厦门实验小学翔安校区项目海绵城市设计分析

衣 英

(舜弘集团(厦门)有限公司 福建厦门 361000)

厦门实验小学翔安校区项目海绵城市设计分析

衣 英

(舜弘集团(厦门)有限公司 福建厦门 361000)

厦门市实验小学翔安校区项目，依照“海绵城市”理念，根据《厦门市海绵城市建设技术规范》，采用透水铺装、下凹绿地、植草沟、雨水花园等技术措施，满足规划设计条件中的指标要求，径流总量控制率达到70%。基此，文章主要从“路面铺装、绿化、屋面、雨水少数民族接”等方面进行设计分析和效益分析。

海绵城市；透水铺装；下凹绿地；植草沟；雨水花园

1 工程概况

厦门实验小学翔安校区是厦门翔安区直属重点小学，是厦门翔安投资区内投资最多、规格最高、设备齐全的公立现代化小学。项目规划用地面积3.88hm2， 共有6栋楼， 1号楼～3号楼为教学楼， 4号楼～5号楼为专用教学楼，6号楼为食堂、体操房等，总建筑面积35 997m2，地下建筑面积18 074m2，地块地形呈规则矩形。 项目位于翔安区南部新城片区，石厝路以东，浦边村以西，环境良好，交通便捷，地理位置较优越。

2 海绵城市雨水系统控制目标

海绵城市雨水系统的径流总量控制，一般采用年径流总量控制率作为控制目标。《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》对我国近200个城市1983年～2012年日降雨量统计分析， 分别得到各城市年径流总量控制率及其对应的设计降雨量值关系。基于上述数据分析，将我国大陆地区大致分为5个区，并给出了各区年径流总量控制率Q的最低和最高限值，即Ⅰ区(85%≤Q≤90%)、Ⅱ区(80%≤Q≤85%)、Ⅲ区(75%≤Q≤85%)、Ⅳ区(70%≤Q≤85%)、Ⅴ区(60%≤Q≤85%)，各地应参照此限值，因地制宜的确定本地区径流总量控制目标。厦门地区位于Ⅳ区(70%

表1 厦门市年径流量控制率对应的设计降雨量

3 地区降雨情况

根据中国气象数据网的降雨数据，厦门地区1983年～2010年平均降雨量统计值如表2所示，月最大降水量(6月)为198.8mm，月最小降雨量(12月)为28.0mm。从降雨季节分配来看，厦门降雨季主要集中在3月～9月，秋冬之交，厦门出现雨季迹象，10月～12月是一年中降水最少的月份，如表2所示。

表2 厦门地区逐月降雨统计表

4 项目设计分析

该项目主要通过采用透水铺装、下凹绿地、雨水花园、植草沟等技术措施，实现雨水净化和控制的目的[2]。

4.1 路面铺装分析

(1)场地现状分析

场地内硬质铺装路面主要为广场、消防车道、操场、 篮球场等活动场地。广场主要集中在场地东部，操场等活动场地位于场地西部，如图1所示。

图1 场地路面铺装示意图

(2)技术适应性分析及布局

拟在场地部分硬质铺装区域设置透水铺装以达到降低路面雨水径流的目标。透水铺装按照以下几点原则设置：

①消防车道和回车场对路面的承载力要求较高， 考虑到安全因素以及铺装耐久性， 场地内消防车道均保留常期不透水路面， 不设置透水铺装。

②场地内消防车道产生的雨水径流可通过开口路缘石(道路雨水断接)就近排入周边下凹绿地和雨水花园消纳。

③学校运动场地较多且多为塑胶运动场， 透水塑胶技术目前市场上未成熟且造价高。考虑到学生活动的安全性和方案经济性，拟保留运动场地原有铺裝，不设置透水铺装。

根据以上布置原则，综合考虑雨水污染控制、美观及成本的要求，拟将教学楼间广场、 庭院等普通活动场地设置透水铺装，共计4644.52m2，如图2所示。

4.2 绿化分析

4.2.1 场地现状分析

为营造出安静、优美的校园环境，环绕建筑设置绿化，总计约为7707.96m2，绿地率为20.0%， 绿化主要围绕教学楼周边，分布较为均匀 ，部分绿地位于地下室顶板上，地下室顶板普遍覆土在1m以上， 在防渗处理下基本对海绵城市设施的布置无影响。

