海绵城市在建筑规划设计中的应用

海绵城市在建筑规划设计中的应用

刘江

身份证号：211121197909244031

摘要：针对我国都市地区普遍面临的排水系统拥堵、环境污染加剧以及屡次爆发的城市内涝等紧迫课题，本研究首先阐述海绵城市构想的基础理论，进而探讨将该理念付诸实践的现实性及在城市规划与设计层面遭遇的挑战。继而，文中提出了在规划设计阶段整合海绵城市原则的改善策略，旨在为从业者提供决策指南，确保海绵城市的构想在建筑设计实践中得到有效落实，实现其既定目标。

关键词：海绵城市；建筑规划；设计应用

1. 海绵城市概念

"海绵城市"这一概念主旨为城市面对多样的环境挑战和降雨变化所可能诱发的各项自然灾难时，展现出卓越的适应与恢复能力，故又得名"水适性城市"。此等城市宛若具备吸纳水分的海绵特性，故名之。在此理念引领下，城市对降水期间的渗透、吸收、净化及储存水分等环节特别重视【1】。随着城镇化的步伐，建筑物作为关键要素不可或缺，因而在城市发展的轨迹上要高效整合海绵城市的哲学，特别是在建筑设计阶段，需加强对屋顶构造、地面铺装等关键环节的深思熟虑，同时，还需要与城市建筑现状相结合，提升雨水捕集系统的效率，从而为海绵城市的理想落地打下坚实基础。

2. 海绵城市理念的可行性

海绵都市的发展宗旨在于：凭借城镇建造架构，科学而又周详地刻画出都市规划的生态绿带及水系界限。在此过程中，致力于最大程度上维护森林，江河，湿地，湖泊等生态系统。同时，通过都市设计与布局，继续保留那些已有的管理机制。这样做的目的是为了使城市增长不丧失自然的水文地质特性。结合环境演变与自然灾害，提升城市的适应性拓展。海绵城市理念在城市规划中的应用基于两大核心点：一是维护本土水域的生态系统；二是修复受损的水生态资源【2】。针对后者，众多城市规划者持保留意见，认为一旦城市的水资源遭到破坏便难以复原，尤其是湿地等对环境要求严格的生态资源。海绵城市的策略强调利用物理、生物学等多种科技手段，实施城市生态系统的可持续循环保护。

3. 海绵城市在建筑规划设计中存在的问题

伴随全球财经的持续进步，涵养城市的构想在世界各地的城镇规划中逐渐获得普遍重视，并作为关键议题。观察当前的执行状况便可识别，围绕该观点所展开的建筑项目在现实施工阶段面临众多挑战。经费瓶颈是这些项目需要优先克服的难点。与不同的工程项目相较下，这类建设对资本的需求量特别巨大，参与构建的公司和组织必须承担庞大的资金负担，而且从项目中获取的经济效益并不突出。另外，鉴于类似工程周期长、工作量大，以及作为创新型工程的本质，从业者在建设实践上缺少经验，这导致工程的施工效率和施工品质难以得到保障。因此，在动工前对于决策设计的准备工作提出了更高层次的要求。在这类建设项目的初步阶段，有必要强化对基础建设的谨慎规划与构思，并寻求相关机构的积极支持与协作，以此确保建筑物的供排水系统设计的合理性，进而保障城镇工程的持续平稳与安全性能。可是，在目前阶段，尽管人们有能力预判气候的变动，对于实质性的气候干扰措施则显得力不从心。当气候发生突发性改变时，对策往往难以立刻生效。在制定供排水计划时，设计专家通常会根据气候变更的预测来规划管道网络，然而，由于气候变化难以预料，给排水系统优化设计便存在一定局限性。若遭遇极端恶劣的天气条件，供排水系统的正常运行可能会面临不同程度的影响。

4.建筑规划设计过程中海绵城市理念的应用策略

4.1总体规划

城镇化进程初期，关键是制定总体计划，在这个框架下，基于海绵城市理念设计的雨水系统低影响开发，需要通过一系列专项研究来支撑。构建海绵城市的战略方向主要聚焦于调节流域污染、实现雨水的资源型使用、治理流域污染以及控制流量总量等要点。地区决策者必须深入把握当地的水土地质特征和水资源遇到的挑战，进而优先选定一个或多个目标，将其作为海绵城市发展的重点，并据此确立低影响开发政策指南和实施目标。同时还需要分析土地利用的整体规划与需求，并对那些对低影响开发设施至关重要的地区进行界定。

