關(guān)于海綿城市理念下的建筑雨水系統(tǒng)設(shè)計思考

李洪飛?雷莉

摘 要：當(dāng)代我國城市化進程的速度逐漸加快，新的城市建設(shè)理念也隨著時代的變化而革新，人們更加注重生態(tài)化城市的建設(shè)，由此也產(chǎn)生了“海綿城市”的理念。之所以稱之為“海綿城市”，對于雨水的回收設(shè)計使其建筑的特色所在，本文從海綿城市的內(nèi)容進行概述，并深入分析了建筑雨水系統(tǒng)的設(shè)計思路，以供參考。

關(guān)鍵詞：海綿城市;建筑工程;雨水系統(tǒng)設(shè)計

海綿城市對氣候的變化具有較強的應(yīng)對能力，可以依據(jù)環(huán)境條件的變化來調(diào)節(jié)城市的功能，使城市與生態(tài)循環(huán)相融合，與自然環(huán)境和諧相處。而建筑雨水系統(tǒng)作為海綿城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，在城市建設(shè)中的各個系統(tǒng)都發(fā)揮著重要的作用，建筑設(shè)計師需要充分了解建筑雨水系統(tǒng)的功能效用，才能對該系統(tǒng)加以優(yōu)化和創(chuàng)新，促使海綿城市的功能更加完善，為城市居民提供更好的服務(wù)。

1 海綿城市的相關(guān)內(nèi)容概述

所謂“海綿城市”，即將城市作為一塊海綿，使城市具有等同于海綿的性能，如彈性較大、吸水性較強等等，都是海綿的物理特性。而城市在建設(shè)過程中，對環(huán)境的適應(yīng)能力非常重要，我國多數(shù)地區(qū)都具有季節(jié)變化，城市的建設(shè)需要迎合各個季節(jié)的條件變化，促使城市的生態(tài)化進程加快。如城市內(nèi)部的綠化設(shè)施、河流等水系，都屬于城市功能區(qū)域，為發(fā)揮城市的海綿特性，建筑設(shè)計師應(yīng)當(dāng)完善城市建設(shè)中的雨水回收系統(tǒng)，減少城市中的澇災(zāi)，使城市的排水功能趨于完善。當(dāng)城市發(fā)生大面積降水時，可以讓無法控制的水分由泵站及建筑管道系統(tǒng)排出，并通過人工手段等方式回收雨水資源，為居民生活帶來便利。對雨水資源實現(xiàn)循環(huán)利用不再是理想，海綿城市的建設(shè)為這一點提供了應(yīng)用基礎(chǔ)，通過蓄水及凈水等環(huán)節(jié)，雨水資源在城市生活中得到了高效利用，并在有關(guān)部門的調(diào)控下，建筑雨水系統(tǒng)的設(shè)計可提升水資源的利用效率，緩解城市用水緊張的問題，促進自然資源與城市建設(shè)之間的和諧、健康發(fā)展。

2 海綿城市理念下的建筑雨水系統(tǒng)設(shè)計

2.1 建筑雨水收集系統(tǒng)

2.1.1 屋面收集

老式建筑在收集雨水時，排水速度非?？欤瑥奈菝娅@取的雨水可以快速進入到集水設(shè)施中，使屋面的存水量變少，保護建筑的屋頂設(shè)施。在海綿城市的理念影響下，人們更希望雨水資源在屋面收集的過程中完成初步凈化，并將相對“干凈”的雨水集中到集水器中。該環(huán)節(jié)可為后續(xù)的雨水回收工序提供便利條件，減輕雨水輸送管道及泵站的排水壓力。

2.1.2 地面收集

城市在降水之后，地面的雨水較多，依托城市的排水系統(tǒng)，這些雨水資源可順利排出，然而在降雨時間較長的季節(jié)中，若降水量較大，則城市的排水系統(tǒng)就會因排水壓力較大而出現(xiàn)地面積水較多的情況，使地面中的雨水無法全部排出。在海綿城市的理念中，城市排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提升對雨水資源的排出效率。如市政建設(shè)部門在道路施工時，可選擇具有滲水性能的混凝土等材料，如此一來，城市的道路也具有滲水功能，在雨季中，便可以通過地面的滲水作用，將水資源深入低下的水資源收集箱中，流至凈化系統(tǒng)之中進行下一步的處理。城市的地下區(qū)域還應(yīng)設(shè)計排水管道，減少雨水對城市綠化帶的沖擊作用。

2.2 城市雨水入滲系統(tǒng)

