海綿城市理念下的建筑雨水系統設計思考

郝志華

廣東呈斯意特建筑設計有限公司，廣東惠州 516000

在當前的氣候環境下，我國有很多城市在降雨量較多的季節出現地面、下水道雨水無法及時排出的問題，給居民正常出行造成諸多的不便，究其原因可知是因為城市雨水系統設計不合理。因此，城市建設部門需要在城市規劃改造方案的制定中，積極學習國外先進的建設理念——海綿城市理念，來對雨水系統重新進行設計，使得系統可以有效地應對生態環境惡化與極端天氣災害導致的各類排水問題。

1 海綿城市概述

該理念將城市比作一塊海綿，具有海綿彈性的特點，以此在生態循環中將城市作為一個重要的環節適應氣候的異常變化，并且促使城市可以根據變化做出針對性的調整，最終促進城市生態化的建設。海綿城市建設時，將城市內部的綠化設施，江、河、湖水系等作為“海綿體”來控制雨水，對于無法控制的雨水可以讓其通過泵站、管道系統來排出，因此，該理念在進行建筑雨水系統設計時，需要將自然生態作為關鍵的調節手段進行設計，再輔以人工手段，實現城市水澇問題的解決，最終在該系統各個環節的作用下使得雨水資源可以作為水資源應用在居民的生活中。城市降雨時，海綿城市理念下的建筑雨水系統可以對雨水進行吸收，之后經過蓄水、滲水、凈水等環節的工作，實現雨水的清潔和循環利用[1]。在城市建設時充分發揮了城市存在的“海綿體”的作用，不僅排出了過多的雨水促進城市綠化植被的健康生長，調節氣候條件，方便人們出行，而且也使得雨水、地下水等水資源可以在系統的處理和調蓄下，實現水資源的合理配置使用，促進生態循環系統與城市建設之間的和諧發展。

2 建筑雨水系統設計

在以往的城市建設中，由于道路建設時使用材料的滲水性較差，地面的降水基本是通過泵站、管道排出的，完全排出后再統一對管道末端收集的雨水進行處理。該種雨水系統應用的時間較長，設計之初是結合當時氣候變化情況作出的設計，因此與目前日益嚴峻的生態環境不相適應，需要系統設計人員在充分把握海綿城市理念的基礎上，對城市建筑雨水系統進行生態化的設計。

2.1 收集系統

2.1.1 屋面收集

以往的建筑屋面雨水收集系統在使用時，收集和排出雨水的速度非?？?，使得屋面的雨水可以迅速地進入到集水設施裝置中，保證屋面和地面留存的雨水量較少。但是在海綿城市建設理念的要求下，需要在屋面雨水收集時對其直接進行凈化處理，之后再將雨水收集到集水器中，使得雨水可以在該環節實現初步的凈化，去除雜質，減少后續雨水回收再處理的工序，也使得管道、泵站排水的壓力減輕[2]。

2.1.2 地面收集

降雨之后的地面雨水較多，以往在處理時依托排水系統將雨水排出，在降雨量較少的天氣里雨水可以順利排出，一旦遇到降雨持續時間長，降雨量大時，以往的排水系統能力有限，無法將所有地面雨水全部排出。海綿理念下對建筑雨水系統的改進中，除了可以排水，還要重視雨水的利用[3]。因此，在雨水系統設計時聯合城市道路設計單位，在道路路面施工時應用具有滲水作用的混凝土、地磚材料進行施工，使得雨水可以通過滲透作用進入到地下配備有凈化裝置的收集箱中，凈化完畢后再流入到調蓄系統中。同時還需在城市綠色設施的地下，設計安裝排水管道，減少雨水大量沖刷造成的土壤肥力下降和植被根部腐爛問題。

2.2 入滲系統

該系統屬于海綿城市理念下雨水系統中添加的一個新的系統環節，使得有著雨水滲入的地面土壤，可以參與到自然生態的水文循環系統中，實現生態系統的正?；{節。目前，自然水文循環中的大氣環境遭到嚴重破壞，導致氣候異常，降雨量驟減和增多，使得生長在土壤中的植物無法正常獲得養分，土壤無法發揮蒸發、蒸騰作用，在雨水分配不均下導致大氣環境問題越來越多，影響人們的生活。傳統的排水系統缺乏入滲處理環節，難以對水文循環系統進行修復。在目前的建筑雨水系統設計中，需要對下滲問題加強關注，以此促使雨水可以有效的下滲，地表徑流減少，增強自然水文循環系統的自我修復能力，使得循環中的各個環節正常工作。設計時可以從城市綠化、地面建設兩個方面展開：加大城市綠化植被的覆蓋率。植被對于水分的需求量大，且土壤的滲透能力好，在植被吸收充足的水分后，土壤可以通過下滲作用處理雨水；下雨后道路地面聚集的雨水較多，透水磚的大量應用可以實現快速的下滲。該系統環節在設計時是模擬自然雨水入滲的過程進行的設計，以此實現大氣、水、土壤、植被四個方面的平衡，如果入滲效果差，容易導致城市在降雨量較大的天氣里形成雨水的聚集，引發一系列的生態問題。因此，入滲設計在整個建筑雨水系統設計中要結合城市的水文循環特點，進行科學的設計。

