海綿城市理論視角下的居住建筑景觀設計分析

黃巧能 張 輝 李 仟

(湖北工業(yè)大學，湖北 武漢 430068)

1 概述

隨著城市化的進程加速，城市路面、廣場、建筑群等硬質鋪裝的面積日益增多，地表生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，使得大量的降雨因此無法得到有效合理的收集和滲透。地表失去其原有的雨水下滲功能，大雨過后的城市內澇成為一個不可忽視的問題，傳統(tǒng)的雨水管理模式已不能應對如今的城市內澇問題。因此海綿城市理論應運而生。海綿城市的建設不單單只是停留在宏觀層面水系統(tǒng)區(qū)域的研究，更應該落實到微觀層面海綿社區(qū)方面的研究，這就意味著需要從更細致的建筑景觀方面探索如何在微觀上實現(xiàn)海綿城市理論[1]。基于此，本文探討在居住建筑景觀設計中如何實現(xiàn)海綿城市的吸水、蓄水、滲水、凈水等要求，為居住建筑景觀建設提供借鑒。

2 LID引導的海綿城市建設與綠色建筑

海綿城市建設是通過低影響開發(fā)(Low Impact Development，簡稱LID)的技術得以實現(xiàn)的。低影響開發(fā)是在開發(fā)過程的設計、施工、管理中，追求對環(huán)境影響的最小化，特別是對雨洪資源和分布格局影響的最小化。低影響開發(fā)是利用滲透、過濾、存儲、蒸發(fā)、蒸騰等生態(tài)過程來維持場地開發(fā)后的水文平衡，利用分散布局式的景觀設施來處理、修復雨水徑流。

GB/T 50378—2014綠色建筑評價技術細則中對非傳統(tǒng)用水源，包括再生水、雨水、海水的管理與運用都提出了要求，特別是雨水綜合管理與利用提出了具體要求。

海綿城市建設理念、低影響開發(fā)(Low Impact Development，簡稱LID)理念和《綠色建筑評價技術細則》都對雨水管理與利用有要求。海綿城市建設理念要求城市能夠像海綿一樣能夠吸水、蓄水滲水、凈水，使城市的每一寸土地都具備一定的雨洪調蓄、水源涵養(yǎng)、雨水凈化等功能。目前海綿城市建設大多集中在雨洪管理和水污染的生態(tài)治理技術和設計問題上。低影響開發(fā)要求尊重水、尊重表土、尊重地形、尊重植被其核心是尊重自然，這四個尊重都與海綿城市建設的雨洪管理和水污染生態(tài)治理息息相關。綠色建筑的雨水管理主要包括在節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)水與水資源這兩個指標上。其中節(jié)地與室外環(huán)境從四個方面進行了細化，包括土地的利用、室外環(huán)境、交通設施與服務以及場地生態(tài)設計這四個方面；水資源利用則包括對節(jié)水系統(tǒng)、節(jié)水器具與設備、非傳統(tǒng)水源利用這三個方面有要求。

《綠色建筑評價技術細則》對居住建筑設計作了具體的要求，從建筑規(guī)劃與布局、場地生態(tài)保護補償、建筑地下空間利用、建筑屋面與建筑立面雨水設施、建筑景觀綠地設計、地面鋪裝等方面做了具體的雨水管理(雨水下滲、滯蓄、調蓄和回收利用)指導與要求。這些基于居住建筑層面的雨水管理同時也是海綿城市建設理論所提倡的。海綿城市建設落實到微觀層面的居住建筑景觀層面，需要探索如何在居住建筑和配套景觀上實現(xiàn)雨水管理與利用。

3 居住建筑“海綿功效”設計要素分析

3.1 居住建筑規(guī)劃與布局

傳統(tǒng)的居住小區(qū)規(guī)劃是以建筑和道路為導向，先行考慮建筑和道路布局，并未充分根據(jù)場地地形特征、土壤、水文、植被等考慮，這種規(guī)劃方式忽視場地特性，不利于居住區(qū)“海綿城市”功效的建設。為了能夠滿足海綿城市建設的要求，這就要求改傳統(tǒng)的以建筑和道路優(yōu)先為場地優(yōu)先的規(guī)劃模式。首先規(guī)劃設計之初先對場地可利用的自然資源進行勘察，充分利用原有地形地貌進行場地設計和建筑布局，盡可能減弱對場地及周邊環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的改變，包括原有山體、水體、植被、地表行泄洪通道、滯蓄洪坑塘洼地等。其次根據(jù)海綿城市建設的需求，結合場地特征及當?shù)亟涤炅款A先估算綠地面積、可滲透地面鋪裝面積，以期居住小區(qū)建成后能夠滿足海綿城市的吸水、蓄水、滲水、凈水等要求。再次充分利用場地空間合理設置綠色雨水基礎設施，對大于10 hm2的場地進行雨水專項規(guī)劃設計。綠色雨水基礎設施包括：設置具有調蓄雨水功能的雨水花園、下沉式綠地；合理引導屋面雨水、地表徑流導入地面的生態(tài)設施，利用生態(tài)設施凈化雨水。

