海绵型建筑智慧化升级思考

吴 锋 李荣智 罗立娜

（广州铁路职业技术学院，广东广州 510430）

1 海绵型建筑现状

海绵城市是一种新型城市雨洪管理概念，可以像海绵一样吸收雨水，抵制雨洪带来的城市洪涝灾害，缓解热岛效应，有利于城市适应环境变化，具有良好的弹性功能，又称为“水弹性城市”。本文将海绵型建筑分为海绵型道路、海绵式管廊与绿色生态城区三大板块，逐步进行分析。

1.1 海绵型道路

在早期的城市道路计划建设中，大多数城市的路面呈不透水性。降水时，雨水被直接作为污水而处理，阻断了雨水对地下水的补充，不利于地下水形成，严重削弱城市生态系统的循环功能和城市的可持续发展能力。海绵型道路可分为透水性路面、下沉式道路与下凹式绿地。

（1）透水性路面是“海绵城市”理念提及的新型城市道路，在保证路面抗压强度的前提下，增大路面混凝土的孔隙率，有利于雨水快速渗入地下。在人行辅道上铺设路面砖，利用砖块间的空隙进行透水下渗。

透水性路面如图1所示。

图1 透水性路面

（2）下凹式道路是一种贯彻“海绵城市”理念的可调蓄以及可持续新型生态基础设施。下沉式道路中间表面高于两侧50～300mm，两侧建设绿植带，最大限度地将道路雨水与有机污染物收进道路两边的绿化植被，减少雨水径流量。

（3）下凹式绿地泛指具有一定调蓄容积、可用于调蓄和净化径流雨水的绿地，包括渗透塘、雨水湿地、生物滞留设施等。下凹式绿地常伴随下沉式道路出现，如下沉式道路两侧的绿化带，具有一定的储蓄功能，可以利用植物、土壤吸收、渗透和调蓄。下凹式绿地能够解决暴雨天气情况下的排水问题，缓解恶劣天气引发的滞洪灾害；绿色植物带能够吸附路面灰尘，减小路面扬尘现象，净化有机污染物，减轻路面空气污染。

1.2 地下海绵管廊

海绵管廊是地下综合管廊与海绵城市结合的综合体，地下综合管廊在城市地下建设一个隧道空间，将电力、通信、供热、给排水等各方面工程管线综合为一体，统一规划、统一建设、统一监测，是保证城市正常运行的一种重要基础设施。在早期城市建设的传统管道，大排水量与小排水量地区均使用大口径管道，未能充分针对不同地区的降水量和地理情况进行合理排水系统计划，导致地下排水体系参差不齐，处理能力低下，远不能满足排涝需求。新兴的地下海绵管廊建设，应在保持水生态系统的正常运行情况下，提高对雨水的储蓄能力和对超标雨水的调度能力[1]。海绵管廊需要对地理水文、地下建筑与排水管道等信息进行协调分析，充分灵活管理地下与地上的关系，促进城市的排水运行顺畅和城市化空间结构的成长。

地下综合管廊如图2所示。

图2 地下综合管廊

明确地下与地上之间的关系，推进海绵城市的地下海绵型管道工作，形成地下综合管廊建设体系，建立健全的海绵城市地下设施建设和日常管养长效机制。我国对海绵式管道的认识处于初期接触层面，没能充分发挥海绵管道的作用。海绵管道施工时间较长，给城市正常运行带来诸多不便，相关工作实施耗资巨大，导致我国大部分地下海绵式管道建设停滞不前或建设标准未能达到期待值。

1.3 绿色生态城区

绿色生态城区定义在建筑、基础设施以及空间的布局等方面，按照环境友好、资源可持续利用的要求规划、设计、建设城市开发区、新型城区、专一功能区等。可以将绿色城区分为住宅区海绵型建筑的规划建设、娱乐园区的海绵型建筑建设、工业园区海绵型建筑的规划设计三部分[2]。

绿色生态城区如图3所示。

图3 绿色生态城区

（1）住宅区海绵型建筑的规划建设。

住宅区海绵型建筑建设是重要的城区建设，建设成果直接影响居民的生活幸福指数。应重视人与自然的关系，贯彻落实“尊重自然”与“可持续性发展”理念。在已建设住宅区中构建GI框架，为已形成的“灰色”排水基础设施添置绿色，发挥自然设施的可持续性功能，如建设绿色屋顶、参观式排水管道和生态停车场等可持续性设施。

