基于海绵城市理念的城市建筑设计策略研究

基于海绵城市理念的城市建筑设计策略研究

毛晓宇

中交铁道（武汉）建设科技有限公司 湖北武汉 430050

摘要：近年来，我国城市化进程不断加快，水资源短缺、雨水污染、排水系统不全等问题日益凸显。海绵城市理念的提出为城市建筑设计优化注入了新动力，可有效解决目前城市建筑中的诸多问题。本文就针对海绵城市理念的内涵及具体内容展开讨论，深入探究基于海绵城市理念的城市建筑设计策略，希望对城市建筑设计部门有所参考。

关键词：海绵城市理念；城市建筑；设计策略

海绵城市理念主要是一种将城市建筑看做是海绵，下雨时可以吸水，城市用水时又能及时防水的建筑设计理念。以海绵城市理念为基础，对城市景观绿地、建筑区进行科学设计，能有效减少城市内涝，提高城市排水和给水的精准性和合理性，提升城市水资源的利用率，满足城市可持续发展要求。

1.海绵城市内涵及城市建筑设计方针

海绵城市理念是2012年提出的城市雨洪管理理念，又被称为“水弹性城市”，主要是将城市比喻成海绵，通过合理规划、合理使用各类措施，提升城市适应环境变化的弹性，提高城市应对雨水带来的自然灾害的能力。

海绵城市理论提倡在不同的城市建设阶段采用不同的措施，以便更好地预防问题和解决问题。在城市建设的规划阶段，采用机制建设、精准调控、科学规划、设计完善与落实等专业性协调和管控方法，保护和利用城市绿地空间，并结合城市灰色雨水基础设施，建立弹性的雨水基础设施设计方案，达到充分利用雨水资源、积极应对自然灾害等目的。在城市建筑建设初期阶段，合理采用吸水、渗水、蓄水等多样化设施，更好地解决城市现有人与自然问题，提升城市的自我修复能力，提高城市的防洪能力。

以海绵城市理论为基础的城市建筑设计以“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针为基本设计主导理念。第一，“渗”。是净化高效用水的基础，采用透水铺装、下沉绿地、绿色屋顶等方式，将水渗透到地下，为水资源回收利用奠定基础。第二，“滞”。主要目的是延缓雨水径流，常用方法是生态滞留地、雨水花园等。第三，“蓄”。通过添加蓄水池、蓄水板块等，增加城市蓄水空间，将多余的雨水存蓄起来。第四，“净”。将雨水净化之后放置在清水池中，用于城市洗车、灌溉、厕所冲洗等环节。第五，“用”。是海绵城市最主要的理念，即将雨水资源高效利用，通过前面环节的铺垫，净化之后的水资源可进入到城市居民日常生活中，缓解了城市水资源紧张的形势。第六，“排”。疏通城市市政管网，将多余雨水排出，提升城市建筑的安全性能[1]。

2.基于海绵城市理念的城市建筑设计策略

2.1建筑路面透水铺装设计

透水铺装常采用的材料是渗水砖和透水混凝土，渗水砖可用于城市人行道、路侧石、围路石、盲道石等铺装中，具有极强的耐久性和渗水性，且具有色彩多样化特征，用于铺设广场，既能提升城市建筑的景观性，又能很好地发挥渗水作用；透水混凝土材料常被应用于广场、园林、景观道路等铺设中，在实际使用中，不仅具有较高的渗水性，还能依据具体环境整体性需求设计大型图案，提升美观性。透水铺装设计应用于城市建筑设计中具有诸多优势，可减少城市路面积水，加快雨水渗透进地面的速度，为车辆和行人出行提供便利；保持地下水的存储数量，维持地表湿度和温度[2]。珠海市自海绵城市理念提出以来，积极进行海绵城市工程改造工作，取得了显著成效，在台风季节或雨季时，许多道路上出现严重积水的问题，珠海市相关部门依据不同道路积水、车流量等实际情况，制定了详细的改造计划，并将雨水处理装置、透水铺设、雨水排水管廊等诸多设计应用于实际改造过程中，极大解决了路面积水严重这一问题。

