密度較大。地塊開(kāi)發(fā)者本著“物盡其用”原則，通常采用高容積率和高覆蓋率，預(yù)留給綠化的面積都很緊張，地下建筑也最大化開(kāi)發(fā)。本項(xiàng)目總用地面積7 353 m2，總建筑面積66 581 m2，建筑占地面積3 029 m2，地上容積率8.05，建筑覆蓋率49.40%，綠化覆蓋率30.04%。場(chǎng)地內(nèi)消防車道，人行廣場(chǎng)都大面積硬化鋪裝。

4 海綿城市設(shè)計(jì)理念下超高層辦公地塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

項(xiàng)目周邊市政南水管網(wǎng)已經(jīng)建好，根據(jù)項(xiàng)目標(biāo)高情況，設(shè)計(jì)1個(gè)排水口與市政管網(wǎng)相連接，劃分2個(gè)匯水分區(qū)；項(xiàng)目周邊無(wú)內(nèi)澇點(diǎn)。

以生態(tài)為核心，針對(duì)場(chǎng)地條件及布局特點(diǎn)，提出相應(yīng)的低影響開(kāi)發(fā)（UD）措施，滿足海綿城市的建設(shè)要求，建成海綿城市設(shè)計(jì)的典范。根據(jù)《深圳市海綿城市規(guī)劃要點(diǎn)和審查細(xì)則》、《龍崗區(qū)海綿城市建設(shè)指引及試點(diǎn)實(shí)施規(guī)劃》（2017年4月）及項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)批復(fù)表要求，確定本項(xiàng)目年徑流總量控制率為65%，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為26.2 mm。

4.1 屋頂綠化設(shè)計(jì)

項(xiàng)目結(jié)合建筑設(shè)計(jì)，在項(xiàng)目建筑不同樓層的屋面設(shè)置不同面積大小的屋項(xiàng)綠化。

綠色屋頂宜包括防滲層、保護(hù)層、排水層、透水土工布層、種植土壤層、種植物層。屋面坡度宜大于2%，小于15%。綠色屋頂?shù)目傌?fù)荷宜為60～150 kg/m2。綠色屋頂防滲層采用玻璃纖維、PVC、EPDM等防滲材料。當(dāng)植物根系可能刺穿防滲層時(shí)，應(yīng)設(shè)置保護(hù)層。

綠色屋頂排水層可按下列要求設(shè)置：①排水層可采用成品輸水板、礫石、陶?；蚱渌麧M足要求材料。②滿足承重要求。③排水層厚度大于30 mm。④最大排水能力大于4 L/m·s。

綠色屋頂土工布應(yīng)采用非編織土工布，并應(yīng)浦足下列要求：①穿透強(qiáng)度大于10 kg。②滲透系數(shù)大于0.0001 m/s。③種植土壤超過(guò)土工布的比例不超過(guò)7%。

綠色屋頂土壤應(yīng)符合下列要求：①土壤層的厚度應(yīng)按照植物要求確定。②田間持水點(diǎn)時(shí)濕度大于10%。③黏土含量小于1%。④最大孔繁率大于25%。⑤滲透系數(shù)大于0.00001m/s，小于0.0001 m/s。⑥pH宜為5.5～7.9。

綠色屋頂宜選擇耐早耐淹的草皮、地衣、草本植物等。

4.2 雨水花園設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目雨水花園蓄滯建筑屋頂及周邊道路的雨水，下沉深度為0.25 m，有效蓄水深度0.2 m。雨水花園內(nèi)種植土壤需由砂、堆肥和壤質(zhì)土混合面成。其主要成分中砂子含量為60%～85%，有機(jī)成分含量為5%～10%，粘土含量不超過(guò)5%（滲透系數(shù)不小于1×10-5 m/s），種植土厚度根據(jù)植物類型而定。為了防止土壤等穎粒物進(jìn)入礫石層，在中粗砂層和礫石層之間鋪一層過(guò)濾土工布。由于部分雨水花園與建筑、構(gòu)筑物較近，為了防止?jié)B透不影響周邊建筑安全，離建筑小于3 m時(shí)，在碎石層與土壤之間鋪一層防滲土工布。其他溝底采用過(guò)濾土工布。雨水花園的種植植物應(yīng)選用耐澇、耐旱、凈化能力強(qiáng)的植物，提高綠地的生態(tài)功能。

4.3 透水鋪裝設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目人行道和消防道路采用縫隙式透水鋪裝、基層采用透水混凝土：設(shè)計(jì)應(yīng)滿足當(dāng)?shù)?年一遇的暴雨強(qiáng)度下持續(xù)降雨時(shí)月60 min，表面不應(yīng)產(chǎn)生徑流的透（排）水要求。合理使用年限宜為8～10年。

