基于“海綿城市理念”的工程項目設(shè)計分析
——以“廈門生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心工程”為例

崔鶴范

(萬地聯(lián)合工程設(shè)計有限公司 福建廈門 361000)

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基于“海綿城市理念”的工程項目設(shè)計分析
——以“廈門生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心工程”為例

崔鶴范

(萬地聯(lián)合工程設(shè)計有限公司 福建廈門 361000)

“生物醫(yī)藥工程”為新建建設(shè)項目，綜合考慮確定為以目標(biāo)為導(dǎo)向的設(shè)計方案。場地范圍“南高北低，西高東低”，地下室覆土厚度約1.2m，覆土范圍主要位于項目占地北側(cè)，根據(jù)項目周邊市政雨水管線條件，市政雨水接口集中在項目東側(cè)西園路和北側(cè)后祥北路，結(jié)合管線布置，可將末端雨水調(diào)蓄設(shè)施設(shè)置在東側(cè)用地范圍。項目占地范圍內(nèi)實土區(qū)域面積較大，除主辦公樓為高層建筑(20F，H=87.2m)，其他廠房都為多層建筑，擬采取“源頭減量+末端調(diào)蓄+凈化回用”的設(shè)計思路。

海綿城市；屋頂綠化；透水鋪磚；下凹綠地；雨水滲透；調(diào)蓄及凈化回用

1 工程概況

“廈門生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心工程”項目(以下簡稱：“生物醫(yī)藥工程”)位于廈門市海滄區(qū)西園路西側(cè)，后祥路北側(cè)，規(guī)劃用地總面積8.792hm2，地下室范圍面積24 285.737m2，總建筑面積為208 006.073m2。1#～24#樓為5層丙類廠房，25#樓為20層公共建筑，地下室平時為一類汽車庫及設(shè)備用房，如圖1所示。該項目位于海滄區(qū)海綿城市試驗片區(qū)內(nèi)，綜合分析后項目采用下凹綠地、綠色屋頂、透水鋪裝、雨水調(diào)蓄池等措施，實現(xiàn)雨水徑流總量控制目標(biāo)。

2 海綿城市定義

海綿城市顧名思義，是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”加以利用。發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，使城市開發(fā)建設(shè)后的水文特征接近開發(fā)前，采用源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等多種手段，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術(shù)，實現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，提高對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復(fù)城市的“海綿”功能[1]。

3 設(shè)計目標(biāo)

圖1 項目總平面圖

結(jié)合本地塊的設(shè)計條件及海滄區(qū)規(guī)劃局的批復(fù)條件，該項目確定的設(shè)計目標(biāo)如下：

(1)指標(biāo)一：項目雨水年徑流總量控制率不低于70%。

(2)指標(biāo)二：地塊內(nèi)下凹式綠地的面積不小于5015m2。

(3)指標(biāo)三：地塊內(nèi)綠色屋頂面積和透水鋪裝面積合計不小于29 252m2，無法滿足上述面積要求時，每折減一平方米應(yīng)在786m3蓄滯設(shè)施基礎(chǔ)上增加設(shè)置有效調(diào)節(jié)容積0.02m3的蓄滯設(shè)施。

(4)指標(biāo)四：地塊內(nèi)蓄滯設(shè)施有效調(diào)節(jié)容積不小于786m3。

4 設(shè)計分析

“生物醫(yī)藥工程”為新建建設(shè)項目，綜合考慮應(yīng)確定為以目標(biāo)為導(dǎo)向的設(shè)計方案。場地范圍“南高北低，西高東低”，地下室覆土厚度約1.2m，覆土范圍主要位于項目占地北側(cè)，根據(jù)項目周邊市政雨水管線條件，市政雨水接口集中在項目東側(cè)西園路和北側(cè)后祥北路，結(jié)合管線布置，可將末端雨水調(diào)蓄設(shè)施設(shè)置在東側(cè)用地范圍。項目占地范圍內(nèi)實土區(qū)域面積較大，除主辦公樓為高層建筑(20F，H=87.2m)，其他廠房都為多層建筑，擬采取“源頭減量+末端調(diào)蓄+凈化回用”的設(shè)計思路，如圖2所示。

圖2 技術(shù)路線

4.1 下凹綠地

園區(qū)硬化路面雨水優(yōu)先通過微地形和豎向找坡排水，硬化路面雨水通過硬化路面與下凹綠地之間的路緣石開口，排至道路建筑周邊綠地，綠地采用下凹式做法，比周邊道路低100mm，綠地和道路雨水最終通過設(shè)置在綠地內(nèi)的溢流式雨水口排至園區(qū)雨水排水系統(tǒng)。溢流式雨水排水口主要設(shè)置在下凹綠地和透水鋪裝區(qū)，綠地內(nèi)雨水口高于綠地地坪100mm。下凹綠地可匯集周圍硬化地表產(chǎn)生的降雨徑流，利用植被、土壤、微生物的作用，截留和凈化小流量雨水徑流，超過綠地蓄滲容量的雨水經(jīng)雨水口排入雨水管網(wǎng)。下凹綠地不僅可以起到削減徑流量、減輕城市洪澇災(zāi)害的作用，而且下滲的雨水可以起到增加土壤水分含量以減少綠地澆灌用水量，以及補充地下水資源量的作用[2]。