城市雨水入滲系統(tǒng)屬于海綿城市理念下的一個新的系統(tǒng)分支，雨水通過地面的土壤深入自然生態(tài)的水文循環(huán)系統(tǒng)中，也可實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自然調(diào)節(jié)作用。就目前城市的發(fā)展現(xiàn)狀而言，自然水文循環(huán)系統(tǒng)中的環(huán)境遭到破壞，使得水文環(huán)境產(chǎn)生的水蒸氣熟練減少也會導(dǎo)致城市的氣候異常，如降雨量突然增多或減少，破壞了城市土壤的發(fā)展規(guī)律，綠色植物獲取養(yǎng)分的不合理性，對其他方面的生態(tài)系統(tǒng)也會帶來負面影響。雨水的分配不均問題對人們的生活影響也是始終存在的，而傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)并不包含入滲環(huán)節(jié)，對城市中水文循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)作用也不明顯。在海綿城市的理念下，人們需要對土壤下滲問題予以關(guān)注，通過增加雨水入滲的方式提升水文循環(huán)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，促使各個環(huán)節(jié)政策、有序的工作。關(guān)于城市雨水入滲系統(tǒng)的設(shè)計可從兩個方面進行，其一，加大城市建設(shè)中關(guān)于綠色植物的覆蓋率，植物對土壤的調(diào)節(jié)來促進土壤滲透能力的提升;其二，增加城市建設(shè)中關(guān)于雨水入滲的設(shè)計，平衡城市生態(tài)環(huán)境中大氣、水文、土壤及綠色植被四個方面的自然循環(huán)，減少生態(tài)問題。人們要依照城市的水文特點合理設(shè)計雨水入滲系統(tǒng)，才能取得理想的效果。

2.3 建筑雨水調(diào)蓄系統(tǒng)

若城市的降雨量出現(xiàn)不均衡的狀況，則建筑雨水調(diào)蓄系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效的雨水資源條件作用，如雨水收集量過大時，建筑雨水調(diào)蓄系統(tǒng)能夠提前排出雨水，在有計劃的開展排水工作。海綿城市的蓄水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備雨水利用功能，如在城市中建設(shè)水池、人工湖等景觀，調(diào)節(jié)降水的儲存方式。其一，水景調(diào)蓄的方法可滿足城市降水的儲存需求，一般來說，城市中的水景需要較多的水資源，日常的蒸發(fā)率也較高，當(dāng)城市中發(fā)生降水情況時，雨水可以補足城市中景觀的蓄水需求，水景景觀一般具有水生生物，能夠完成對水資源的凈化工作，提升水資源的質(zhì)量。其二，水池調(diào)蓄的方法，城市建筑在建設(shè)時可通過修建混凝土水池的方法，儲存雨水，這種蓄水的方法在輸送水資源時也較為方便。其三，管道調(diào)蓄的方法可在雨水收集完畢以后，以人們的需求為主，直接進行調(diào)蓄。后兩者的設(shè)計方案不利于長時間儲存雨水，應(yīng)及時的排出雨水或通過回用系統(tǒng)進行改造，防止水資源變質(zhì)。

2.4 城市雨水回用系統(tǒng)

我國水資源較為豐富，但人均水資源占有量卻較少，隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進步，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員研究出水資源凈化系統(tǒng)，可以對雨水進行凈化，被凈化后的雨水能夠應(yīng)用于綠化灌溉中，實現(xiàn)水資源的二次利用，對城市生態(tài)環(huán)境的改善具有較大的幫助。設(shè)計者在設(shè)計城市雨水回用系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)對城市的蓄水需求量進行了解，利用取水泵選擇適量的雨水進行消毒凈化，使水資源符合標(biāo)準(zhǔn)以后進行灌溉或消防使用，以提升水資源的利用效率。

2.5 城市雨水排放系統(tǒng)

在城市的建設(shè)中，雨水通常是經(jīng)由地面排放，老式的排水系統(tǒng)雖然能夠減少地面徑流量，但若地面的排水壓力較大，則無法勝任長時間的高負荷排水工作，城市的排水系統(tǒng)極容易發(fā)生“崩潰”，導(dǎo)致后續(xù)的排水效果并不理想。而海綿城市理念下的雨水調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以多種形式將雨水徑流到低下的管道中，且設(shè)計系統(tǒng)時較為注重管道的密封性及淤泥排出功能。因管道具有密封性的特點，則地下水不易進入到管道中，而地表水排放的效率加大。海綿城市中雨水管道的淤泥排出功能，使其不易被雜物堵塞，兩個系統(tǒng)之間的連接處可進行拆卸，便于維修人員及時清理管道淤泥，緩解管道排水壓力。

3 結(jié)語

城市化建設(shè)為人們帶來高質(zhì)量的生活享受的同時，也無可避免的對自然生態(tài)環(huán)境帶來了破壞，由此而引發(fā)的自然災(zāi)害對人們的生活造成了巨大的影響。建設(shè)海綿城市雨水調(diào)節(jié)系統(tǒng)是為維護城市的水文循環(huán)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)均衡的有效辦法，促進城市與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，既順應(yīng)了我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，又滿足了當(dāng)代社會保護環(huán)境的要求。目前我國在建設(shè)海綿城市的道路上仍處于初步探索的階段，在不斷研究建筑雨水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，海綿城市的建設(shè)水平必然不斷提升，為人們的城市生活提供保障。

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作者簡介： 李洪飛，男，河北省唐山市，研究生，中國汽車工業(yè)工程有限公司，工程師

雷莉，女，河南省洛陽市，研究生，中國汽車工業(yè)工程有限公司，工程師