“海绵城市”建设理念在建筑设计中的运用

高 继 友

(烟台职业学院， 山东 烟台 264000)

“海绵城市”，意指像海绵一样具有较强吸附水能力的城市。海绵城市建设理念的提出，主要是为了应对环境变化，尤其面临雨水灾害时，使城市建筑具有良好的灾害抵抗性及弹性。海绵城市的建设中，雨水收集系统至关重要，雨水收集系统的优劣决定城市的吸水与储水能力[1]。建设海绵城市，可有效保护原有的水环境以及生态系统，并恢复已受损的水环境及生态系统。 在建筑规划与设计中，应充分考虑建筑区内的的水文条件特点，结合城市的人文环境和自然环境，制定建筑规划设计的原则与策略，使得海绵城市的理念在建筑施工中能得到实现。本次研究中，将针对新建建筑和已建建筑，探讨海绵城市建设理念的应用。

1 新建建筑的设计

1.1 渗水铺装

渗水铺装是海绵城市建筑设计基本内容。与非渗水铺装相比，渗水铺装具有较多优势：减少路面积水；利于行人及车辆出行；加快自然降水渗入地面的速度；有效保持地下水资源的存储数量；对调节地表的温度和湿度以及维持区域内的生态平衡起极好的作用[2]。除此之外，渗水铺装还能减少城市环境中的噪音和粉尘，有效净化环境。

渗水铺装中最常使用的材料是渗水砖及透水混凝土。渗水砖的耐久性及渗水性在所有材料中最为突出，不仅可用于人行路和路侧石的铺装，还可铺装为围路石和盲道石等。渗水砖由于具有色彩多样的特点，也常用于铺装广场(见图1)。

图1 渗水铺装图

生态铺装是指在铺装的混凝土及其他材料之间预留一定空隙，种植植被。这类铺装方式的优点极为明显，融合了植物与建筑物的特点，既发挥了建筑应有的作用，又使城市生态和绿化状况得以优化。生态铺装常用于生态停车场及景观道路(见图2)。

透水混凝土的渗水性较高，主要应用于铺装广场、园林及景观道路。深水混凝土色彩较为丰富，在铺装时可根据环境的功能设计大型图案(见图3)。

1.2 绿化屋顶

绿化屋顶也是海绵城市建筑设计的常规内容，可增强建筑的雨水渗透和滞留能力[3]。在放置雨水收集装置的基础上，设置渗透层以净化雨水。尤其在南方地区的雨季，往往会有阴雨连绵的情况，大量雨水会透过绿化屋顶的植被进入到土壤之中。这时，可以通过绿化屋顶的调节功能，使得雨水渗透或滞留，间接调节作物的正常生长(见图4)。

图2 生态铺装示意图

图3 透水混凝土铺装图

图4 绿化屋顶的构造图

1.3 雨水收集系统

雨水收集系统由自动收集系统和普通收集系统组成。自动收集系统大多建造在地面地漏处、屋顶排水沟沿处、明沟、暗沟或绿地低凹处。这些位置设有集水口，可将系统过滤后的雨水储存至水箱中，用作建筑内的生活用水或用于浇灌绿地。在降水量过大时，自动系统中的收集装置也可自动进行合理规划，控制雨水的排出量，以避免出现城市内涝现象。普通收集系统则是通过在建筑旁边设置蓄水池和渗透井等简单的方式来收集雨水。此方式收集成本较低，但适用范围较小，使用过程中需要人工管理与维护。

1.4 场地内绿化率

在岭南地区，建筑设计对通透性最为讲究，下沉式庭院、下沉式绿色花园以及将首层架空的建筑设计模式在该类地区的建筑设计中较受欢迎。这类建筑能较大程度地保护当地原有的绿色植物及植被。有些地方建造了绿化停车场，这也是增加场地内绿化率的较好方式。在大型建筑聚落群，如学校和小区，人造湖也可以作为增加绿化率的最佳设计。人造湖不仅能起到一定的蓄水作用，还能促进地下水产生回灌，其产生的水汽大量蒸发能稳定建筑群周围的小气候。

2 已建建筑屋顶的改造

与新建建筑相比，将海绵城市建设理念用于已建建筑的改造，难度较大。尤其屋顶的改造是难点，改造时应着重考虑屋顶承载量、防水层、植物类型等因素。

(1) 旧建筑的屋顶承载量。按照海绵城市的建设理念，应该将普通屋顶改造为绿化屋顶，而普通屋顶的结构较为简单，承载量较小；因此，在改造普通屋顶时，也要考虑到其承载量是否达标，依据实际情况对其进行改造。

(2) 绿化屋顶防水层。在进行防水层改造时，应考虑到普通屋顶承载量较小的特点。为了不增加屋顶承载量，最大限度地增强屋面的防水性能，可将原屋顶结构的防水油毡层改造为SBS防水卷材的防水层。

(3) 绿化植物类型。进行绿化改造时，应选用合适的植物类型。绿化屋顶所选种的植物，不仅应具备耐旱的特点，而且其根系应较浅、较弱，不能穿透屋顶防水层。同时，植物还应具备土层薄、屋面承载量小以及抓地牢等特点，如爬山虎、牵牛花等。

3 海绵城市总体规划

将“海绵城市”建设理念应用于建筑设计中，其本质是从不同环节入手，实现逐个完善、循序渐进的海绵城市总体规划[4]。因此，除了城市主要空间内的建筑领域设计，包括绿色生态功能的一类专项规划与设计内容，道路交通与规划设计排水系统，屋顶花园和规划设计等“硬件层面”的规划，还要加强海绵城市总体规划的“柔性机制”建设，具体包括以下3个方面。

(1) 海绵城市总体规划要贯穿城乡建设。现有海绵城市建设方案中，主要以城区空间为主，实施雨水导排、存储、利用等，尚未形成较大空间中生态环境的结合。在提高城市化进程中，贯穿城乡是一个长远发展必然的阶段，要充分利用农村生态的容纳和释放能力。目前，我国四川、昆明、广州、台湾等地，已经着手展开城乡空间的海绵城市总体规划与实施，取得了较好的效果。

(2) 海绵城市总体规划要重视生态引领和民众参与。政府在海绵城市规划建设中占据主导地位，但不是唯一主体，要充分重视生态引领和民众参与的价值。例如，可通过LID体系创建海绵城市实施的系统性、协调性、效率性，激发民众参与的积极性，并通过市场调节的方式获取更多社会资源支持，形成市场、民众、政府等不同层次的分工。

(3) 海绵城市总体规划要突出智慧核心。海绵城市的规划中，要秉承着“智慧城市”的理念，将其视为一个“生命体”，对传统雨水处置模式的有效创新，可以确保城市“旱涝无忧”，并有效地解决城市热岛、雾霾等问题。目前，突出智慧核心的海绵城市规划设计法中，较为热门的“JW生态工法”在北京、上海等城市先后投入；但最大的问题，仍然是城市多部门管理中沟通不畅的问题。