海綿城市在房建項目的應用

胡耀峰

(中國建筑土木建設有限公司 北京 100071)

在城市快速發(fā)展、城市水環(huán)境惡化的背景下,海綿城市正在開展全國建設。然而,近年來,全球變暖引起了極端降雨和極端干旱的情況。即使在中國南部,也有罕見的降雪和霜凍,而在北方也有罕見的炎熱天氣。在全球變暖的背景下,極端降雨事件發(fā)生的頻率和強度都有所增加。但兩者之間也存在著明顯的地區(qū)差異。分析表明,長江東南、西北及中下游部分地區(qū)的極端降雨有所增加。但在華北、東北和西南地區(qū)的部分地區(qū),人口數量呈下降趨勢?，F(xiàn)階段不同模型模擬的結果仍存在差異。但總體預測結論表明,我國極端降雨存在極化趨勢?？梢钥闯?海綿城市的建設的重點是現(xiàn)有的城市生態(tài)環(huán)境問題。另一方面,我們應考慮海綿城市建設如何適應氣候變化,如何應對相應的風險。

1 海綿城市在房建項目中的應用理念

海綿城市建設在我國得到了廣泛的開展,但近年來,由于氣候變化引起的極端降水和極端干旱頻繁發(fā)生,海綿城市建設不失為一個有效的應對辦法。本文通過對開發(fā)設施、植物在海綿城市建設中的作用以及城市排水系統(tǒng)建設的探討,分析了極端氣候條件下海綿城市的建設模式。“海綿城市”作為新發(fā)展形勢下推動綠色城鎮(zhèn)建設、低碳生活理念的核心之一,主要指城市以“海綿”主要功能為基礎,即具備必要時蓄水、需要時滲水等應對外界雨水量暴增暴減等問題,通過綠色植被有效排布和設計而構建的生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新形式[1]。海綿城市建設中常用的下沉式綠地、生物保留區(qū)、雨園等開發(fā)設施,具有保留和儲存雨水徑流的功能。因此,在這些設施中選擇植物通常需要防水和防潮性。同時,要求需要具有雨水徑流的凈化功能,降解或消除雨水徑流中的污染物。例如,通過光合作用,雨水徑流中的氮、磷等物質轉化為自己的肥料;吸附重金屬材料富集,減少土壤污染;通過植物根系呼吸,在土壤根系周圍形成好氧和缺氧的微生物生態(tài)環(huán)境,形成有利于消除污染物清除的條件。

針對房建項目來說,海綿城市能夠和其有機結合,形成一體化、系統(tǒng)性的造福城市的“綠色手段”,綜合來說,海綿城市在房建項目中的應用理念可以包括以下幾個特定方面。

(1)“海綿”概念景觀鋪裝。對于一般城鎮(zhèn)中開發(fā)市政旅游景觀時,采用的大多為吸水性差、不符合綠色概念的材料。相對于這種情況,可以自主集水、滲水,實現(xiàn)雨水收集再通過管道運送引流的構造,也就是海綿城市在房建項目中的應用場景之一——“海綿”景觀的功能也就十分突出了。

(2)城市的“海綿”道路鋪設。目前城市中發(fā)生澇災等情況,大多是由于城市鋪設的路面不能達到很好的吸水、滲水功能。目前海綿城市概念對于道路鋪設的場景也提供了透水材料的方案。以這種“綠色”材料鋪設的城市道路可以加大雨水的滲透量,將其排入地下水或者特定的系統(tǒng)中,減少了城市的澇災情況的發(fā)生,也提高了雨水的使用效能和水源污染。

(3)本文重點闡述的“海綿城市”概念在綠色房屋建設中的應用。在一般的房屋建設中引入綠色植被的元素,將綠色植被的吸水、儲水作用用作“海綿”功能來收集雨水,有利于屋面的環(huán)境凈化以及整個城市整體的面貌。

2 種植屋面的設計

根據第一節(jié)列舉的眾多海綿城市理念在房建項目中的應用,我們不難得出這樣的結論:綠色種植屋面對于房建項目來說是一個具有可觀前景的重要舉措。對于具體種植屋面的設計,主要內容和注意要點可以包括以下幾個方面。

