基于海绵城市理论的居住建筑景观设计研究

2024-04-04张煌中铁水利水电规划设计集团有限公司江西南昌330000

中国房地产业 2024年9期

文／张煌中铁水利水电规划设计集团有限公司江西南昌 330000

1.海绵城市概述

海绵城市突出海绵特性，在面对自然灾害、环境变化时，具备吸收、存储、渗透、净化、污染与降水的功能，满足城市各方面的用水所需，缓解用水压力、节约用水资源，确保各类水源能在城市发展中“流动”，促进城市自然水循环与人工水循环的和谐发展，如下图1 所示，为典型的海绵理念建设图。

图1 海绵城市建设图

2.居住建筑景观设计与海绵城市理念融合的必要性

现代居住建筑景观设计不但关注植物质感、绿化形态，而且对室外小品、夜景环境、环境布局设计等有较高要求，且伴随绿色建筑理念的逐步深入，要求在景观设计时还需融入人文、通风、日照、健康等要素，以此来达到缓解居民生活压力、普及健康生活理念的作用[1]。在景观设计进程中融入海绵城市理念，增加海绵设施、元素，与传统绿色建筑理念存在本质不同，海绵设施的搭建，可收集建筑广场、建筑屋面的径流，以景观竖向高差为调蓄空间，在构造形式层面对景观设计形成一定冲击，在多年发展进程中，居住设施与海绵设施的融合设计取得一定成果，但在很多项目的实践中可以发现，建筑在造型、环境适配度、植物适配度等方面仍有较大进步空间，且很多局面对海绵城市实施表现出不理解、接受度不高的现状，故而提升居民区建筑海绵设施景观效果仍是海绵城市未来的主要建设方向之一。

3.居住建筑景观海绵化表现特性

3.1 提升景观艺术观赏性

艺术观赏是海绵建筑景观的基本要求，通过相应的设计理念、方法，提升建筑雨水处理利用水平，遵循“因地制宜、生态优先”原则，在听觉、嗅觉、视觉等层面为建筑区提供良好的景观感受、意境，如利用雨水滴落到不同植物枝叶上形成独特的听觉感受，种植含挥发性芳香烃的植物来提供嗅觉感受、进行各类植物合理搭配来提供视觉感受，给居民带来更加良好的艺术观赏效果。

3.2 进行景观趣味科普

海绵景观趣味科普性在于提升居民对海绵建筑设计的认可程度，可在景观周边布置智能标识系统，配以简单明了的文字、图片科普简介，或者是展示海绵景观断面结构，标注各结构层次名称，创造科普环境。此外在场地内搭建海绵系统，提供虚拟的海绵城市体验机会，布设电子投屏，展示海绵设施各阶段运维状况，邀请居民参与到对其的管理中，提升居民归属感。

3.3 展示景观互动参与效果

互动参与功能，能让居民驻足参与到与海绵景观的互动中，观察景观设计中展示的奇思妙想，享受其独特景观，如阿基米德公园，其包括雨水花园、观察水渠、螺旋式抽水器等组成部分，在转动抽水器时，会将湖水抽到水渠中，再通过雨水花园来净化水质，汇入湖中，这种人工取水模式，让行人参与其中，且转盘本身的凹凸面结构，给取水附带了趣味性元素。

4.基于海绵城市理论的居住建筑景观设计途径

4.1 建筑景观规划与布局

传统居住小区在规划时以道路、建筑为导向，优先考虑道路与建筑布局，未结合场地水文、土壤、地形特征、植被因素等，难以凸显居住区海绵城市优势，为解决该项问题，引入海绵城市理念，做好以下工作：

（1）在居住建筑规划设计阶段，安排专业技术人员进入现场做好勘察工作，充分利用现场资源、地形地貌等进行建筑布局、场地设计，尽量减弱对原本生态的影响，比如植被、水体、山体、地标性泄洪通道等[2]。

（2）结合海绵城市建设标准，分析场地整体特征、降雨量与覆盖范围等，估算绿地面积、可渗透地面铺装面积，确保居住小区建筑在建成后能满足海绵城市在吸水、蓄水等方面的需求。

（3）灵活利用场地空间科学布置各类绿色雨水设施，针对＞10hm2的场地，设计雨水专项施工方案。目前来说，绿色雨水设施主要包括下沉式绿地、雨水花园、地表径流水收集装置、雨水生态净化装置等。