4.2设施布局

在推进各异地块的海绵城市建设计划中，我们面临一个现实挑战：设备与景观设计尚未实现和谐一致。特别是对于辽阔的绿化区域而言，为了配合景观打造需求，常常需要对地表提升改造，这导致仅剩极为有限的空间用于海绵设施的部署。根据监测数据分析，我们应当首先将绿地地势下降一定程度，通过这种方式来控制地表径流量和潜在的污染问题。从景观设计的视角来看，还需在此基础上进行恰当的景观重塑【3】。此外，在无法满足径流控制标准的情况下，建议优先处理那些集水效果显著的区域，采用下沉式绿地或雨水花园等解决方案，力求在不破坏现有景观的前提下提高对径流的管理效率。就多孔纤维棉的使用而言，其生产成本一直维持在较高水平，且其用量通常在土地资源分配的早期阶段已经被固定，故使用它并非刻不容缓。至于调蓄池，在非要求强制性雨水再利用以外的情景下，往往意味着增加了初期的投资和日后的养护费用。

4.3建筑屋顶设计

由于建筑顶层长时间承受阳光照射和风力侵袭，容易因高温出现各种破裂痕迹，雨水丰沛季节亦会出现积水困扰，这些状况不仅缩短了建筑物的使用年限，还会在出现渗漏时对住户的日常生活造成负面效应，因此，屋顶设计的适切性至关重要，并在建筑物维护年限中扮演至关键角色。在倡导“海绵城市”概念的今天，屋顶设计的出发点更侧重于集雨和绿化配套，这样既能阻止炎热气候使屋顶过热，又能有效管理雨水，避免集水问题，同时也实现了对收集雨水的循环再用，展现了综合性的好处。

4.4调蓄容积

在海绵城市的重要技术参数中，调蓄体积的估算方法已较为完善。但实际设计实践中经常遇到如下难题：沉降型绿地或雨水公园的实际调蓄空间往往无法与其汇集的雨水面积实现有效对接。多数设计机构通常会依照绿化区域在总体规划图的位置来预设这些设施的占地面积，接着根据一个固定的深度标准进行体积测算，例如常用的标准是：沉降型绿地按每平方米20厘米深度来计算，雨水花园则以每平方米30厘米深度作为计算基准。对于上述策略，建议在规划设备布局时，首先基于各个区域所能提供的蓄水能力，完成水平方向的规划设计。在某些区域对蓄水容量的需求较为迫切时，应当尽可能利用有限的绿化空间充分铺设相关设施；而在蓄水需求不那么强烈的区域，则需依据设施的埋设深度进行相应的重新计算和调整。

4.5透水管与碎石层

当前，在多数建筑与配套园林规划时，将在地底层次中对顶板铺设防水排板，以此确保地下部分的顶部能够顺利排水。考虑到通过渗水管路和砾石层设置的海绵城市设施可能引发灌溉用水量激增，进而妨碍树木等植被的正常成长，必须优先保障过滤系统及暂存或积存水设施的上方土层至少要有130厘米厚度，为树木的生长提供足够的表土环境。

4.6屋顶绿化

在新构筑的建筑物中，应从理论层面确保屋顶园艺化方案的实施，并深入考虑屋顶负荷及防水性的双重需求。相关规定指出，活荷载的分布必须均匀，其规范荷载值须高于或等于3.0千牛每平方米。如重型构件，例如花架，则应优先放置在建筑的梁柱等主要承重结构处。同时，不可忽略的是偶发性负荷的重要性，这包括了植物成熟后的自重以及风力所施加的外力等因素。屋面的环境绿化以种植植被的形式为主，通过巧妙搭配多样的植物种类，来营造宜人的视觉景观并带来积极的生态效果。如果屋顶因承受荷重等外部因素无法承载花园绿化，可以选择实施基础绿化方案，同时须确保所承担的可调整荷载的均匀分布的标准力值不得小于2.5千牛每平方米，并且要重点考虑意外荷载，这涵盖了植被成长所增加的质量以及遭受的风载影响。

结语

即便海绵城市概念在城镇规划与设计领域获得了较为广泛的运用并日臻完善，其在真实落地中展现的成效尚显不足。在城市结构构筑和趋势谋划时，须着重融入海绵城市的理念，增强都市建设在处理和调控水资源方面的性能，尤需加强雨水的收集、保留、净化与释放等功能，以缓解积涝和城区水患，降低其对市民日常生活所造成的负面影响。

参考文献

[1]魏军.海绵城市在建筑规划设计中的应用[J].建设科技,2024,(01):82-84.2024.01.020.

[2]吕狄.海绵城市在建筑规划设计中的利用[J].住宅与房地产,2018,(25):74.

[3]侯健,张冬.海绵城市在建筑规划设计中的应用分析[J].建筑技术开发,2017,44(15):1-2.