分析海绵城市在建筑设计中的利用

严晨晖

广西大学设计研究院

1 引言

如今，水生态环境污染与水资源过度浪费问题进一步凸显。在全面倡导可持续发展理念的大环境背景下，海绵城市理念应运而生。海绵城市理念的根本目的是优化水资源调配，增大水资源利用率。为此，全面探究海绵城市理念在建筑规划设计中的应用具有积极意义。

2 海绵城市的基本概念

海绵城市是指城市在应对气候环境突变与自然环境恶变时，呈现出良好的弹性效能。由此，海绵城市也被称之为水弹性城市。海绵城市理念注重持续强降雨天气状况下，城市的吸水、蓄水、净水与渗水等基本功能。建筑作为现代化城市的重要组成部分，促进海绵城市理念与建筑规划设计的整合，对于推动城市的良好发展具有重要意义。基于海绵城市理念的建筑规划设计，通过铺筑渗水砖、建造绿化屋顶、设计雨水收集系统，可在保证建筑设计合理性的基础上，增大水资源利用率，有效缓解淡水资源供应匮乏的问题。

3 海绵城市在建筑设计中的规划方法

3.1 总体规划

在全面推广海绵城市理念的大环境背景下，总体规划应注重雨水导排系统的设计研究。在持续强降雨天气状况下，雨水导排系统可以快速分流采集雨水。在实际设计中，设计人员要充分考虑区域的地理环境、地下水文环境与生态资源环境。同时，根据建筑场区的基本概况，调整雨水导排系统配置位置。需要格外强调的是，在总体规划中，设计人员要综合考量城市建设的客观需求，优化城市内部空间布局，加强建筑设计的可操作性。

3.2 专题规划

专题规划的核心内涵是，将整体规划内容划分为不同类别，之后对各类别主体内容进行针对性规划设计。在实际规划过程中，设计人员需从如下几方面着手：第一，城市水系统规划。按照城市水系统应用目的差异，可将其划分为供水系统、排水系统、储水系统、净水系统与节水系统等类别。其中，储水系统、净水系统与节水系统是提升水资源利用率的关键。第二，城市交通系统规划。城市交通系统不单单是指城市道路规划布局，还包括绿化带位置、非机动车道位置与人行道位置。在规划过程中，设计人员要改善绿化带的排水属性，发挥绿化带的排水引流作用。第三，城市绿色空间系统规划。城市绿色空间系统主要包括城市公共绿地、城市公共湿地、城市公共林地、城市公共雨水花园。这些绿色空间不仅可以有效改善城市内部空间生态环境，且绿化植被还可起到良好的涵水作用。

3.3 加强详细规划

在专题规划完毕后，设计人员要对各个专题规划内容进行细节规划。在实际设计过程中，设计人员需结合城市规划的基本发展概况，有针对性的对设计细节予以调整，提高细节规划内容的可操作性。尤为关键的是，设计人员还要客观评估设计内容的综合价值，从多角度估算建筑设计的实用价值，以减轻不合理设计造成的负面影响。

4 海绵城市在建筑设计中的应用形式

4.1 新建建筑

（1）采取渗水铺装形式。与非渗水铺装形式相比，渗水铺装的优势特征集中体现在如下几方面：①雨水能够快速渗入地下，提升地下水资源储量指标。②减小地表径流，保障行车安全。③调节地表温度与空气湿度，维系生态系统平衡。另外，渗水铺装形式还具有吸收粉尘，减小噪音的作用。渗水铺装形式多以渗水砖、透水混凝土和其它生态铺装材料为主。渗水砖具有渗水性好、防腐蚀性强、耐久性突出等优势特征。渗水砖多用于铺筑人行道、盲道与路堤围堰。这里以内蒙古呼和浩特的某小区广场为例。渗水砖造型各异，色彩鲜艳，具有极强的修饰作用。另外，透水混凝土具有渗水性强，延展性良好等优势特征。透水混凝土多用于园林、广场、景观道路铺装。且透水混凝土色彩斑斓，可以结合环境主题进行搭配，提高城市美观度。生态铺装是指在铺装面层与铺装面层之间预留一定尺度的过渡区，在过渡区面层种植绿化植被。生态铺装形式要与周围生态环境保持协调性。广西民族大学图书馆的地上生态停车场就是生态铺装形式的典型案例。