4.2 场地景观设计

居民区场地景观设计中海绵城市理念的应用，主要体现在雨水回收、下渗、利用等方面，结合居民区建筑整体需求展开景观规划层面雨水系统构建。涉及以下要点内容：

（1）硬质铺地：居住区铺装面积大，包括道路、停车场、广场等建筑，在雨水收集、汇流时，多作用于下垫面，传统居住区中引入了大量硬质铺装方法，一定程度上阻断了雨水下渗通道，让雨水堆积在表面而产生径流，故而在硬质铺装设计时，应布置为可消化、吸纳径流雨水的绿地；再进行绿地、道路、建筑等的竖向设计，让径流直接汇入到海绵城市体系中，降低径流峰值，适当延缓径流汇入河流速度；结合绿地布置设计透水路面，优化竖向设计过程，让雨水流入植草沟或者下凹绿地，提升雨水下渗、收集效果。但应注意，渗水下渗处与居住区建筑、城市主干道间应保持安全距离[3]。

（2）水体景观设计：居住区内水体要素包括水体景观、雨水花园、池塘等，所用海绵城市技术不同，体现的生态作用亦有明显差别，结合水的“流动”“连通”特性，收集停车场、绿地等处雨水，再通过生物滞留带、植草沟、存储装置等海绵设施加以收集、处理、净化，补充地下水、景观水体等，再借助水循环来联系各个景观建筑，形成完整的、具备建筑美感的雨水循环系统，在建设多功能景观生态设施的进程中，保持生物多样性，创造更加良好的居住环境。

（3）绿地系统：居住区内的植物景观不但要满足雨水收集、净化利用等方面的需求，还需具备提升建筑景观效果功能，故而在海绵建筑设计时引入的植物应兼具生态性、观赏性、功能性等特征；在绿地内根据竖向设计方案、整体规模布置能消纳停车场、广场、路面、屋面等径流雨水的海绵装置，借助溢流排放系统与超标雨水排放系统、城市雨水管网系统等对接。绿地做法可选择植物缓冲带、下凹绿地、植草沟等，在绿地中局部地、多处降低竖向高度，搭建凹形植被区，收集下渗雨水并进行净化、处理、利用。

4.3 绿色屋顶景观设计

绿色屋顶景观设计，如下图2 所示，对居住建筑屋顶进行绿色人工改造，以此来提升屋面雨水管理能力，考虑建筑本身特性进行层递式设计，将屋顶布置为以下六层结构：

图2 绿色屋顶结构图

（1）植被层：多用于种植各类地被植物、苔藓植物，生长高度低、能在浅层土壤中存活、保水效果好，承担屋顶的景观与视觉作用，点缀丰富屋顶形象[4]。

（2）基质层：提供植被层植物生长所必需的生长介质，在承载植被上发挥作用，要求具备较好的渗水性、透气性、营养性、蓄水性，可选择：轻质砂土，由石英砂等组成，重量低、保水效果好，能减轻屋顶重量负担；植物纤维基质，由有机物质、植物纤维等混合而成，保肥性、保水性好，且在吸入雨水后能较长时间保持在湿润状态，为植物生长提供充足的养分与水分；植物碳基质：由有机物、生物质炭等混合而成，通气性、排水性较好，可减少基质水分积聚，避免植物根部过湿而引发根腐病。结合植物类型选择适宜基质。

（3）过滤层：作用是对基质层形成渗透过滤，减少基质层成分流失，主要结构为建筑用土工布，通过其导水性能，在土壤内部搭建排水通道，排出土壤中多余的气体、液体等，发挥过滤作用；在水从细料土层流向粗料土层时，通过涤纶短纤维针刺土工布的透水性与透气性让水通过，阻隔小石块、细砂、颗粒等，保持绿色屋顶工程稳定性。用混凝土、砂、土等将物理性质不同的聚酯短纤维土工布分隔，避免各类材料混合，保持材料整体结构，提升屋面承载力。

（4）找平层：保持绿色屋顶的光滑度、平整度，提升屋面美观、防水性能，先清理屋面上的污渍、灰尘、杂物等，检查屋面结构完好程度，不存在任何质量问题时，进行地基处理，必要时可在屋面上涂刷一层底漆，提升与基层间的附着力，铺设隔离层，避免找平层、基层间相互渗透；调制材料、倒浆找平层、进行平面修整、维护等[5]。

（5）防穿刺层：考虑到植物根系具备较强的穿刺性，可增设耐根穿刺防水层来发挥阻根防水作用，主要构件为耐根穿刺防水卷材，具体施工流程如下：确定防水卷材铺设流程：基层表面处理→涂刷一层冷底子油→进行节点附加层增强处理→安排定位、弹线、试铺→铺贴卷材→收头处理、密封节点、检查、清理、修整→保护层施工；关注铺设要点：大面积防水卷材铺设前，先在防水薄弱区铺上卷材，结合设计要求、规范将卷材裁剪为指定形状依次铺贴；对平面交接处、立面墙、阴阳角等进行附加层处理，设定附加层宽度250—260mm，基层突出部位做成250—260mm 宽附加层。确定铺设方向：结合屋面坡度设定，当坡度＜3%时，按照平行于屋脊方向铺贴卷材；在坡度处于3%-15%时，按照垂直或者平行于屋脊方向铺贴卷材。确定铺设顺序，在铺贴存在高低跨或者多跨房屋时，按照“先远后近、先高后低”步骤展开，在同一跨铺贴时，结合标高按照“从低到高”顺序铺贴，立面、坡处卷材按照“从下向上”顺序铺贴。