4.2 綠色屋頂

建筑屋頂采用種植容器式屋頂綠化設(shè)施，屋頂綠化以容器組合形式布置觀賞植物，根據(jù)季節(jié)的不同隨時變換植物，也可以根據(jù)屋頂原有的結(jié)構(gòu)擺設(shè)種植器，植物以觀花為主，同時一些觀葉植物在園中也常應(yīng)用，在外觀上類似于立體的花壇，花卉可以隨時更換，觀賞價值較高，但在管理的工作量上相對較大，常用一些觀葉草本植物代替草花可以延長觀賞期，用不同造型的可移動容器組合搭配可設(shè)計成不同的形式，隨意擺放。容器式屋頂綠化不僅是有美化效果，還有生態(tài)效益。綠化能釋放氧氣、吸收二氧化碳、降塵降噪、隔熱等，降低城市熱島效應(yīng)。此外，這種綠化方式的蓄水率可達(dá)43%，符合海綿城市的要求，減少地面徑流。也不必?fù)?dān)心屋頂會積水，也不會滋生蚊蠅。

4.3 透水鋪裝

透水鋪裝按照材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土、嵌草磚、嵌砂磚、膠筑透水石等。與不透水路面相比，采用透水鋪裝，雨水能夠較快地滲入地表，這樣不僅可以延緩地表徑流產(chǎn)生時間，同時還能夠減小徑流總量。透水鋪裝具有較大的孔隙率，因此它對下滲雨水有過濾吸附作用。實驗表明，透水鋪裝對SS、COD、TN和TP均有一定程度的去除能力。這種特點使得透水路面對雨水徑流污染控制有較強的能力，降低了初期雨水污染程度。

正是由于孔隙率大、結(jié)構(gòu)松散的特點，透水鋪裝存在易被顆粒物堵塞的問題；透水瀝青路面實踐發(fā)現(xiàn)，透水排水能力在2年后降低了60%以上，4年以后基本喪失透水能力。所以對透水鋪裝要定期采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，例如采用高壓水沖洗，去除孔隙內(nèi)的顆粒物質(zhì)，保持路面的透水性能。降雨是地下水的主要來源，不透水路面阻擋了雨水的下滲，使得地下水得不到有效補充，會出現(xiàn)地下水水位下降的問題。同時，地表形成的徑流攜帶大量污染物質(zhì)通過排水系統(tǒng)進(jìn)入自然水體，加重了水環(huán)境污染問題。透水鋪裝具有的滲透結(jié)構(gòu)形式，可以將地表水凈化后傳遞到地下土壤中，這不僅維持了地下水水位穩(wěn)定，同時保障了地下水水質(zhì)安全[3]。該項目在園區(qū)在入口廣場、主入口、地面停車位等處采用透水鋪裝。

4.4 雨水調(diào)蓄池

圖3 雨水滲透模塊平面布置圖

圖4 1#雨水調(diào)蓄池平面布置圖

建筑屋面雨水立管上設(shè)初期雨水棄流過濾器，棄流雨水排至建筑周邊排水溝或綠地。經(jīng)棄流過濾后的雨水接入建筑周邊分散設(shè)置的高效生態(tài)一體化雨水蓄水滲透模塊，模塊設(shè)有溢流管，超過蓄力能力的雨水通過溢流管排至雨水口或雨水井，模塊表面覆土深度0.8m。園區(qū)一共設(shè)置83個蓄水滲透模塊如圖3所示，總有效調(diào)蓄容積為249m3。雨水管網(wǎng)末端設(shè)有pp模塊式雨水調(diào)蓄池，雨水調(diào)蓄池應(yīng)設(shè)有人孔、通氣孔，溢流管、放空管、水池反沖洗設(shè)施等，人孔等檢修孔應(yīng)有防人員墜落措施。1#雨水調(diào)蓄池尺寸為(20.0m×8.0m×2.5m)，調(diào)蓄池容積400m3，有效容積320m3，如圖4所示。調(diào)蓄池內(nèi)配置兩臺排空泵(一用一備)，排空泵型號：100JYWQ80-15-7.5(流量80m3/h，揚程15m，功率7.5kW)。2#雨水調(diào)蓄池尺寸為(15.0m×8.0m×2.5m)，調(diào)蓄池容積300m3，有效容積240m3，如圖5所示。調(diào)蓄池內(nèi)配置兩臺排空泵(一用一備)，排空泵型號：100JYWQ80-15-7.5(流量80m3/h，揚程15m，功率7.5kW)。2#調(diào)蓄池內(nèi)配置兩臺雨水回用提升泵(一用一備)，提升泵型號：50JYWQ25-22-7.5(流量25m3/h，揚程22m，功率4.0kW)。地塊內(nèi)雨水須經(jīng)過該調(diào)蓄池后方可進(jìn)入城市排水系統(tǒng)，雨水調(diào)蓄池把雨水徑流的高峰流量暫存其內(nèi)，待最大流量下降后采用人工控制將雨水通過提升泵排至市政雨水管網(wǎng)，應(yīng)保證8h內(nèi)將蓄水池排空。2#雨水調(diào)蓄池末端設(shè)置雨水凈化消毒處理間，消毒達(dá)標(biāo)后排入50m3清水池內(nèi)，清水池水供給室外綠化用水，如圖6所示。