2.1 植被層設計

設計人員往往從房屋整體構型以及房屋采光等多個方面出發(fā)對整體的屋面植被層進行設計,主要包括對植物種類、植物高度、土壤性質、屋面結構、灌溉要求等的選取以及考察。一般來說,屋面植物的種類選取要根據當地適宜栽種且適宜光照的植物,應偏向于選擇易于種植(生長年限一般最好大于十年)且根莖不長、植物總高恰當的種類。

2.2 保溫隔熱層設計

對于保溫隔熱層的設計來說,需要綜合評判當地平均氣溫以及當地建筑節(jié)能標準,必須使得設計的保溫隔熱層符合規(guī)范且厚度適宜,所選擇的保溫隔熱層材料必須適宜,一般較為常見的是反射隔熱保溫涂料、耐高溫隔熱保溫涂料、納基隔熱軟氈等。確定了保溫隔熱層的材料還需綜合評判隔熱層花費的具體成本。

2.3 找坡層(找平層)設計

找坡層一般指的是房屋面為了將日常雨水天氣等情況下蓄的水排至既定系統(tǒng)(例如城市排雨蓄水系統(tǒng))而建造的具有一定坡度的斜面。對于找坡層的設計必須遵循一定原則,例如找坡層的厚度一般在15～20 mm,而對于找坡層的表面處理一般采用1∶3水泥砂漿平抹的形式。一般平面房屋的找坡層斜度為2%左右,溝底水落差一般不超過200 mm。

2.4 普通防水層設計

一般情況下,在屋面進行綠色植被種植前需要進行普通防水層的設計,采用的材料一般是防水涂料或者砂漿防水劑。若采用防水涂料,要求基面必須潔凈,且涂料施工幾面含水率需要小于9%。若采用砂漿防水劑,一般采用高級脂肪酸類砂漿防水劑,一般只需要將基面清掃干凈,并且無需與其他防水材料配合使用。

2.5 耐根穿刺防水層設計

耐根穿刺防水層采用的材料一般是耐根穿刺防水卷材。耐根穿刺防水卷材一般采用熱熔法施工,熱熔法施工是指利用火焰加熱器熔化熱熔型防水卷材底層的熱熔膠進行粘貼的方法。施工時,在卷材表面熱熔后(以卷材表面熔融至光亮黑色為度),應立即滾鋪卷材,使之平展,并輥壓粘結牢固。搭接縫處必須以溢出熱熔的改性瀝青膠為度,并應隨即刮封接口。

3 海綿城市中的綜合利用方法及作用

3.1 生物滯留系統(tǒng)

生物滯留系統(tǒng)一般是在建筑綠地內對于水源污染或者設施滲水嚴重的區(qū)域人工設計設置的一種可解決該情況的一種措施。作為海綿城市的舉措之一,生物滯留系統(tǒng)也為污染、滲水、原土侵入等情形提供了解決辦法。對于生物滯留系統(tǒng)的設施建設來說,其還需要滿足以下幾個條件:

(1)對污染嚴重的區(qū)域選擇植被緩沖帶對流入的雨水或者其他污水進行預處理;

(2)部分雨水或污水會經由道路豁口流入系統(tǒng),故需要在前期對這一斜面的坡度和其他因素考慮在內;

(3)若坡度較大,需要設置擋水裝置;(4)生物滯留系統(tǒng)的整體構造不宜設置過大;(5)應在生物直流系統(tǒng)的周圍設置防滲膜等。

3.2 屋面雨水收集系統(tǒng)

屋面雨水排放收集系統(tǒng)具有雨水排放和收集的雙重功能,按屋面雨水排水管路中的水流狀態(tài),把系統(tǒng)分成重力流、半有壓流和虹吸流三種系統(tǒng)。重力流系統(tǒng)中雨水在管路中呈不充滿狀態(tài);半有壓流系統(tǒng)中雨水在管路中呈氣水混合狀態(tài);虹吸流系統(tǒng)中雨水呈單相全充滿狀態(tài),各種不同的系統(tǒng)應使用專用的雨水斗。

3.3 透水鋪裝

透水鋪裝是一種可以對目標處理量進行攔截和臨時儲存的替代性鋪面,徑流從路面空隙中經過后得到過濾,然后進入下面的砂石儲層。經過過濾后的徑流可能會被收集起來,然后返回到輸送系統(tǒng)內,在這個過程中,部分徑流可能會滲入土壤。

目前市面上常見的透水鋪裝有嵌草鋪面、碎礫石鋪面、仿石材透水磚、透水混凝土、透水瀝青、透水磚,前三種材料在城市景觀設計中,景觀效果較為理想,用于海綿城市建設也是十分契合這一概念。