（6）地下顶板：绿色屋顶设计时土壤层多比较薄，可能让土中水分比较容易蒸发，在遇到大雨天气时若未布置排水层，会大幅降低植物存活率，故而建立地下顶板，引入凹凸型排水板，将多余水分排出，避免植物根部一直被泡水，并为植物生长提供足量的水分[6]。

（7）绿色屋顶海绵技术应用流程：雨水落到绿色屋顶后，由屋顶植被对其吸收、消纳，其中一部分存储到基质层，未能存储的汇流到屋顶排水沟，流入建筑周边绿地，再经过绿植层；园区中雨水从透水铺装汇流到道路两侧植被沟、碎石沟，汇集到园区雨水塘，设计雨水塘调蓄深度300mm 左右，在达到水位上限后，雨水溢流到市政雨水管网。

4.4 居住建筑景观立面设计

居住建筑景观立面设计，垂直绿化设计方法展开，对建筑墙体展开绿化处理，以此来起到遮挡阳光、提升墙体保温隔热性能的作用，且在吸收有机污染物、尘土、滞留、吸收。存储屋面雨水径流等方面发挥作用，避免建筑因暴雨等恶劣天气而损坏，改善居住建筑环境。关注以下要点：

（1）垂直绿化植物选择与配置：可优先选择扶芳藤、常绿藤、蛇葡萄、爬山虎等；在植物配置时，通过攀缘植物造景，与周边环境合理配搭，在形式、空间大小、色彩上协调一致，形成形式多样、品种丰富的景观效果；进行草木本混合播种，如茑萝与紫藤、牵牛与地锦等，远近期结合、丰富季相变化；常绿品种与开花品种结合[7]。

（2）灵活选择绿化植被布置方式：其一是点缀式，以观叶植物为主，保持色彩丰富，所用植物为紫藤中点缀牵牛、地锦中点缀凌霄；其二是花境式，各类植物错落布置，可在观花植物中穿插若干观叶植物，呈现植物叶色、姿态、株型、花期等，提升观赏性，比如在大片地锦中布置蔓月季，在布置杠柳中配上牵牛、茑萝等；其三是整齐式，体现统一的整体美、规则的重复韵律感，成线成片，但花色、花期具备不同特征，如蔷薇与铁线莲、红花菜豆与紫牵牛等，在花色布局上提升创造性、艺术性，展示景观特征。

4.5 雨水花园景观设计

在居住区建筑设计中引入雨水花园景观，将雨水收集系统、绿地系统等结合，收集、汇流、利用雨水，减少径流水量，改善居住区水文状况，提升自然水循环效率，提供美观的、具备生态功能的景观空间。关注以下设计要点：

（1）植物选择：优先选择本地植物+配搭外来物种，雨水花园可选择耐湿性、耐水性好、植物造型优美的乔木作为主要树种，利于景观塑造、管理维护，如垂柳、池杉、落羽杉、水杉、湿地松等；选用净化能力强、枝叶繁茂、根系发达的植物，对雨水中污物具备较强的降解与去除作用，如香根草、细叶沙草、香蒲、芦竹、芦苇等，可在光合作用中吸收磷、氮等无节制，借助根系将氧气传输到基质中，在植物根系周边形成缺氧区、有氧区穿插式存在的微处理单元，以此来为各类生物提供适宜的生存场所[8]。

（2）布局设计：对住宅小区整个场地展开综合分析，进行微地形设计，确定雨水排放方向；结合道路排水方向、场地竖向、绿地分布、建筑布局等划分汇水区，确定各汇水分区下垫面特性，结合汇水分区雨水径流路径、所需控制雨水径流量等布置雨水花园；若场地平整、排水坡度单一，增设汇水点、坡向，分散雨水径流压力；若坡向复杂，整合场地竖向，进行雨水花园集中布局，提升径流控制水平，地形坡度不宜超过5%。灵活选择雨水花园布局方法：目前应用较多的布局方法有线状雨水花园、面状雨水花园、带状雨水花园、点状雨水花园等，结合居住区整体情况灵活选择布局方法。

（3）边界设计：起到保护、限定雨水花园空间格局的作用，并对雨水花园土壤渗透性、含水量与雨水滞留时间等产生积极影响，在雨水花园与其他场地衔接时，应结合周边绿地空间重组与否，设定边界设计方案，提升雨水花园布局合理性；若空间充足，则按照放坡式边界设计方法展开，并结合实际引入杉木桩石笼、钢板的护坡材料。