4.2.2 技术适应性分析及布局

(1)下凹绿地

图2 海绵设施平面示意图

图3 场地绿化分析图

围绕建筑物周边绿地设置下凹绿地，下凹绿地的设计深度为150mm，并且主要将下凹绿地布置在地下室轮廓线范围之外，屋面雨水经建筑边沟收集后，接入周边下凹绿地下渗、滞留。结合雨洪模拟软件， 根据各子汇流区域产生的径流量，调整每块下凹绿地面积， 同时兼顾其调蓄能力与经济性。根据模拟结果，场地拟设置共计4893.58m2的下凹绿地， 约占总绿地面积的63%，各下凹绿地的设置位置及面积如表3和图3所示。

(2)植草沟

该项目的建筑周边设有一圈建筑边沟，用来承接屋面雨水，现拟用植草沟连接建筑边沟，利用其雨水转输作用，将地表径流初步净化后引入周边生态滞留设施。1号楼～6号楼建筑物周边均有绿地，本方案已在绿地面积较大处设置了下凹绿地，拟在面积较小且形状狭长的绿地处设置植草沟。植草沟设计蓄水深度为150mm，顶宽1m，边坡坡度应小于等于1∶3，植草沟连接下凹绿地、建筑边沟，并最终将雨水引入雨水花园。

表3 下凹绿地控制雨量统计表

(3)雨水花园

结合场地调蓄量需求、美观设计和场地标高等因素， 在部分下凹绿地处结合设计雨水花园，蓄水层深度设计为250mm，该项目采用以控制雨量为目的的雨水花园形式。

雨水花园设置在大面积绿地处，并通过植草沟将周边路面和屋面的雨水均汇入雨水花园，以达到充分利用雨水花园净化、调蓄功能的目的。设置4个雨水花园，如图3所示[3]。

雨水花园R1位于运动场北侧绿地处，接纳运动场和排球场及周边路面雨水。

雨水花园R2设置在场地北部消防车道旁，通过植草沟接纳消防车道路面雨水，并且雨水花园具有可示性，在学校这类特殊环境中，既能起到景观美化的作用，又有教育意义。

雨水花园R3位于4号教学楼东侧，4号楼的屋面雨水通过明渠接入此雨水花园，同时消防车道产生的径流也坡向雨水花园。

雨水花园R4位于篮球场东侧，接纳周边路面径流和篮球场雨水。

雨水花园的设计面积及位置如表4和图3所示 。

表4 雨水花园控制雨量统计表

4.3 屋面分析

该项目共有6栋主要建筑物，1号楼～3号楼为教学楼，4号楼～5号楼专用教学楼，6号楼为食堂。由于场地建筑物周边均设有下凹绿地、雨水花园等生态滞留设施，屋面雨水可通过建筑边沟、植草沟等进入周边生态滞留设施净化、下渗。已设置的生态滞留设施可消纳大部分屋面雨水，因此该项目在已达到海绵城市目标的情况下，不再设置屋顶绿化。

4.4 雨水断接技术分析

(1)场地现状分析

建筑和道路周边的绿地均设置成下凹绿地、雨水花园等生态滞留设施，屋面和路面雨水可利用雨水断接技术就近排入生态设施。

(2)技术适应性分析及布局

雨水断接技术考虑屋面雨水断接和道路雨水断接两个部分。其中，屋面雨水断接可采用高位花坛断接或卵石坑消能。大部分建筑物周边均设置有下凹绿地或植草构，可以将所有落在下凹绿地范围内的雨水立管采用断接的形式接入高位花坛后，再引入下凹绿地渗透排放，或在雨水立管和下凹绿地的连接处设置卵石坑或缓冲沉砂池等消能设施。使屋面雨水经消能后，经植草沟进入周边下凹绿地或雨水花园渗通排放，多余雨水通过绿地中的溢流式雨水口进入雨水管网。在道路雨水断接方面，将下凹绿地周边道路的雨水通过路缘石开槽的形式引入下凹绿地。