4 種植屋面的防水施工

4.1 分格縫施工方法

在屋面找坡層的設計過程中,一般需要設置分格縫來實現(xiàn)緩解熱脹冷縮、屈曲翹邊、伸縮斷裂等混凝土的不良現(xiàn)象發(fā)生。一般情況下,分格縫設置在屋面的轉角區(qū)域、邊緣地帶等,當然也可以根據需要,結合房屋基本構型來設計分格縫。一般情況下,分格縫的縱橫距離小于6 mm,并且其深度需要結合防水層的設計要求以及當地的平均降雨量的情況進行設計。此外,分格縫在某些情況下可以被用作排氣管,但該種情況下需要加大分格縫的縱橫距離,以提高氣體的排出效率。另外,需要在所有分格縫中填入防水材料,防止分格縫因滲水而發(fā)生的材料損壞等問題(也可以設置保護層)[2]。

4.2 找平層施工方法

首先地面基層處理,確保地面空鼓、起塊等缺陷已經被修補或鏟除。標高抹灰餅,一般面層抹灰厚度不小于20 mm,在墻面彈出找平控制線。其次刷水泥漿,泥砂漿配合比為水泥:砂=1∶2。最后表面亞光處理,表面壓光分兩次進行。第一次在水泥砂漿凝結稍有反水,待水泥砂漿終凝前進行第二遍壓光。

4.3 普通防水層施工方法

首先是對防水材料的選擇。防水材料的質量對整個防水工程的質量有著大的影響。前期,對于防水材料的選擇必須具有符合要求的性能。確定了防水層的材料之后,需要對基地進行平滑處理。因目前房屋建設鋪設植被的環(huán)節(jié)中,很多房屋頂部基層的區(qū)域沒有平滑的地面,故需要找到合適的辦法將基地平滑。要在特定的區(qū)域進行防水處理。例如要確?；酌娴母蓛艉透稍?在涂敷防水材料時,需要在干透后再刷一層,防止第一層涂敷的防水層因為沒有再細節(jié)上填充完整而無法起到真正的防水效果。另外,也需要確保防水材料涂敷的過程中沒有產生氣泡、裂紋等現(xiàn)象。最后,涂敷完防水層需要對其進行增加保護層處理,以防止在使用的過程中防水層遭到破壞。需要對整體結構進行閉水處理,以確保防水層具有良好的防水性能和效果。

4.4 鋼筋網片及剛性防水層施工工藝

工地地面安裝鋼筋網片能防止地面裂縫,加強地面混凝土的牢固性,工地地面鋼筋網片從現(xiàn)場施工情況來看,應鋪設在表面層下4 cm,具體而言,在金屬網結構中,網格尺寸是直接影響鋼筋網片直接使用的重要因素[3]。

4.5 節(jié)點及細部構造施工方法

在防水層和找坡層之間一般會留有空隙,并且在找坡層的分格縫之間也會存在節(jié)點以及內部構造方面的缺漏。所以需要嚴格控制防水層的涂布或鋪設,以定點的方式確定各層的位置和尺寸,非直接貼合的層與層之間要嚴格設置留白尺寸和縫隙,形成結構與結構之間緊密且適宜的節(jié)點和細部構造。

4.6 耐根穿刺防水層施工方法

一般情況下,根據選取的防水層的不同材料,耐根穿刺防水層的施工措施分別是熱熔法鋪貼、冷粘法鋪貼、空鋪法等等,選用不同的材料時,其接縫寬度和材料層厚度都不相同,需要根據具體實際情況來對應選擇。

5 結語

在海綿城市新城市建設概念的背景下,對于極端降雨和極端干旱,城市建設需要采取一定的措施來應對相應的風險,主要體現(xiàn)在以下兩個方面:植被選擇、排水系統(tǒng)建設。在城市景觀美化常用植物的基礎上,應考慮其抗水濕、凈化功能和耐旱特性。相關研究應深入探索植物的特點,為城市景觀綠化提供更多的選擇。對于海綿城市這一概念來說,綠色種植屋面為城市樣貌帶來了環(huán)保、綠色、生態(tài)的概念性體驗,同時也為現(xiàn)在的房屋建造和設計提供了全新的思路。根據本文討論的內容,需要對實際情況進行分析,選擇合適的各項材料,為綠色屋面種植提出切實可行的方案。