2.2建筑绿色屋顶设计

绿色屋顶属于海绵城市理念下城市建筑设计较为常规的内容，在增强城市建筑雨水渗透能力和滞留能力方面具有显著优势。在降水较多的阶段，绿色屋顶可发挥调节功能，整体发挥作用，在满足植被灌溉需求的同时，具有雨水渗透、收集、净化等价值。在建筑屋顶改造方面，也可依据城市建筑的实际情况，采用海绵城市理念，依据屋顶的防水性、承载量及植被类型等具体情况进行详细设计。在提升建筑屋顶防水性时，可将原屋顶建设中采用的防水油毡层改成SBS防水卷材防水层，最大限度提升屋顶防水性的同时，有效控制屋顶承载量的增加；在选择植被类型时，需要满足耐旱、根系浅、抓地牢固等特点，如爬山虎、牵牛花等植物，减少植物对屋顶的承载量和对防水层的穿透概率。位于杭州的某处建筑，为延缓城市建筑物屋顶老化的情况，缓解城市内涝和城市热岛效应，制定了绿色屋顶的详细方案，从下到上共进行了防渗透层、隔根层、保湿层、蓄水排水层、过滤层、土层、植被层等共七层设计，在建筑物承重墙和柱子上设置树木、园亭、花架、岩石等重物，屋顶位置则以造景为主，采用乔、灌和草相结合的多层植被种植方式，取得了较好的生态效益和景观效果。

2.3路面雨水收集设计

以海绵城市理念为基础的城市建筑设计中，雨水收集常通过两种方式完成。第一，直接收集装置。在降水时，雨水分别经过屋顶斜面和带有过滤功能的输水管道，最终进入到雨水收集装置容器中，实现雨水收集；第二，区域内径流到达雨水收集装置中。现代城市建筑设计中，较为明显的一个特点是一体化建设，建筑物、地下室、室外园区等呈现出一体化功能特点，且地面管网密集。雨水通过地面铺设的渗水材料，经过地面管网于地下室内雨水存储设备中汇集，既能避免地下结构过水，又能提升城市建筑的雨水搜集能力

[3]。

2.4雨水利用系统设计

雨水利用综合体现了海绵城市的核心理念，常依据不同水量和水质的应用需求，对雨水利用系统进行针对性设计。城市建筑设计时，遵循简单、经济设计原则，并以最直接的雨水利用为出发点进行系统设计，尽可能减少雨水利用系统运行、管理、维护等费用。常见的雨水利用环节包括城市路面冲洗、绿化喷洒、屋面冷却等，在经过简单处理环节之后，可直接进行回用。此外，许多建筑工程中，已经设置有独立的给水、排水管道，并将其与建筑消防系统相关联，雨水收集装置又是建筑消防池的水源补充来源，有效实现了水资源的综合应用。

2.5雨水排放系统设计

雨水排放具体分为两个环节，即日常排放与应急排放。日常排放方式在满足城市日常水资源综合利用的前提下，定期对剩余雨水进行排放，此种排放方式具有两方面的优势，第一，对雨水搜集、净化等系统设备进行清洗，极大程度上避免了内部淤积的可能性；第二，形成错峰排放的独立周期，紧密贴合海绵城市的应用理念。紧急排放的应用情境是雨水收集量超过了建设设计的最大量，为避免雨水过多对建筑产生安全威胁，需启用应急排放措施。在进行建筑设计时，需将应急排放管道与市政排水系统相连接，并采用消防池、备用集水池、水景池等方式提升建筑整体水资源存储量，尽可能减少应急排放的概率，提升建筑安全性。

结语：海绵城市理念是社会经济和城市化发展的产物，在采用海绵城市理论开展城市建筑设计时，需依据城市实际情况制定满足城市发展的透水铺装、绿色屋顶及雨水收集、利用、排放体系设计方案，并注意建筑最大蓄水量问题，提升建筑的安全性，同时将设计成本控制在合理范围内，以此有效提升城市的自我修复能力，提高城市的防洪能力，从而促进城市的高效可持续发展。

参考文献：

[1]徐文俊,阮宇翔.海绵城市理念下的居住区建筑设计策略研究[J].城市住宅,2020,27(01):202-203.

[2]朱利.基于海绵城市理念下的绿色居住区景观设计策略[J].现代园艺,2021,44(06):80-81.

[3]刘飞,李亢亢.海绵城市理念下的居住区景观设计应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2023(10):170-172.