2.3 調蓄系統

在城市雨量不均衡時，通過雨水系統中的調蓄系統可以對收集到的雨水進行調節，以此可以在雨水收集量過大時，提前對蓄積的雨水進行排出，之后計劃性的排出此次降雨后收集的雨水?；诤＞d城市的調蓄系統在設計時，還需要具備雨水利用功能。因此，在具體設計中，設計人員可以通過城市水景景觀、水池、管道三種方式進行調蓄系統環節的設計。首先，水景調蓄。水景景觀使用的水量較多，可以在城市建筑周邊區域多設計一些水景設施例如噴泉，以此在降雨時水景景觀裝置可以直接蓄積雨水，同時部分水景景觀中種植有水生植物，可以對雨水進行凈化，使得景觀水質質量提高。其次，水池。很多建筑在雨水處理時，通過修建混凝土水池的形式來蓄積雨水，調節排出時較為方便快捷。最后，是管道調蓄。建筑物管道在進行改造時，可以對雨水收集管道進行調蓄系統設計處理，在雨水收集完畢后，對保存雨水的裝備直接進行調蓄即可。在后兩種設計方案中，蓄積雨水如果長時間沒有調節，水質容易發生變化，要求及時使用回用系統進行再利用，或者及時排出。

2.4 回用系統

我國有著豐富的水資源儲量，但是人均用水量較少。在科學技術的發展下，研發出的水凈化系統可以對雨水進行凈化，處理后的水可以在路面灑水、綠化灌溉中使用，實現水資源的重復利用，有助于生態環境的改善。因此，在雨水系統設計中回用系統的設計也非常重要。在設計時，需要把握好城市對于水資源的需求量以及蓄水儲量，根據使用需要通過取水泵選取適量的雨水，使用消毒劑凈化，待到雨水符合使用標準后，通過供水系統給城市凈化、消防、植被灌溉等工作的開展進行供水。

2.5 排放系統

雨水需要通過排放系統從城市的地面上排出去，減少地面積水。以往應用的排水系統發揮排水作用時，雖然在一定程度上減少了地面徑流量，但是排水的壓力較大，長時間高負荷的排水處理后，使得系統功能下降，后續的排水效果不理想。海綿城市下的雨水經過調蓄后，進入到排水系統的水量已經減少，雨水可以直接流入到排放系統周邊的“海綿體”或者地下管道中。在設計時，設計人員需要從密封性、淤泥排出兩個方面來設計：首先是密封性。建筑雨水系統中的排水系統大部分管道處于地下，如果管道上有孔隙存在，地下水容易進入到管道中，使得排水量增大，雨水無法完全排出，因此，可以通過在管道上涂抹防水膠的方式，或者定期檢查管道質量的方式，確保管道的密封效果較好。其次淤泥處理。排水系統中的雨水來自于調蓄系統，由于雨水在調蓄階段不會立刻排出，需要保存一段時間，因此，雨水在蓄積裝置中，會產生淤泥，排水時容易發生管道的堵塞問題，設計時可以對兩個系統之間連接點可拆卸功能進行加強，以便系統檢修人員可以便捷的拆開連接處的管道，清理淤泥。通過排放井，將所有的淤泥排放到相應的區域。

3 結語

城市化的不合理發展建設，必然導致生態環境的改變，進而使得植被減少，自然災害頻繁發生，反過來阻礙城市的繼續發展。在城市化建設時，要求設計人員融合生態環境理念來進行設計與建設，以此在環境質量提高的基礎上，促進城市化建設進程的加快。海綿城市理念良好地協調了生態環境、城市之間的關系，通過對建筑雨水系統的優化設計，使得城市生態質量獲得提高，因此，該理念是我國城市化建設中需要加強應用的建設理念。目前，我國僅有部分城市依托該理念進行了城市建設設計，總結了較多的設計經驗與施工經驗，應用空間非常廣闊，國家需要繼續投入資金和技術在全國范圍內普及海綿城市下的建筑雨水系統設計與應用工作。

[1] 孫巧蘭.海綿城市理念下低影響開發雨水系統及應用[J].淮陰工學院學報，2017，26（5）：68-74.

[2] 牛新，吳傳德.以單體建筑雨水利用系統為例的海綿城市探討[J].低碳世界，2017（25）：144.

[3] 楊衛敬.平原城市住宅小區雨水調蓄系統設計[D].河南工業大學，2017.