圖5 2#雨水調(diào)蓄池平面布置圖

圖6 清水池平面布置圖

雨水回用系統(tǒng)應(yīng)符合以下要求：

(1)雨水回用的水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于綠化用水的相關(guān)規(guī)定；

(2)雨水回用系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行水量平衡計算；

(3)清水池的補水應(yīng)采取防止生活飲用水被污染的措施，補水管口應(yīng)設(shè)在池外；

(4)回用水、綠化給水管口應(yīng)設(shè)永久性標(biāo)示牌并寫上“非飲用水”；

(5)雨水處理工藝應(yīng)包含：雨水→初期徑流棄流→雨水蓄水池沉淀→過濾→消毒→雨水清水池；

(6)清水池應(yīng)設(shè)有人孔、通氣孔，溢流管、放空管、水池反沖洗設(shè)施、循環(huán)過濾設(shè)施等，人孔等檢修孔應(yīng)有防人員墜落措施；

(7)收集雨水及其回用水嚴(yán)禁與生活飲用水管道相連接。

5 設(shè)計目標(biāo)完成情況

(1)下凹綠地指標(biāo)完成情況

下凹綠地規(guī)劃指標(biāo)要求面積不小于5015m2，實際下凹綠地面積為8463.91m2，已經(jīng)達(dá)標(biāo)。

(2)綠色屋頂及透水鋪裝指標(biāo)完成情況

建筑屋頂采用種植容器式屋頂綠化設(shè)施，屋頂綠化總面積為21 040.29m2。園區(qū)入口廣場等處采用透水鋪裝，總面積為3353.11m2。綠化屋頂和透水鋪裝面積合計24 393.40m2。指標(biāo)控制要求，綠色屋頂面積和透水鋪裝面積合計不小于29 252m2。無法滿足規(guī)劃面積要求時，每折減平方米增加設(shè)置有效調(diào)節(jié)容積0.02m3的蓄滯設(shè)施，通過增設(shè)98m3的調(diào)蓄容積后，達(dá)標(biāo)。

(3)調(diào)蓄設(shè)施完成情況

1588.5m3(含下凹綠地調(diào)蓄空間)，達(dá)標(biāo)，如表1所示。

表1 海綿城市建設(shè)指標(biāo)可達(dá)性分析

6 結(jié)語

生物醫(yī)藥工程通過采用下凹綠地、綠色屋頂、透水鋪裝、雨水調(diào)蓄池等措施，實現(xiàn)了雨水徑流總量控制率70%，徑流污染削減率56%，較傳統(tǒng)的城市建設(shè)模式有了很大的改善，既避免了洪澇，又有效地收集了雨水。

[1] 建城函[2014]275號.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)[Z].2014.

[2] GB 50400-2006 建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[3] GB/T 50596-2010 雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社,2010.

[4] 蘇義敬，王思思，車伍，等.基于“海綿城市”理念的下沉式綠地優(yōu)化設(shè)計[J].南方建筑,2014，21(3)：39-43.

[5] 王華.透水鋪裝在海綿城市中的應(yīng)用[J].山西建筑，2016，42(7)：143-145.

Based on the concept of “sponge city” project design analysis——to“xiamen biological medicine industry collaborative innovation entrepreneurship center project” as an example

CUIHefan

(Wand Union Engineering Design co., Ltd,Xiamen 361000)

"biomedical engineering" for the new construction project, comprehensive consideration shall determine the design scheme of target oriented. Site scope "low meteorological north, west and low in the basement turns the soil thickness is about 1.2 m, covering scope mainly in the project covers an area of the north, according to the project surrounding municipal rainwater pipeline conditions, rain interface is focused on the project on the east side and west park road and north after auspicious north road, combined with the pipeline arrangement, can set the end of the rainwater storage facilities in the east of the land. Project covers an area of larger regional areas within the scope of real soil, in addition to the main office for high-rise building (20f,H=87.2m), other factory for multistory buildings, plans to take "source reduction + end to regulate + purification" design idea.

Sponge city; Roof greening; Permeable brick paving; The concave greenbelt; The rain infiltration; Storage and purificationPermeable brick paving; The concave greenbelt；Rainwater infiltration;Storage and purification

崔鶴范(1977- )，男，工程師。

E-mail:759946964@qq.com

2017-03-06

TU991

A

1004-6135(2017)08-0089-06