基于海绵城市理念的建筑小区设计方式

2022-01-11刘欣

河南建材 2022年1期

刘欣

山西筑城建筑设计有限公司（030006）

在建筑小区设计中运用海绵城市理念，可以提高建筑小区设计中排水系统的整体质量，完善功能特性，提高安全系数，减少水源过多导致的问题，提高水资源利用率，保障人们的生活质量。

1 海绵城市理念的内涵

海绵城市理念是新时期下进行雨洪管理的重要理念，目的是提升城市水弹性，建立完善的雨水开发和利用系统，对雨水进行及时吸收、净化、存储，降低雨水对城市建筑以及道路的影响。同时，海绵城市理念还可以在城市用水需求增加时，将存储的雨水资源及时释放出来，保证城市内部的良好运行。海绵城市理念的融入，修复了城市水生态环境系统，实现了资源的科学利用，降低了城市受洪涝灾害威胁的可能[1]。海绵城市理念的落实，为城市生态系统完善，人、城市、自然三者关系协调提供了坚实的保障，也为城市内渗、滞、蓄、净、用、排等功能的完善奠定了坚实的基础。

2 海绵城市理念设计的作用

近几年，农村耕地被大量占用，土地上被覆盖上较多透水性差的材料，如钢筋混凝土，导致大雨时路面有过多的积水，无法有效渗透和排放，使得城市出现内涝现象。另外，在道路修建中，材料问题的出现也会使得路面存在坑洼现象，增加积水风险，道路长时间浸泡在积水内，会对交通环境构成严重威胁，加剧内涝及污染力度[2]。

为此，就需要在城市建设中，加大海绵城市理念的融入力度，针对现存问题，给出合理的解决措施和方案，降低雨水堆积带来的威胁，保证城市内部环境质量。此外，据现有资料统计分析可知，城市住宅小区面积占城市总面积的1/3 左右，小区建设及使用会带来较大的水资源消耗。如果单纯依靠市政管网供水，不仅会加剧供水压力，很多水资源还会存在浪费及严重污染问题。如小区内植被浇灌，如果单纯依靠市政供水管网，会增加耗水量，加剧水资源危机。海绵城市理念的应用，则将雨水进行科学存储和净化处理，净化后的水源能够直接应用到植被浇灌，既不会污染环境，也节省了更多水源，对于城市发展有着重要作用。

如此一来，小区像海绵一样有储水、净化水的能力，对雨水进行了净化再利用，美化了小区居民的住宅环境，并帮助城市生态在一定程度上恢复平衡，对城市生态文明建设以及可持续发展起到了很大的作用。

3 海绵城市理念下建筑小区的基本设计思路

海绵城市理念在建筑小区设计中的应用，是对传统建筑小区设计方式进行了革新和优化，在保证建筑小区功能的基础上，提高了绿化种植面积，充分利用小区建筑空间，实现科学规划的目标。海绵城市理念对建筑小区绿化设计要求相对较高，在实际设计中，要做好绿色植被的科学选择及结构布局的合理规划，利用剩余建筑用地打造生态环保空间体系，降低小区内硬化处理面积[3]。

在建筑小区规划中要预留车行道空间，并保证其不出现变更，一方面是为保证建设质量，提高绿化面积，另一方面也是为降低资金投入，减少不必要损耗的产生。人行道设计中，选择的材料应以透水性高的材料为主，并在停车位置设置植草砖，增加透水效果，实现雨水的快速排放。对于道路与绿地连接处，可通过设置植草沟等，来实现雨水的集中处理和排放，保证水源净化效果。净化后的雨水可直接应用到特定区域，减少污染和浪费。在植草沟的雨水口位置需要设置截污装置，以避免污染[4]。同时，绿地雨水口的截污功能能够很好地控制初期的雨水污染或者径流污染。对于绿地及时进行改造，尽量改成下凹型，且要结合建筑小区实际地面为参照。若是小区雨水的储存不能满足小区的需求，还需要设置蓄水池。

4 海绵城市理念在建筑小区时的具体应用

海绵城市建设与城市内部各环节均有着紧密联系，而建筑小区雨水开发则是其中最为基础的工作。开发雨水建设工程需要在景观、道路、排水、建筑等多个角度加以分析，合理规划建设内容，提高建筑小区排水能力，实现雨水资源的净化和循环利用，从而在保证建筑小区整体效果的同时，提高使用价值[5]。

4.1 下沉式绿地

下沉式绿地，狭义的解释为：地域周边铺砌道路100～200 mm 距离的绿地，在绿地内根据实际情况设置雨水溢流口，用于雨水排放。下沉式绿地在目前建筑小区中的应用较为广泛，可对建筑小区空间、道路等进行灵活布置和规划，实现空间的有效利用，提高建筑小区内部雨水处理能力。同时，下沉式绿地的费用成本较低，不会对土地资源构成较大威胁，可以满足目前的建设需求。