4.5 径流流向分析

场地添加海绵城市技术后的径流流向，经改造后场地内部无排水管道，路面径流和屋面径流均可通过径流组织进入生态滞留设施下渗滞蓄，仅保留场地外圈的总排水干管以确保排水安全性[4]。

(1)路面径流→下凹式绿地/雨水花园→溢流式雨水口→市政雨水管网。

(2)屋面径流→建筑边沟→植草沟/明渠→雨水花园→溢流式雨水口→市政雨水管网。

(3)操场→排水沟→下凹式绿地/雨水花园→溢流式雨水口→市政雨水管网。

5 技术总结

根据海绵城市建设“渗、滞、蓄、净、用、排”的要求，该项目采用的海绵城市技术功能如表5所示。

表5 海绵城市设施分类表

根据场地实际情况及海绵城市建设目标，设计海绵城市建设技术方案，并且使设计满足规划设计条件和年径流总量控制率>70%的要求，具体设计总结如表6所示。

表6 场地海绵城市设施总结

6 效益分析

6.1 建设成本估算

根据各种海绵城市技术单位成本和使用量情况， 估算海绵城市设施改造总成本，具体计算结果如表7所示。

表7 海绵城市技术成本估算

6.2 经济效益分析

(1)海绵城市调蓄设施与既有绿地、景观相结合，“净增成本”极低。

(2)海绵城市设施蓄滞、减少雨水径流，有效减少向市政管网排放的雨水量，降低城市排水设施运行压力，从而节约相应的维护费用。按每立方米水的管网通行费用为0.08元/m3的经验数据计算，海绵城市设施措施每留存1m3雨水，即可创造0.08元的经济效益。

(3)减少了排水管道建设的工程量。

(4)由于海绵城市设施系统具有一定的污染去除作用，因而消除污染而减少的社会损失也是其运行收益之一。全球广泛使用的环境投入产出比为1∶3，因海绵城市设施通常不包括污水的处理，故多以1∶1～1.5作为环境治理投入的经济效益标准。若结合相应的排污费作为污染治理投入金额，则可将因消除污染而减少的社会损失计算出来，按排污费为1元m3计算，海绵城市设施项目实现的污染去除效益约为1～1.5元/m3。

7 结语

该项目通过采用透水铺装、下凹绿地、植草沟、雨水花园等技术措施，可满足规划设计条件中的指标要求，且达到径流总量控制率70%的设计目标。

[1] 海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[Z].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[2] GB 50400-2016 建筑与小区雨水利用工程技术规范[S].2016.

[3] GB/T 50596-2010 雨水集蓄利用工程技术规范[S].北京：中国水利水电出版社，2001.

[4] GB50014-2016 室外排水设计规范[S].北京：中国计划出版社，2016.

Xiamen experimental primary school project sponge city design analysis

YIYing

( Shun hong group (Xiamen) Co., Ltd，Xiamen 361000)

Xiamen xiang 'an campus project experiment elementary school, in accordance with the "sponge city" concept, according to the technical specification for the xiamen city construction sponge, the permeable pavement and lower concave greenbelt, CaoGou, technical measures, such as the rain garden planning design conditions index of the requirements of the total runoff control rates as high as 70%. Based on this, the paper mainly analyzes the design analysis and benefit from the aspects of "pavement paving, greening, roof, rain and minority nationality".

Sponge city; Permeable pavement; Concave greenbelt; CaoGou graft; Rain garden

衣英(1978.9- )，女，工程师。

E-mail:137758255@qq.com

2017-06-05

TU990.3

A

1004-6135(2017)09-0105-05