海绵城市理念下的建筑雨水系统设计

文/刘伟华 亚瑞建筑设计有限公司湖南设计院 湖南长沙 410000

1、引言

从一个城市的发展来看，给排水系统在城市的建设之中，有着不可替代的重要作用。然而随着城市化的迅速发展，越来越多的水资源问题不断的出现，例如旱涝灾害、居民用水不足、水资源污染等问题，为了很好的解决这一问题，便需要建设海绵城市，在建设的时候，要注意利用合理的科学技术，结合城市本身的特点来进行规划，加强雨水资源在城市中的再利用。目前，我国应该进行系统更为完善的城市建设，以实现人们居住环境的改善并减少城市中自然灾害的发生概率，同时提高对雨水资源的利用效率，进而确保城市环境的优化和可持续发展，并保障居民正常的生产生活用水。

2、海绵城市的内涵

2.1 海绵城市的概念

所谓海绵城市，就是指在城市的发展和建设中，对城市各部分体系集约化设计，包括道路、建筑、绿化场地和给排水系统等，通过各部分对雨水的吸收利用，可以实现像海绵一样的功能，即对于城市环境的突变和一些自然灾害具有很好的适应和调节能力。我国海绵城市这一名词是在新时期的背景下，为了平衡我国迅速发展的城市化与相对脆弱的城市水系统的矛盾而提出的，其中体现了“渗、蓄、滞、用、排”五位一体，落实 “节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的原则。

2.2 海绵城市的思想内涵

海绵城市这一理念在国外发展较早，其提出的目的是为了解决城市雨水带来的问题。其中包括低影响开发（LID）、最佳管理措施（BMP）、绿色基础设施（GI）等，这些理论被用于解决农村和城市在日常运行中产生的面状污染源等问题，随后又被用于降水的径流量控制和水质环境的可持续发展等方面。在海绵城市的理念中，低影响开发理论是其核心要素，具体表现为通过生态化的以景观建设为主的雨水管理措施，结合软工程技术，以绿色植被自身可以吸水储水的特点控制地表的雨水径流量，因此这种理念可以从根本上控制雨水径流。通常可以通过雨水花园、绿色屋顶、城市下凹绿地等设施进行海绵城市的设计，以实现城市对于雨水的吸收和缓释的作用，从而实现城市水环境的改善。

3、海绵城市建筑雨水系统构成的设计介绍

3.1 雨水收集系统的设计

在雨水收集系统的设计中，要紧密贴合城市的实际进行。一般而言，雨水收集系统包括屋面和地面两部分。其中屋面雨水收集系统是通过屋顶的雨水收集装置对降落在屋顶的雨水进行收集，再使其流入室外的雨水口或雨水收集井中。地面雨水收集系统是在室外的收水井中，通过雨水调蓄系统，将地面流入的雨水收集起来的系统。在基于海绵城市的理念下，需要将收集的雨水先进行净化处理，确保雨水在利用中不会产生危害。此外，还应使雨水流入专门的特定收水井而非城市的排水系统。通过这样的措施，可以实现雨水的无公害重复利用，并且减少了市政水系统处理的压力。在地面雨水收集系统中，可以利用透水材质的路面，如透水地砖或透水混凝土，同时在地下安置雨水收集箱，既可以避免道路的积水发生，又可以实现雨水的重复利用。

3.2 雨水入渗系统的设计

雨水入渗系统是基于绿地的特点设计的。在海绵城市的理念下，绿地的规划是必不可少的。在绿地系统中，建筑周边的绿化带内采用下沉式绿地措施设计，雨水优先进入下凹式绿地，可以实现集水、蓄水的天然功能，从而实现建筑的生态化理念。此外，利用透水材质的路面，也可以实现类似于绿地的功能，从而加强雨水入渗，减少地表的径流，保证城市水循环系统的正常运行。

3.3 雨水调蓄、回用、排放系统的设计

在雨水收集过程中，可能出现雨水量过大，从而导致建筑雨水处理系统的压力过大。为了解决这一问题，需要设计雨水调蓄系统。在雨水过多时，它可以储存雨水，当降雨量减少时，又可以排出雨水，从而实现对雨水的调节。通常利用管道的方式进行雨水的调蓄，管道埋设在地下，可以节约建筑的使用空间。雨水的回用是指将收集到的雨水进行净化处理后再加以利用，从而实现解决居民用水不足的问题。在设计雨水回收系统时，要依据建筑的居民具体用水需求进行设计，同时可以考虑利用雨水进行绿化灌溉、卫生保洁等。

