海绵城市理念在建筑给排水设计中的运用研究

余俊君

同圆设计集团股份有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

引言

随着自然环境逐步地恶化，很多城市面临严重的城市内涝或者干旱问题，这是由于水资源供应过剩或者水资源供应不足所导致，为了实现对雨水资源的合理利用，很多城市开始新建海绵工程项目。建设海绵城市的核心在于对城市的给排水系统进行优化，通过对海绵城市进行优化设计，可以解决雨水内涝的问题，从而使得水资源能够得到充分合理地利用。

1 海绵城市理念的相关内涵

海绵城市理念来源于海绵具有良好的渗透性和蓄水性能，旨在城市进行规划建设过程中，通过对城市的给排水系统进行充分合理的设计，使其能够完成雨水的收集、渗透、存储以及利用等过程，从而使得雨水能够自然渗透和自然进化，降低路面积水对城市交通所造成的影响，从而促进水资源的循环利用。随着我国城市化建设的不断加快，对于城市基础设施规划而言，通过采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，用来对现代化城市进行改造，完善城市的自然修复功能，使其在防洪、抗旱等方面发挥自身应有的作用，同时也有利于推动城市生态城市的可持续发展[1]。

2 海绵城市理念的重要性

2.1 为给排水设计提供理论依据与指导

在过去城市给排水设计方面很多的不足以及存在设计缺陷，在城市雨季降水量过大时，由于给排水系统不能够及时对水流进行疏通，从而导致城市部分路段就仿佛像一个大池塘，存在大量的雨水淤积，这会给行人的日常出行带来极大的不便。为此城市规划建设部门，在进行城市建筑规划建设时引入海绵城市的理念，完善城市建筑给排水系统的结构和功能，尤其是针对老城区的给排水系统，进行科学合理的改造，使其能够在雨季可以改善城市洪涝的现象[2]。

2.2 满足排水设计中可持续发展要求

将海绵城市理念应用到建筑给排水结构设计中来，不仅有利于对水资源的保护和促进水资源的循环利用，同时还能够很好地维持城市生态平衡，以推动城市朝向绿色环保的道路发展。因此在进行城市建筑规划设计时，需要结合海绵城市理念来对城市建筑给排水结构进行合理设计，这样不仅能够改善城市的抗涝、泄洪能力，同时也能够在与干旱时期对存储在地下的地下水进行合理的利用，解决城市供水不足的问题。

2.3 实现城市水资源的利用

城市在快速发展的过程中也积累了优秀的医疗资源，教育资源以及便捷的交通运输系统，这就造成越来越多的农村人口涌向城市，这也间接的推动现代化城市的快速发展，由于城市用地面积相对受限，为了解决城市人口快速增长的压力，需要对城市空间进行合理的规划，在保证城市基础设施建设不断完善的同时，需要对其现有的空间结构对给排水系统进行优化，使其不仅能够承载人口快速增长所带来的排水压力，同时还能够在城市雨季对雨水进行收集、渗透以及重复利用。

3 在建筑给排水系统设计中应用海绵城市理念的意义

将海绵城市理念应用到城市建筑给排水系统设计中来，可以解决很多城市在雨季排水系统性能严重不足的问题，避免很多城市因为雨季雨水过大，而致使路面产生严重的积水，这给人们的正常出行带来极大的不便。将海绵城市理念应用到城市建筑给排水系统设计中来，可以极大地提升水资源利用的效率，同时还能够在很大程度上降低雨季所造成的城市内涝情况，促进城市的可持续发展。

3.1 提高水资源利用率

随着人类工业化进程的不断加快，在进行大规模工业生产过程中，对于淡水资源的需求也在不断地提升，同时工业生产过程中也会产生大量的废水，对环境造成严重的污染。水资源作为一类不可再生资源，目前全世界范围内，各国水资源匮乏的问题也日渐严峻，这对于一些大规模的城市群而言更是如此，由于城市人口的基数大、增长速度快，我们在日常生活中离不开水资源，然而部分城市由于水资源缺乏极度地影响到城市的发展和经济建设。为了解决城市用水问题，保障城市在干旱时期的用水问题成为当前城市现代化建设需要重点考量的一个问题。将海绵城市理念应用到城市给排水系统设计中来，能够很好地实现对雨水进行采集、渗透、储存及过滤，并且在水资源极度匮乏的情况下可以将储存的雨水释放出来进行利用，以此用来满足人们的日常用水需要，缓解和改善部分城市的用水压力[3]。

3.2 城市建筑给排水系统的未来发展要求

随着城市化建设的不断加快和城市规模的不断扩大，为了协调好城市发展与周边生态环境保护相协调，在进行城市建筑给排水系统设计时，需要对环境周边的自然生态进行考量，将城市化建设与周边环境发展相协调，推动城市建筑供水、排水问题得到有效解决。由于我国幅员辽阔，不同地区的气候条件存在着明显的差异，一些地方由于受自然环境的影响，常年降水丰富，而某些地区又面临着常年干旱的情况。针对不同地区降水上的差异，无法协调好各个城市在发展过程中的用水问题。在以往的城市给排水系统设计上缺乏自然气候观察和统计，加上给排水系统结构设计不够合理，在雨季降水量较大时，单排水量超过排水系统设置的最大值，造成城市给排水系统的弹性不足，从而引发城市内涝，而有的城市又会因为常年降水不足而导致干旱频发。为此人们将海绵城市理念应用到城市建筑给排水系统设计中来，通过采用特殊的建筑材料来提高地表对于水的过滤及渗透能力。除此之外，还可以充分地利用城市内部的自然绿地和绿化带来提升雨水的渗透、排水和蓄水等方面的能力，最大限度上降低城市内涝所发生的概率，同时可实现对水资源进行循环利用，也有利于解决一些地区所面临的干旱问题。

