海绵城市理念下的建筑雨水系统设计思考

郝志华

广东呈斯意特建筑设计有限公司，广东惠州 516000

在当前的气候环境下，我国有很多城市在降雨量较多的季节出现地面、下水道雨水无法及时排出的问题，给居民正常出行造成诸多的不便，究其原因可知是因为城市雨水系统设计不合理。因此，城市建设部门需要在城市规划改造方案的制定中，积极学习国外先进的建设理念——海绵城市理念，来对雨水系统重新进行设计，使得系统可以有效地应对生态环境恶化与极端天气灾害导致的各类排水问题。

1 海绵城市概述

该理念将城市比作一块海绵，具有海绵弹性的特点，以此在生态循环中将城市作为一个重要的环节适应气候的异常变化，并且促使城市可以根据变化做出针对性的调整，最终促进城市生态化的建设。海绵城市建设时，将城市内部的绿化设施，江、河、湖水系等作为“海绵体”来控制雨水，对于无法控制的雨水可以让其通过泵站、管道系统来排出，因此，该理念在进行建筑雨水系统设计时，需要将自然生态作为关键的调节手段进行设计，再辅以人工手段，实现城市水涝问题的解决，最终在该系统各个环节的作用下使得雨水资源可以作为水资源应用在居民的生活中。城市降雨时，海绵城市理念下的建筑雨水系统可以对雨水进行吸收，之后经过蓄水、渗水、净水等环节的工作，实现雨水的清洁和循环利用[1]。在城市建设时充分发挥了城市存在的“海绵体”的作用，不仅排出了过多的雨水促进城市绿化植被的健康生长，调节气候条件，方便人们出行，而且也使得雨水、地下水等水资源可以在系统的处理和调蓄下，实现水资源的合理配置使用，促进生态循环系统与城市建设之间的和谐发展。

2 建筑雨水系统设计

在以往的城市建设中，由于道路建设时使用材料的渗水性较差，地面的降水基本是通过泵站、管道排出的，完全排出后再统一对管道末端收集的雨水进行处理。该种雨水系统应用的时间较长，设计之初是结合当时气候变化情况作出的设计，因此与目前日益严峻的生态环境不相适应，需要系统设计人员在充分把握海绵城市理念的基础上，对城市建筑雨水系统进行生态化的设计。

2.1 收集系统

2.1.1 屋面收集

以往的建筑屋面雨水收集系统在使用时，收集和排出雨水的速度非常快，使得屋面的雨水可以迅速地进入到集水设施装置中，保证屋面和地面留存的雨水量较少。但是在海绵城市建设理念的要求下，需要在屋面雨水收集时对其直接进行净化处理，之后再将雨水收集到集水器中，使得雨水可以在该环节实现初步的净化，去除杂质，减少后续雨水回收再处理的工序，也使得管道、泵站排水的压力减轻[2]。

2.1.2 地面收集

降雨之后的地面雨水较多，以往在处理时依托排水系统将雨水排出，在降雨量较少的天气里雨水可以顺利排出，一旦遇到降雨持续时间长，降雨量大时，以往的排水系统能力有限，无法将所有地面雨水全部排出。海绵理念下对建筑雨水系统的改进中，除了可以排水，还要重视雨水的利用[3]。因此，在雨水系统设计时联合城市道路设计单位，在道路路面施工时应用具有渗水作用的混凝土、地砖材料进行施工，使得雨水可以通过渗透作用进入到地下配备有净化装置的收集箱中，净化完毕后再流入到调蓄系统中。同时还需在城市绿色设施的地下，设计安装排水管道，减少雨水大量冲刷造成的土壤肥力下降和植被根部腐烂问题。

2.2 入渗系统

该系统属于海绵城市理念下雨水系统中添加的一个新的系统环节，使得有着雨水渗入的地面土壤，可以参与到自然生态的水文循环系统中，实现生态系统的正常化调节。目前，自然水文循环中的大气环境遭到严重破坏，导致气候异常，降雨量骤减和增多，使得生长在土壤中的植物无法正常获得养分，土壤无法发挥蒸发、蒸腾作用，在雨水分配不均下导致大气环境问题越来越多，影响人们的生活。传统的排水系统缺乏入渗处理环节，难以对水文循环系统进行修复。在目前的建筑雨水系统设计中，需要对下渗问题加强关注，以此促使雨水可以有效的下渗，地表径流减少，增强自然水文循环系统的自我修复能力，使得循环中的各个环节正常工作。设计时可以从城市绿化、地面建设两个方面展开：加大城市绿化植被的覆盖率。植被对于水分的需求量大，且土壤的渗透能力好，在植被吸收充足的水分后，土壤可以通过下渗作用处理雨水；下雨后道路地面聚集的雨水较多，透水砖的大量应用可以实现快速的下渗。该系统环节在设计时是模拟自然雨水入渗的过程进行的设计，以此实现大气、水、土壤、植被四个方面的平衡，如果入渗效果差，容易导致城市在降雨量较大的天气里形成雨水的聚集，引发一系列的生态问题。因此，入渗设计在整个建筑雨水系统设计中要结合城市的水文循环特点，进行科学的设计。