（2）改造绿化屋顶。绿化屋顶具有良好的雨水滞留能力和渗透能力，而且还可配合雨水收集系统进行过滤净化。我们都知道，南方梅雨季节的降雨持续时间较长，且降水量较大。绿化屋顶的生态植被可以将雨水渗透和滞留到土壤中，起到涵水作用。同时调节顶端建筑的表层温度与空气湿度。选择绿化植被应遵循如下几方面原则：①选择抗寒性强、耐干旱的低矮灌木和草本植物。②绿化植被对养护管理的标准要求较低。③选择成活率高、生长周期长、修剪频率低的植被品种。④选择抗污染性和吸污性强的植被品种。⑤选择耐积水、抗倒伏的植被品种。⑥选择对土壤条件、光照条件与灌溉条件要求低的浅根植物。

设计种植层：在设计种植层时，严格控制栽培介质的密度。一般情况下，栽培介质的堆积密度不宜大于10kN/m3。设计滤水层：按照滤水层植物的生长习性特征差异，可划分为根系发达和根系弱两类。设计蓄水层：由于绿化植物的品种不同，蓄水层的处理方式也各不相同。当选择灌木或乔木等稍微大型的绿化植物时，可选用轻质多孔粗骨料蓄积。将粗骨料粒径与蓄水层深度分别控制在25mm以上和60mm以上。当选择绿篱、藤本植物等小型植物时，选择粒径在15mm～20mm 之间的陶粒，并将陶粒堆积厚度控制在80mm 左右。设计防水层：在设计防水层时，充分考虑建筑屋顶的防水等级。通常，以SBS防水卷材、有机复合型防水材料等为主。针对附加蓄水池部分，选用等级不低于C25的钢筋混凝土材料。在施工过程中，尽可能一次性浇筑成型。

（3）设计雨水收集系统。按照雨水收集系统的功能特征差异，可将其划分为普通雨水收集系统和自动雨水收集系统两类。自动雨水收集系统是指在屋顶檐沟排水处、地面地漏和明沟排水处等重点部位设置集水口，经过一系列的过滤净化，将雨水存储到水箱中，用于道路清洁、绿地灌溉与车辆清洗等方面。若降水量较大，还可以依靠雨水收集装置进行排水，降低发生城市内涝的概率。普通雨水收集系统是指采用一系列简单的方式进行雨水收集。例如，在建筑物旁边设置蓄水池、渗水井等。相较而言，普通雨水收集系统的投资成本较低。但是需要依靠人工干预进行管理。由于自动雨水收集系统的工程造价较高，且后期维护管理难度较大，相关人员可以结合实际情况，采取部分建筑物实施的方式。尽管普通雨水收集系统的投资成本较低，但会在一定程度上影响整体建筑物氛围。针对建筑物的雨水收集系统规划设计，我们可以参考瑞士政府的做法。瑞士政府将这种政策推行到每家每户，在居民住宅的屋顶设置雨水回收口，使用水管将雨水引入室内的蓄水池。通过对雨水进行沉淀、过滤与净化，输送到各个特定部分。如输送到屋顶处，为屋顶的绿化植物提供灌溉水源；输送到盥洗室，为生活排污提供水资源；输送到室外，用于车辆清洁。

4.2 已建建筑的规划设计

将已建建筑的普通屋顶改造为绿化屋顶，需要注重如下四方面问题：（1）旧建筑的屋顶能否承载绿化屋顶改造所产生的负荷力。根据相关标准规范可知，一般情况下，上人屋顶不允许加建屋顶花园。由此，相关人员需要在保留屋顶原有负荷力布局的基础上进行改造。（2）改造后的屋面特征与防水层材料特质的适宜性。将原结构的防水油毡层改为SBS 防水卷材，一方面改善屋面防水性能，另一方面减轻屋面结构的承载负荷力。（3）有无增设滤层和排蓄水层。选用聚酯无纺纱过滤层或玻璃纤维布过滤层。此类材料体量轻便、渗透性强、耐久性良好。通常情况下，排蓄水层多选用粒径15mm～20mm的陶粒。将陶粒厚度控制在80mm左右，内铺穿孔PVC管，提升土壤层涵水指标。由此，一方面保证水量的饱和度，另一方面避免绿化植物因涵水量过大而发生根系腐烂。

5 结束语

综上所述，海绵城市理念在建筑规划设计中的应用具体体现在铺装渗水砖、改造绿化屋顶和设计雨水收集系统等方面。基于海绵城市理念的建筑规划设计，既可以增大水资源的综合利用率，改善自然生态环境，又可以有效解决城市内部空间的洪涝问题，对于绿色节能型城市的建设具有实际意义，故而在未来的工作中，我们还需要加大对其研究力度。