（2）娱乐园区海绵型建筑的规划设计。

娱乐园区的重点侧重于雨水的去污净化、废水的生态再循环与超标雨水调度。应充分处理公园与绿地海绵城市的规划设计，通过植物的蒸腾作用调节环境中空气的湿度，改善小气候环境，利用其自然植被建设雨水花园、景观花园和湿地公园等绿色基础设施，消耗径流雨水并与区域内的排水系统和蓄水系统等设施相联系。使雨水进入场地后渗入地下再转移至蓄水池，沉污、净污，重复再使用，提高雨水的利用率。配置种植合理的植物，有效去除雨水中的人工垃圾、重金属离子及病原体等不利于人类的物质。

（3）工业园区海绵型建筑的规划设计。

其他城市小区、公园地区的建设有着极大的差别，工业园区主要使用硬化水泥面和大型工业专用地砖，绿色植被面积和排水系统较少。工业园区建设应在满足工业需求与相关标准的基本标准下，选取一些透水性较好的工业材料，减少地面积水现象与地面径流量，最大限度吸收、渗透和调蓄雨水的径流量。结合下沉式道路绿色带建设，使渗透后的雨水从路面转移至土壤层，用于浇灌绿植被，将超标的雨水通过地下海绵管廊排放至其他地方。在工业园区海绵城市的规划设计中，将储水装置与排水系统相互协调，科学合理地调度雨水的流向。

2 海绵型建筑的运用、分析与建议

2.1 运用

我国是以海绵城市建设为理念的国家。在现有的城市中贯彻“海绵城市”理念，为已有“灰色”基础建设设施添加绿色“服装”，最大限度地发挥海绵城市的作用，落实海绵城市建设体系。

2.2 分析

国内城市建设起点晚、对海绵城市建设不够了解，使用的技术不够先进，导致前期贯彻“海绵城市”理念建设出的成品粗糙、无法协调人与自然、城市与自然之间关系，但新型城市建设的海绵型建筑具有较大的提升的空间。

2.3 建议

海绵型建筑建设中，绿色基础设施应与灰色基础设施[3]相结合，海绵型城市建设应遵循优先生态原则，极力协调解决“多合一”问题。海绵城市建设采取“六大方针措施”，分别为渗、滞、蓄、净、用、排。六项元素相互协调，实现海绵城市建设优化，建设海绵城市的关键为不断提高“海绵体”规模和质量，推动六项方针，衍生出四种实用技术[4]。

（1）渗透技术指通过绿色屋顶、透水性道路、渗透池等设施减少雨水积水量和排水系统的排水压力，补充地下水，促进水的可持续循环。

（2）截污净污技术指通过蓄水池、净水池、雨水花园、参观式景观排水管、综合式绿植带等设施去污净化水资源，改善城市水环境。净化过的水资源可用于各种用途，解决城市水资源紧缺问题。

（3）转输技术指通过地下综合管廊、道路排水立道牙与参观式景观排水管等设施传输雨水，缓解内涝暴雨的排水压力，减少路面积水与促进雨水的生态循环。

（4）储存技术指通过雨水湿地与蓄水池等设施建设调配雨水去向，将超量降雨量从饱和地区向不饱和地区转移，实现不同功能区之间水资源的协调平衡循环。

3 结语

建设海绵型建筑是海绵城市建设的必经之路，是未来城市发展的必然结果。在实施过程中，必须联合做好海绵城市的每一项工作，将每个环节落实到位。海绵城市的概念不是取代原有的排水系统，是对原有系统的补充和减负，让城市本身作用发挥最高限度，真正做到“小雨不积水，大雨不内涝，水体不污染，热岛可缓解”现象。海绵型建筑的实施建设离不开国家政策的大力支持。截至2017年底，国家已经实施部署30多个海绵城市建筑试点城市。我国城市建设起步较晚，对海绵城市建设的认识不够。将国外先进的海绵城市建设技术与我国城市实际情况结合，逐渐打造符合我国国情特有的海绵城市建设技术。建设海绵城市是一项综合性系统化的造福工程，是一项长期且而又艰巨的任务，面对这个巨大机遇和挑战，将海绵型建筑行业推上国际舞台，还需要不断努力奋进，在建设实践中研究探讨，实现海绵型建筑事业蓬勃发展。