2.3 调蓄系统

在城市雨量不均衡时，通过雨水系统中的调蓄系统可以对收集到的雨水进行调节，以此可以在雨水收集量过大时，提前对蓄积的雨水进行排出，之后计划性的排出此次降雨后收集的雨水。基于海绵城市的调蓄系统在设计时，还需要具备雨水利用功能。因此，在具体设计中，设计人员可以通过城市水景景观、水池、管道三种方式进行调蓄系统环节的设计。首先，水景调蓄。水景景观使用的水量较多，可以在城市建筑周边区域多设计一些水景设施例如喷泉，以此在降雨时水景景观装置可以直接蓄积雨水，同时部分水景景观中种植有水生植物，可以对雨水进行净化，使得景观水质质量提高。其次，水池。很多建筑在雨水处理时，通过修建混凝土水池的形式来蓄积雨水，调节排出时较为方便快捷。最后，是管道调蓄。建筑物管道在进行改造时，可以对雨水收集管道进行调蓄系统设计处理，在雨水收集完毕后，对保存雨水的装备直接进行调蓄即可。在后两种设计方案中，蓄积雨水如果长时间没有调节，水质容易发生变化，要求及时使用回用系统进行再利用，或者及时排出。

2.4 回用系统

我国有着丰富的水资源储量，但是人均用水量较少。在科学技术的发展下，研发出的水净化系统可以对雨水进行净化，处理后的水可以在路面洒水、绿化灌溉中使用，实现水资源的重复利用，有助于生态环境的改善。因此，在雨水系统设计中回用系统的设计也非常重要。在设计时，需要把握好城市对于水资源的需求量以及蓄水储量，根据使用需要通过取水泵选取适量的雨水，使用消毒剂净化，待到雨水符合使用标准后，通过供水系统给城市净化、消防、植被灌溉等工作的开展进行供水。

2.5 排放系统

雨水需要通过排放系统从城市的地面上排出去，减少地面积水。以往应用的排水系统发挥排水作用时，虽然在一定程度上减少了地面径流量，但是排水的压力较大，长时间高负荷的排水处理后，使得系统功能下降，后续的排水效果不理想。海绵城市下的雨水经过调蓄后，进入到排水系统的水量已经减少，雨水可以直接流入到排放系统周边的“海绵体”或者地下管道中。在设计时，设计人员需要从密封性、淤泥排出两个方面来设计：首先是密封性。建筑雨水系统中的排水系统大部分管道处于地下，如果管道上有孔隙存在，地下水容易进入到管道中，使得排水量增大，雨水无法完全排出，因此，可以通过在管道上涂抹防水胶的方式，或者定期检查管道质量的方式，确保管道的密封效果较好。其次淤泥处理。排水系统中的雨水来自于调蓄系统，由于雨水在调蓄阶段不会立刻排出，需要保存一段时间，因此，雨水在蓄积装置中，会产生淤泥，排水时容易发生管道的堵塞问题，设计时可以对两个系统之间连接点可拆卸功能进行加强，以便系统检修人员可以便捷的拆开连接处的管道，清理淤泥。通过排放井，将所有的淤泥排放到相应的区域。

3 结语

城市化的不合理发展建设，必然导致生态环境的改变，进而使得植被减少，自然灾害频繁发生，反过来阻碍城市的继续发展。在城市化建设时，要求设计人员融合生态环境理念来进行设计与建设，以此在环境质量提高的基础上，促进城市化建设进程的加快。海绵城市理念良好地协调了生态环境、城市之间的关系，通过对建筑雨水系统的优化设计，使得城市生态质量获得提高，因此，该理念是我国城市化建设中需要加强应用的建设理念。目前，我国仅有部分城市依托该理念进行了城市建设设计，总结了较多的设计经验与施工经验，应用空间非常广阔，国家需要继续投入资金和技术在全国范围内普及海绵城市下的建筑雨水系统设计与应用工作。

[1] 孙巧兰.海绵城市理念下低影响开发雨水系统及应用[J].淮阴工学院学报，2017，26（5）：68-74.

[2] 牛新，吴传德.以单体建筑雨水利用系统为例的海绵城市探讨[J].低碳世界，2017（25）：144.

[3] 杨卫敬.平原城市住宅小区雨水调蓄系统设计[D].河南工业大学，2017.