3.2 居住建筑屋面與立面

居住建筑屋面與立面也可設計具有“海綿”功效的措施。屋面可設計為屋頂綠化，建筑立面可采用垂直綠化的方式。屋頂綠化能對城市中心的“熱島效應”起到一定的緩解作用，對屋面雨水徑流起到減排控制的作用。建筑物的屋頂承接了大量雨水，降雨發(fā)生時，落在屋頂綠化上的雨水一部分被土壤和植物吸收、滯留，一部分通過蒸騰與蒸散作用重新回到大氣中。屋頂綠化的設計要點包括：1)選擇適宜當?shù)貧夂蛱卣骱臀菝娣N植的植物，選擇抗逆性強的植物；2)注意做好防水設計和排水設計，合理銜接和引導屋面雨水流向地面透水鋪裝或凈水生態(tài)設施，可考慮設計高位花壇、景觀蓄水池等滯水、凈水設施；3)注意做好隔根層設計；4)屋面承重計算和覆土厚度計算；5)土壤下墊面雨水過濾措施[2]。立面可設計為垂直綠化，垂直綠化是對建筑物墻體表面進行綠化，能遮擋太陽輻射，改善外墻的保溫隔熱性能，吸收塵土，吸收有機污染物，吸收、滯留和存儲屋面雨水徑流，保護建筑免于暴雨和冰雹的損壞，美化環(huán)境，改善小氣候，增加建筑物的藝術效果。在室外氣溫36 ℃時，無綠化建筑物的外表面溫度最高可達50 ℃以上，而有建筑綠化的外墻面溫度為30 ℃，與無綠化建筑的表面相比，凡是有植物覆蓋的墻面溫度通?？山档? ℃左右[3]。

垂直綠化的設計要點包括：1)通過設計和布置鋪助材料誘導垂直綠化構成優(yōu)美的形態(tài)；2)注意利用植物形態(tài)、色彩與建筑立面色彩提高垂直綠化的觀賞性；3)考慮不同植物質感與不同建筑立面質感搭配帶給人不同的感受；4)設計時考慮后期的持續(xù)維護管理。

3.3 居住建筑地下空間利用

現(xiàn)在的居住區(qū)規(guī)劃設計中，車庫部分或者全部地下化已經成為流行的趨勢，地下空間的開發(fā)對于表層環(huán)境是不可逆的破壞[4]?，F(xiàn)在私家車擁有量急劇增加，為了解決地面綠化與停車之間的矛盾，居住建筑普遍采用全地下停車方式，在地下車庫頂上建造綠化景觀，這就相當于在地下車庫頂上建屋頂花園。一方面，地下車庫頂板最小覆土厚度為1.5 m，為了滿足海綿城市建設需求，保證覆土深度能夠滿足場地蓄水，覆土深度必然需要增加許多，這無疑增加了地下車庫頂板的荷載。另一方面，雨水經過綠地景觀下滲到地下車庫的覆土層，該覆土體積對于雨水的承載量也是有限的，并不能對雨水吸收、調蓄、下滲起到很好的效果，同時由于地下車庫頂板的阻隔雨水是無法滲透到地下補充地下水。

介于以上兩方面的問題，居住建筑地下空間和地面綠地景觀的設計應當謹慎。其一，可在地下車庫頂板設疏水板及導水管有組織地將景觀綠地溢流雨水導入相鄰的實土、蓄水設施或市政管網,如建設居住區(qū)海綿城市雨水回收循環(huán)系統(tǒng)，連接地面排水、收集雨水設施和地下排水管道，科學收集、凈化、循環(huán)利用雨水。其二，合理規(guī)劃地下空間，先根據(jù)徑流控制指標算出所需雨水管理區(qū)面積，以此推算適合建造地下空間的面積，從而限制地下空間的占地面積；此方法能夠保證一定量的可滲透面積，起到雨水下滲補充地下水的作用。

3.4 地面鋪裝設計

傳統(tǒng)地面硬質鋪裝不利于雨水的自然下滲，為了盡可能增加雨水下滲，可采用透水鋪裝。透水鋪裝材料方面，基層應采用強度高、透水性能良好、水穩(wěn)定性好的透水材料，可根據(jù)停車場、廣場、人行道的特點使用透水鋪裝材料，如各種透水磚、透水混凝土、透水瀝青以及植草磚等。在色彩方面和材料形式組合方面可以進行藝術化處理，增強鋪裝的藝術效果。透水地面的主要設計要點包括：

1)透水鋪裝的設計應滿足透水、荷載、防滑等使用功能，地庫頂面透水地面設計覆土深度不應小于600 mm；2)地庫頂面景觀應設置雨水收集系統(tǒng)；3)除地庫外其他土層為深土層(非黏土)，土層厚度均超過1.5 m[5]。

4 結語

海綿城市的理念是融合國內外最新的城市雨水管理理念，并運用了國內外一系列先進的LID水生態(tài)系統(tǒng)技術和管理方法。通過利用先進的設計理念，將海綿城市雨水回收循環(huán)系統(tǒng)運用到居住建筑景觀中，提高人們雨水管理意識等，海綿功效的居住建筑景觀將會對改善城市人居環(huán)境起到推動作用。綠色建筑景觀是海綿城市建設的微觀層面。通過對居住建筑規(guī)劃與布局、屋面與立面、地下空間、地面鋪裝等方面的雨水管理設計，將有效提升居住建筑和配套景觀的雨水管理與利用功能。