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海绵城市理念在建筑庭院设计中的应用探讨论文

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2023-01-11 10:02:57    来源:    作者:lvyifei

摘要:摘要:文章从海绵城市理念的发展历程、建设现状等各方面出发,探讨海绵城市理念在建筑庭院设计中的应用形式以及改善措施。将海绵城市理念引入建筑庭院设计,不仅可以为海绵城市建设出力,还可以从另一方面提高公众对海绵城市建设的认知程度,引导大众养成良好的雨水收集、管理习惯。

  摘要:文章从海绵城市理念的发展历程、建设现状等各方面出发,探讨海绵城市理念在建筑庭院设计中的应用形式以及改善措施。将海绵城市理念引入建筑庭院设计,不仅可以为海绵城市建设出力,还可以从另一方面提高公众对海绵城市建设的认知程度,引导大众养成良好的雨水收集、管理习惯。

  关键词:海绵城市;建筑庭院;庭院设计;雨洪管理;雨水花园

  前言

  2016年,郑州开始建设海绵城市,2021年夏天,郑州罕见暴雨造成巨大的生命和财产损失,一时间,所有的质疑和谩骂声让海绵城市建设成为众矢之的,大众一度认为海绵城市的建设可以从根本上解决城市内涝问题。

海绵城市理念在建筑庭院设计中的应用探讨论文

  根据国家住建部2020年的调研显示,从2008年到2010年,共有约62%的城市发生过城市内涝,尤其是夏季。夏季城市内涝的主要原因有夏季降雨量大、市政管网排水压力激增、城市绿地日益减少、雨水下渗能力下降等,为了缓解城市内涝的问题,我国从2015年开始加大海绵城市的试点建设。创建海绵城市,需要城市各个板块一起协同作用,如在城市道路、市政给排水、街道绿地、校园景观、住宅小区、建筑庭院等建设或改造环节中引入海绵城市理念。本文阐述了将海绵城市理念引入民用建筑庭院设计中的必要性以及具体方法,为海绵城市建设提供理论基础。

  一、海绵城市与民用建筑庭院

  (一)海绵城市

  海绵城市理念可以理解为城市像海绵一样,在下雨的时候吸收雨水,缓慢地下渗,通过一系列处理后达到缓解市政管网排水压力、净化水质、补给地下水的效果,在应对强降雨等灾害影响下具有良好的弹性。海绵城市能够在源头上降低内涝风险。

  海绵城市理念的提出最早要追溯到2003年,著名的景观设计师俞孔坚教授提出的用“海绵”比喻自然系统调节洪涝的能力;2008年—2011年是海绵城市理念的探索阶段,上海世博后滩湿地公园是海绵城市理念初步探索的成果;2013年习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话也强调了要建设“自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”;2015年国务院印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》。自此,国家开始正式部署推进海绵城市建设试点工作。

  海绵城市是新一代雨洪管理理念,旨在建设水弹性城市,国际术语为“低影响开发雨水系统构建(LID)”。传统的雨水排放系统主要通过城市管道排放,这是一种“快排”模式,是一种末端集中控制方式,而海绵城市通过如透水铺装、下沉式绿地、蓄水池、雨水池等下渗减排、集蓄利用的方式进行排水,达到以源头分散的控制方式有效地减缓城市内涝。海绵城市控制目标主要有控制径流总量、控制径流峰值,水体污染、雨水资源化。

  (二)民用建筑庭院

  庭院一般是指建筑物四周或被建筑物包围的场地,建筑庭院一般包括建筑中庭、别墅庭院等等,虽然单个庭院面积比较小,但是如果绝大多数的民用建筑庭院在建设时都能考虑到雨水下渗、净化、再利用,对于整个城市雨洪管理的作用也不容小觑。

  (三)海绵城市理念在建筑庭院设计中的优势

  海绵城市最主要的优势就在于减少内涝、净化雨水、雨水再利用、涵养地下水等,除此之外还能够减少城市的热岛效应。

  二、海绵城市理念在民用建筑庭院中的应用原则

  (一)因地制宜

  海绵城市建设要根据各个城市特性进行调整,规划建设前期要充分调研,不能照搬其它城市的成功经验。海绵城市理念在不同的城市板块应用的方式不同。建筑庭院一般来说面积较小,绿化率比较高,我们可以根据建筑庭院所在的位置调整应用形式。

  (二)与景观设计相结合

  民用建筑庭院中海绵城市理念的应用应充分考虑到美观性,在满足处理雨水的基础上,充分选用合适的植物树种。不同品类的植物互相搭配可以提高对植物雨水的净化能力,如:将常绿植物与落叶植物混合种植可以提高冬季水体净化的能力;选择根系多并且枝繁叶茂的植物如芦竹、蒲苇、香根草等,既可以吸收土壤中氮、磷、钾等矿物质,又能营造植物景观;使用香花植物,如美人蕉、茨菇、黄菖蒲等具有香味又能净化水质的植物,提高庭院整体的景观效果。

  (三)考虑植物生长要求

  在海绵城市建设中,一部分绿地会要考虑到做成下凹绿地,用于减缓雨水的下渗速度、净化水质,在雨季,下凹绿地的含水量会急剧增加,但在旱季,有可能面临干旱的情况,所以我们在建筑庭院设计中要能充分考虑到植物的抗性,是否耐水淹并具有一定的抗旱性,如斑叶芒、细叶芒、马蹄金、旱伞草等。部分城市雨水ph值偏低,则还需要考虑到耐酸性植物的配置比例,如杜鹃花、八仙花、栀子花、紫鸭跖草、兰科植物等。