4、案例分析

湖南宜章玉溪新城位于宜章玉溪河上游、老县城西北部。根据该地区的气象统计数据（2008-2013），其多年的年均降水量为1298毫米，为降水丰富、雨水湿润的地区。该建筑小区的汇水设计为由南北两向往中间流、从西到东流的自然汇水状态。针对宜章县玉溪新城小区建设进行海绵城市理念下的建筑雨水系统的设计。

4.1 规划设计内容

设计主要内容是基于海绵城市的理念，对玉溪新城进行雨水系统的生态化设计，即满足水生态、水环境、水资源、水安全的设计标准要求。具体措施是通过小规模、分散化的方式进行雨水的净化、调蓄和回收，以实现海绵城市理念下的建筑雨水系统设计。

4.2 雨水渗透系统

通过雨水渗透系统，可以实现玉溪新城的雨水回收再利用，主要通过绿地和地下水环境的结合，进行雨水的收集。另外在道路和广场中，可以通过铺设透水材料保证雨水的渗透。透水铺装主要有：（1）人行道采用透水效果好的铺装，而车道则采用透水混凝土路面或透水沥青路面。对于道路的坡度设计一般为1.5%。（2）在城市绿地和广场中，采用铺设透水铺装材料的方法，对于透水材料的铺装面积，不应小于总铺装面积的70%。（3）在小区道路和广场的透水地面中，透水材料的铺装面积不能小于90%。

4.3 雨水收集系统

根据玉溪新城的用水需求，将每1000平方普通屋顶的建筑所占的基底面积建设一个20立方米以上的蓄水池，就可储存20毫米（屋顶面积）的雨水。道路每个项目硬铺面积达到2000平方的，需要建设一个40立方米的雨水收集池或景观水景来收集雨水。此外可以根据月调节法，计算雨水收集池的最佳容量，在保证雨水最高利用率的情况下，确定玉溪新城项目在建设中所需的雨水收集池的面积大小。

4.4 雨水净化系统

雨水的天然净化主要通过绿地实现，因此在玉溪新城的绿地设计中，要求其绿地面积不小于15%至25%。此外对于道路的绿化，需要进行植草沟的设计，并使得雨水通过渗透进入雨水花园，以实现对道路雨水的净化。通过雨水下渗、雨水湿地、植草沟、植被缓冲带以及初级雨水渗流设施，可以实现玉溪新城雨水净化的设计目的。

4.5 雨水利用系统

为了实现对雨水的充分利用，需要对小区内部的雨水收集系统进行设计，从而为景观、消防、道路清洁、卫生保洁等提供用水来源。具体而言，可以通过玉溪河水进行公园的灌溉，景观用水和消防用水。在场地内收集的雨水可以用来清洗道路和两侧植被的浇灌。广场的用水通过广场雨水收集池供应广场冲洗、景观和绿化用水等。

4.6 雨水排放系统

通过建筑室外雨水系统管道可以实现雨水的排放，通常将雨水管道沿道路坡向顺坡设置，使雨水通过管网流入玉溪河等自然河流。管道坡度的设计，一般应与道路的坡度保持一致。需要注意的是，对于场地内超标的雨水，应经过净化处理，水质达到国家有关标准的规定，按照《城镇给水排水技术规范》的要求进行排放。

结语：

在城市的规划和建设中，海绵城市的理念对城市建筑的雨水排水系统设计具有重要意义，可以保护和改善城市生态环境，同时实现城市建筑与生态环境的协调发展。通过海绵城市建筑雨水系统的设计，可以更好地利用雨水资源，节约并补充地下水资源，控制地面的雨水径流量，同时改善城市建筑、道路的通畅性，以及城市的气候环境。贯彻落实海绵城市理念对城市建筑雨水系统设计的重要性，有助于改善城市发展的生态环境，提升居民居住品质，推进国家的可持续发展。