透水鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)符合《透水磚路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T188）、《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》（CJ/T190）和《透水水泥漫凝土路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T135）的規(guī)定。

透水混凝土水泥應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》CB175的要求。透水水泥混凝士的性能應(yīng)符合要求。

4.4 雨水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

收集項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)下墊面雨水處理后可周于該區(qū)內(nèi)車輛沖洗和綠化、道路澆酒用水、地庫(kù)沖洗用水等，本次設(shè)計(jì)1雨水收集池，容積為100 m3，在水池前端設(shè)置初雨分流井，經(jīng)棄流后雨水進(jìn)入雨水收集水池，后經(jīng)全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器過(guò)濾和紫外線消毒器在線殺菌后送入小區(qū)綠化系統(tǒng)和道路沖洗系統(tǒng)，棄流雨水排入下水管道。雨水綜合利用工藝流程如圖1所示。

4.5 維護(hù)和管理

超高層辦公地塊場(chǎng)地的海綿城市設(shè)計(jì)需要注重維護(hù)和管理。在使用過(guò)程中，需要定期檢查排水系統(tǒng)、雨水收集和利用系統(tǒng)等設(shè)施的運(yùn)行情況，及時(shí)清理垃圾和雜物，確保設(shè)施的正常運(yùn)行。

5 海綿城市設(shè)計(jì)理念下超高層辦公地塊設(shè)計(jì)問(wèn)題思考

海綿城市理念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題就是解決“水”的問(wèn)題。城市未開(kāi)發(fā)狀態(tài)下，水在區(qū)域內(nèi)是能夠形成循環(huán)模式。城市過(guò)度開(kāi)發(fā)下，循環(huán)的關(guān)鍵路由被呈現(xiàn)打斷狀態(tài)， 長(zhǎng)時(shí)間如此地下水位得不到有效滲透補(bǔ)充，會(huì)導(dǎo)致地下水位嚴(yán)重下降。海綿城市理念下，城市開(kāi)發(fā)也要通過(guò)規(guī)劃，技術(shù)手段最大程度恢復(fù)水的原生循環(huán)模式。

為了水資源的高效利用和合理配置，誕生過(guò)許多偉大的工程奇跡[2]。從某種程度上說(shuō)，海綿城市就是在城市范圍內(nèi)做更系統(tǒng)復(fù)雜的“水利工程”，海綿城市建設(shè)提倡城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中采用源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等多種手段，通過(guò)滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，提高對(duì)徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復(fù)城市的“海綿”功能。

作為維持社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的生產(chǎn)要素，水資源具有鮮明的經(jīng)濟(jì)屬性。由于各流域位于全國(guó)各行政區(qū)域內(nèi)，水資源又具有其政治屬性。在城市大海綿規(guī)劃設(shè)計(jì)階段要充分考慮“水”資源的多重屬性，統(tǒng)一協(xié)調(diào)綜合解決。在城市規(guī)劃初期，應(yīng)考慮超高層地塊的分配問(wèn)題，避免城市過(guò)度開(kāi)發(fā)區(qū)過(guò)度集中，或者將水資源充沛的位置劃分給城市地標(biāo)的超高層建筑地塊使用。

超高層建筑地塊內(nèi)的高密度建筑，高覆蓋率道路場(chǎng)地硬化，高強(qiáng)度的地下建筑開(kāi)發(fā)，使海綿城市設(shè)計(jì)的源頭消減理念很難實(shí)施，可采取的技術(shù)手段的滲、滯環(huán)節(jié)在地面綠地環(huán)節(jié)大大折扣，所以在超高層設(shè)計(jì)方案初期應(yīng)把此項(xiàng)因素充分考慮，在建筑屋頂上預(yù)留更多的綠化空間。地下室要減量開(kāi)發(fā)，預(yù)留更多的實(shí)土面積，地面景觀設(shè)計(jì)中要充分考慮到雨水下滲的需求，選擇沉式綠地、雨水花園、植草溝等措施，增加綠地雨水滲透能力，道路和廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中，采用透水鋪裝，減少雨水徑流。

6 結(jié)束語(yǔ)

超高層辦公地塊場(chǎng)地的海綿城市設(shè)計(jì)需要充分考慮超高層辦公地塊地塊的特點(diǎn)，合理規(guī)劃排水系統(tǒng)，優(yōu)化雨水收集和利用系統(tǒng)，選擇合適的材料和植物，并注重維護(hù)和管理。這些措施可以提高場(chǎng)地的排水能力、雨水利用率和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，為城市的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》（試行）.2014.10.

[2]" 張翼飛，山冰沁，隋鈺澤.全球跨境水事件與解決方案研究[M].上海：格致出版社，2020.