  三、海绵城市在建筑庭院设计中的实际应用方式

  海绵城市目前在城市中的应用形式主要有雨水花园、下凹绿地、生物滞留带、植草沟、绿色屋顶、人工湿地、植被缓冲带、透水铺装、生态驳岸、湿塘等。其中人工湿地、生态驳岸、湿塘等受到地域面积的限制,不适用于民用建筑庭院。现例举几项适合民用建筑庭院的应用方式及其优缺点进行说明。

  (一)铺装

  海绵城市建设中最常用的铺装方式就是透水铺装、地面导流设计。常见的透水铺装主要有透水砖、透水混凝土和透水沥青。透水砖、透水混凝土在广场、停车场、人行道等方面运用较为广泛,而透水沥青主要用于机动车道。这类新型材料虽然透水效果好,但是在民用建筑庭院中应用难度大,成本高。在庭院设计中,因庭院面积一般不大,我们可以直接从铺装形式下手,尽量避免整块的、大面积的混凝土铺装,庭院内部道路可以使用汀步、碎石子等,平台铺装可以选用防腐木,建设可以透水的木质平台,这样既可以保证透水效果,同时也不会提高庭院的建造和设计成本,大众接受程度更高。

  (二)下凹绿地

  下凹绿地顾名思义是一种低于周边地面的下凹式绿地,在建设时,在凹地内埋放溢流管,溢流管接入市政管道或者渗井,雨天时能有效地收集雨水,减少地表径流外排,并且补充地下水。当降雨量过大,下凹绿地内水位升高至溢流管高度时,雨水可以经溢流管排放至市政管道。

  但是下凹绿地也有其限制性,雨水量过大、降雨时间过长时,可能会导致植物烂根的情况,同时因为其高度低于地面可能会导致垃圾堆积、植物枯枝烂叶堵塞溢流管等情况,需要定期进行清理。除此以外,下凹绿地受到种植土层厚度的影响,植物种植种类受限,植物景观营造的效果一般。

  (三)植草沟

  植草沟主要用于雨水的运输和预处理,以代替传统的排水沟渠。在道路和绿化之间设置植草沟有助于进行雨水管理,使得雨水更好地排放到雨水花园里,减少对植物带的冲刷,也可避免土地裸露。

  植草沟的弱点在于雨水停留的时间较短,净化的能力比较弱。

  (四)绿色屋顶

  绿色屋顶也就是屋顶绿化,对于构建海绵城市也有一定作用。屋顶裸露会导致屋顶表皮老化,影响建筑寿命,绿色屋顶可以有效地减少建筑屋顶径流总量和污染负荷。除此之外,屋顶绿化还能降低夏季建筑室内温度。

  强降水时,屋顶的径流也是导致城市市政管网压力过大的原因之一,如何将屋顶雨水存蓄并使用起来也是构建海绵城市的着力点之一。除此之外,绿色屋顶的主要优点有:提高绿化覆盖率、减少热岛效应、缓解环节建筑屋面的溢流,减少排水压力、保护屋面结构、保温隔热,节省能源。

  在绿色屋顶设计时要考虑到以下问题:植物配置、抗风性、荷载压力、排水和植物根系穿刺等。

  (五)雨水花园

  雨水花园是自然形成或者人工挖掘的下凹绿地,雨后可以减缓雨水渗透的速度,通过植物以及沙土来净化雨水,达到避免内涝、涵养地下水、补给灌溉用水的目的,是一种生态可持续的雨洪控制系统。雨水花园因其集功能和景观于一体的特性是海绵城市建设中应用最多也最受欢迎的一种方式。

  植物选择原则:一是优先选用本土先锋植物;二是选用根系发达、生命力,强净化能力的植物;三是选用抗性强的植物,既能耐涝又有一定的抗旱能力的两栖植物;四是多种类搭配提高净化污染的能力和观赏效果。

  四、改善方向

  (一)制定总体规划

  海绵城市的建立不是仅靠改善城市路面或者建设少量雨水花园就能完成的。城市规划建设海绵城市之初就要制定好总体的规划,无论是城市路面、管网系统、城市绿地、社区绿地等各方面都需遵循城市海绵建设的总体规划,协调统一,共同推进海绵城市建设。

  (二)提高施工技术水平

  海绵城市建设的应用方式如透水铺装、地面导流、雨水花园、下沉绿地等都是新型的建设方式,对施工技术水平要求较高。因此,要提高施工技术水平可以从以下几点入手:一是学习雨洪管理技术成熟国家的先进技术,加强技术创新。二是政府统筹编写相关技术手册或将海绵城市建设施工技术写入相关专业教材,使施工技术人员及学生能够有渠道系统地学习海绵城市建设的施工技术。

  (三)加大科普宣传力度

  目前,公众对海绵城市的认识程度不高,即使是对海绵城市有一定了解也对海绵城市存在误解,绝大部分人认为海绵城市可以在根本上解决城市内涝的问题,而公众对海绵城市的认识了解程度会直接影响到海绵城市的建设,公众对海绵城市的了解程度越高则配合建设海绵城市的程度也会越高。因此,要提高海绵城市的建设效果需要加大海绵城市的科普宣传力度。社区可以组织一些宣传科普活动,将海绵城市的理念以及雨水花园等雨洪管理、净化的做法教给社区民众,让大家从自家的小花园做起,形成收集雨水的习惯,从一点一滴影响整个城市的雨洪管理效果。

  结语

  本文基于海绵城市的理念对建筑庭院中雨洪管理提出可行做法和建议。要做好海绵城市建设还是需要依靠广大公众的力量,提高公众对海绵城市的认识,引导公众从自家门口的绿地做起,保护生态,恢复生态,收集雨水,利用雨水,从而提高住宅区的雨水利用率,为推进整个城市的海绵城市建设进程贡献力量。

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