4.2 渗透塘

渗透塘是进行雨水渗透与补充的洼地结构，在控制雨水径流及提高雨水净化效果上有显著优势。渗透塘前应设置沉砂池等预处理设施，以去除大颗粒污染物。渗透塘水深不小于0.6 m，塘底部构造一般为200～300 mm 的种植土、透水土工布及300～500 mm 的过滤介质层。在渗透塘内会设置溢流管和放空管，并将其连接到城市雨水管网及雨水径流排放系统内，实现对雨水的快速排出和净化处理。渗透塘的面积要在1 hm2以上，对建筑小区空间要求较高，虽然建设费用不高，但后期维护费用较高。

4.3 渗井

渗井是通过对井底和井壁的科学处理实现雨水下渗的，设计中除井底、井壁会设置渗水管外，在周边区域也会设置一些渗排管，并在渗排管周边铺设砾石，以达到净化效果。在对渗井处理过程中，要求出水管内底部高程大于进水管顶部高程，以保证其性能发挥。渗井设计优势在于灵活性高、占地面积小、费用相对较低，且能够对水质和水量进行严格把控，减少内涝可能。

4.4 蓄水池

蓄水池是进行雨水存储及径流流量控制的关键设施。目前建筑小区设计中常见的蓄水池类型有钢筋混凝土蓄水池、塑料蓄水模块拼装蓄水池、地下封闭蓄水池这三种。蓄水池的设计主要是实现雨水的循环利用，蓄水池处理后的雨水能够应用在植被浇灌、冲洗等环节，但蓄水池后期维护成本较高，需要结合实际情况进行科学选择。

4.5 植草沟

植草沟（如图1 所示）指的是种植绿色植被的地表沟渠，具有收集、排放、输送和净化雨水的功能。植草沟和建筑小区内的单项设施及管渠进行连接，可保证建筑小区内的环境质量，减少雨水侵蚀。植草沟断面宜为倒抛物线形、三角形、梯形，纵坡不应大于4%，最大流速应小于0.8 m/s，沟内植被宜控制在100～200 mm。植草沟适用于广场、道路等不透水面周边，可与雨水管渠联合应用。植草沟建设和维护费用低，易与景观结合，但也易受场地条件制约。

图1 植草沟

4.6 渗渠

渗渠具有较好渗透功能的管道和渠道，一般是以塑料管穿孔及无砂混凝土管渠组合而成。渗渠开孔率在1%～3%，敷设过程中要注意对坡度的科学把控。渗渠在建筑小区、公共绿地等输水量较小的区域有着广泛应用，而对于较大输水量或净流污染严重的区域则无法使用。渗渠建设具有空间占地面积小的优势，但因为建设费用较高，且容易出现拥堵问题，增加了后期维修难度，已经很少应用。

4.7 初期雨水弃流设施

该设施主要是在初期阶段对因冲刷或存在较大污染物质的雨水进行有效处理，降低后续雨水处理难度，保证雨水循环利用率。初期雨水弃流方式有自控弃流、渗透弃流、雨落管弃流和弃流池这几种形式。初期雨水弃流设施是其他雨水开发设施的重要预处理设施，主要用于屋面雨水、径流雨水等集中入口的前端。初期雨水弃流设施占地面积小、建设费用低，可降低后续设施的维护管理费用，但径流污染物弃流量不易控制。

海绵城市理念下建筑小区低影响雨水开发设施的设计及材料选择，需要考虑建筑密度分布、绿化空间及土地资源应用量等内容，根据建筑所在区域的地质水文等特征，按照设定的目标要求，开展规划设计工作，保证系统设施规划的经济性、可靠性、适用性及合理性。在规划设计中，可根据功能及目标要求进行科学处理，保证两者的对应效果。如在缺水地区，要将资源优化作为核心内容，科学规划蓄水系统，实现雨水的集中处理，并将处理后的雨水应用到相应区域内，以减少资源浪费。对于内涝严重地区，需将径流峰值把控作为核心内容，做好雨水调节和存储。对水资源较丰富的地区，在以径流污染控制和径流峰值控制为主要目标时，可选用雨水净化和峰值削减功能较优的雨水截污净化、渗透和调节等技术，以总投资成本宜最低，并综合考虑设施的环境效益和社会效益。

控制雨水井流量的设施有透水砖、绿色屋顶规划、下沉式绿地、生物滞留代、渗透塘、渗井等，控制雨水径流峰值的设施有湿塘、湿地、调节池等，控制雨水径流污染的设施有复杂性生物滞留设施、湿地、植草沟、缓冲带等。建筑小区面积占城市总面积7 成以上，做好雨水有效处理，很好地融合海绵城市理念，能够在保证建筑小区功能质量的同时，快速解决现存的内涝问题，营造良好的生态系统，为人们提供舒适的生活空间。