3.3 减轻城市污水排放压力

随着我国城市化建设的不断加快，城市人口数量不断增长，人们在日常生活中也会产生大量的生活污水，这些生活污水会随着城市给排水系统，被排放到自然环境中，严重危害城市周边的自然环境以及破坏周边生态平衡，阻碍了城市的绿色环保和可持续发展，为了解决城市居民生活污水排放问题，在进行城市建筑设计时，需要对城市给排水系统进行优化设计，提高对生活污水采集、储存，以及过滤等性能，通过对污水进行回收，再利用来解决城市用水短缺的问题，同时也降低生活污水的排放，对环境所造成的影响，提高城市对生活污水的自然修复能力。在进行城市规划设计时，应当避免城市周边新建大量的工业化设施，尽可能地提高城市的绿化面积，并通过利用绿色环保的施工手段来促进城市建设和自然环境协调发展，可以极大地提升城市对水体的自然调节能力和净化能力，改善水体水质[4]。

4 海绵城市理念在建筑给排水设计应用中存在的问题

4.1 自然因素

虽然当前人们能够对气候变化进行相对准确的监测，但是由于人类的技术水平有限，不能够对气候条件的变化进行有效的干预。对于一些降水量较大的城市而言，由于受天气条件突然变化的影响，导致降水量剧增，这就会给城市给排水系统带来很大的压力，因此设计人员在进行城市给排水结构设计时，需要结合天气变化等因素来进行分析，针对城市周边天气的突发性来促进给排水系统得到优化，从而使得给排水系统能够针对不同的气候条件来扩展其功能。

4.2 雨水资源的应用

尽管越来越多的城市管理者逐渐地意识到对雨水资源进行循环利用的重要性，然而受限于城市规划管理部门，设计人员自身能力的局限性以及其他的外部影响因素，这就导致在进行城市建筑给排水系统设计上，不能够发挥出海绵城市应有的作用和价值，因此很难实现对水资源的合理应用。

4.3 维护管理的问题

如何实现对海绵城市建筑给排水系统进行维护，也是当前推动海绵城市理念在现代化城市建设方面的一大难点。很多城市在进行城市建筑给排水系统设计时，只注重海绵城市理念在城市给排水系统设计中的应用，对于给排水后期的维护工作不够重视，这也会导致其在使用过程中，难免会发生各种问题，影响到期使用的效果。

5 海绵城市理念在建筑给排水设计中的应用策略

5.1 因地制宜进行给排水设计

由于我国地域辽阔，这就导致了各个地区之间的城市化建设受限于当地的地质地理条件以及气候条件等因素的影响，存在着不同的差异，因此城市在采用海绵城市理念进行建筑，给排水系统规划设计时，需要结合自身城市的发展特点以及地理环境因素来进行综合考量，可以适当地借鉴和参考一些优秀城市的相关成功案例，避免盲目照搬其他城市的发展经验，这样不仅会影响到建筑给排水系统的建设效果，同时还会导致大量的财力和物力遭到浪费。

5.2 注重专业性技术方面的研究

城市在推动建筑给排水系统建设的过程中，不仅要保证建筑物的建设质量，同时还要结合建筑给排水系统的相关专业理论进行研究和分析，不断提升给排水系统的设计水平以及施工质量，从而保证给排水系统的使用质量以及使用寿命。目前，我国在将海绵城市理念应用到城市给排水系统设计和建设方面发展起步较晚，缺乏相关的施工经验和施工理论作为支撑，为此，我国很多城市还在处于不断探索阶段，旨在完善海绵城市理念在城市给排水系统设计和建设方面的研究。

5.3 落实责任体系机制

由于城市化建设的发展周期较差，因此在将海绵城市理念应用到城市建筑给排水系统设计与建设上，也面临着漫长的建设周期，由于我国在相关领域的设计和施工经验相对比较缺乏，这就会导致在施工过程中难免会存在各种问题，为此需要完善和落实设计及施工主体的责任体系，统筹好相关的规划设计，确保建筑给排水系统设计以建设工作的有效落实，从而能够满足城市的发展需要。

5.4 高效集水，维护生态

目前在地下管网设计和建造上，采用先进的技术和手段来丰富和完善与水循环利用系统，并将人们的日常生活污水和雨水等自然水资源来进行分离，构建起支撑城市给排水系统的混合性管网，促使在雨水收集和污水治理方面能够充分发挥其作用，其管网深埋在地下，对于城市空间的占用较小。

5.5 全民治水

目前在个别城市给排水系统设计方面上进行了大胆的创新，在过去，雨水会先降落在建筑物的屋顶，然后由屋顶沿着屋檐或者屋顶管道排入到地下排水系统中，这种雨水排放方式会导致雨水资源的大量浪费，后来通过对建筑物楼顶进行改造。头顶顶部设置很多小洞，利用管道来与楼顶的小洞进行连接，从而实现对楼顶雨水进行采集和存储在蓄水池内，就可以实现对雨水进行收集以及存储。在经过自然净化和处理后，可以满足自身的水资源需求。

5.6 恪守标准，疏导有道

为了改善强降雨导致城市发现内涝的问题，可以通过对建筑给排水系统进行科学化设计以及标准化施工，使其能够有效地应对强降雨天气，降低城市洪涝灾害的发生。

6 结束语

将海绵城市理论与城市给排水系统设计和建设相结合，极大地提升了城市给排水系统的排水能力，同时又能够为城市在进行建筑给排水系统设计提供必要的理论支撑。技术人员在灵活地掌握海绵城市理论的相关内涵，可以在实际应用过程中能够针对当前城市给排水系统设计方面存在的，以及难点进行分析，并对建筑给排水系统进行优化设计，推动城市用水的合理性。