既有建筑小区海绵型改造的集约化设计探讨

作者:张帆 张春杰
单位:东南大学建设与房地产系 聊城市住房与城乡建设局
摘要:既有建筑小区实施海绵型改造是海绵城市建设的重要内容之一, 也是障碍最多、难度最大的一项工作。以集约化的设计理念, 探讨既有建筑小区海绵型改造的设计指标、设计内容和设计途径, 以期为该类型海绵项目设计提供参考。
关键词:既有建筑小区 海绵型改造 集约化设计 海绵城市
作者简介:张帆, 女, 生于1992年, 山东聊城人, 博士研究生, 研究方向:住房保障, 养老保障, 可持续社区, 城市问题。; 张春杰, 男, 生于1965年, 山东聊城人, 高级工程师, 研究方向:城市建设, 项目管理, 海绵城市, 综合管廊。

   国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》 (国办发[2015]75号) 要求, 通过海绵城市建设, 综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施, 最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响, 将70%的降雨就地消纳和利用。指导意见要求到2020年, 城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年, 城市建成区80%以上的面积达到目标要求。从近几年的实践来看, 新开工工程都严格遵守海绵城市理念进行规划设计和项目建设, 成效显著。但是, 既有建筑小区海绵型改造进展相对迟缓, 效果不佳。客观原因是既有建筑小区开发强度大、建筑密集、硬化率高, 改造空间小, 地面和屋面无序利用, 地下管线设施埋设随意杂乱, 实施海绵型改造的障碍多、难度大;究其深层根源主要在于主观设计理念问题。为此, 本文以集约化的设计理念, 探讨分析既有建筑小区设计指标、设计内容和设计途径。

1 海绵型改造的设计指标

1.1 划分管控分区

   《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建 (试行) 》以海绵城市年径流总量控制率分布图的形式明确了全国各地的年径流总量控制率目标值。据此, 依据城市建设总体规划和水系规划、排水 (雨水) 防涝规划, 结合河流分布、地形地貌、开发建设情况和路网结构等, 统筹分析海绵型建设适宜程度, 通过编制海绵城市建设专项规划, 将规划范围划分为若干管控分区。

1.2 管控分区年径流总量控制率

   将年径流总量控制率目标值分解到各管控分区时, 参考海绵城市建设经验, 比较理想的控制率为80%~85%, 对海绵城市建设条件较好的分区可以适当提高, 较差的分区要适当降低。据此, 以当地年径流总量控制率目标值为核心指标, 统筹考虑各管控分区的水文状态、改造难度、内涝程度、下垫面、市政管网等情况, 通过开发模型计算分析, 首先假设各管控分区的年径流总量控制率目标值。进而, 再进一步对各管控分区径流总量控制率综合加权平均, 与年径流总量控制率核心值进行对比。若符合, 则确定下来管控分区的年径流总量控制率目标值;若不相符, 则适当调整假设目标值, 直至回归到年径流总量控制率核心值, 才算将各管控分区的年径流总量控制率目标值确定下来 (见图1) 。

1.3 建筑小区设计降雨量

   通过收集当地降雨资料, 经过统计分析编制《当地年径流控制率与设计降雨量对应关系图》, 可以得到各建筑小区所在管控分区的年径流总量控制率目标值, 作为建筑小区的设计降雨量。

2 海绵型改造的设计内容

   建筑小区海绵型改造的基本内容有两部分。一是楼体, 包括接纳收集雨水的屋面和雨水管以及楼体周边的散水等设施。二是地面, 主要是改造非透水地面铺装, 包括人行和车行路面、停车位、自行车棚以及暴露于地面并空闲着的消防水池、化粪池硬质顶盖。对于既有建筑小区仅仅对楼体和地面等基本内容进行通常性的改造设计, 是难以达到海绵城市建设指标要求的。为此, 需要接受和创新集约化设计理念, 深入地就地拓展和挖潜改造空间, 丰富和优化设计内容, 集约融合利用地面空间、集中叠合利用立体空间、集成共同利用地下空间 (见图2) 。

2.1 集约融合利用地面空间

   优化建筑小区平面设计, 集约融合利用有限的地面空间, 追求海绵城市“渗、滞”措施的最大公倍数和硬化路面的最小公约数。

2.1.1 地面空间融合利用

   (1) 消防通道和车行道路融合利用。按照消防规范要求, 合理规划设计出固定的消防通道, 行车路线要快捷方便无障碍;可与日常的车行道融合公用, 争取硬化路面的最小公约数, 最大限度的满足消防安全交通和功能需求。可以采用透水砖铺装, 面积较大、车流量较多的采用透水混凝土。

   (2) 硬化场地的融合利用。统筹设计, 合理布局停车场、自行车棚和健身场地;在这些硬化场地下, 可设置多功能存储雨水调蓄池, 调蓄周边区域的径流雨水。硬化场地采用嵌草砖铺装等形式, 以降低区域径流系数、增加雨水下渗效果;尽可能地栽植高大乔木, 形成林荫停车场和林荫健身场, 满足民生需求。

   (3) 优化景观空间。要结合场地现状和功能需求, 最大限度地设计和增加下沉式绿地 (湿地) 、雨水花园等海绵绿地空间, 争取绿化景观空间的最大公倍数, 实现绿地建设最大化, 提高绿地率, 增加部分“蓄水”功能。采用土壤改良、植草沟、生物滞留设施等海绵措施, 设计海绵空间过滤净化层及卵石排水通道, 在渗水、滞水、蓄水的同时, 增强其净化处理、蓄渗和削减径流控制能力。过滤净化后的雨水径流可进行回收利用, 解决小区内部水景补水的需求。要根据受水情况, 因地制宜, 专题进行植物配置设计, 体现多样化, 丰富小区生态景观效果, 争取同步达到园林式居住区 (单位) 的标准。

图1 管控分区年径流总量控制率目标值的分解确定流程

   图1 管控分区年径流总量控制率目标值的分解确定流程   下载原图

    

图2 既有建筑小区集约设计内容相互关系示意

   图2 既有建筑小区集约设计内容相互关系示意   下载原图

    

2.1.2 地面空间拓展利用

   为弥补地面海绵空间的不足, 尽可能的拓展利用既有建筑小区的一些空闲部位。

   (1) 散水。既有建筑小区的楼体底部一般都设置散水地面, 环绕建筑物呈带状布局, 主要承接和防止雨水下渗侵蚀建筑基础, 这些面积不小的混凝土散水地面通常是闲置的。在保障建筑基础防水的前提下, 可以在上面建设高位花坛;也可以结合防水改造, 设置卵石排水通道。

   (2) 消防水池 (化粪池) 顶盖。消防水池 (化粪池) 顶盖面积无论大小, 通常是闲置着的混凝土硬化地面, 可采取散水的利用方式, 在其上面建设高位花坛。

   (3) 其他空闲地带。既有建筑楼体之间、院落之间和院落围墙两侧, 不便使用, 常有是闲置的硬化空地。可视具体情况进行节点设计, 开辟成下沉式绿地或高位花坛、绿廊等节点景观, 节约和集约利用所有大小空间。

   (4) 拆违清场。既有建设小区的绿地率小、建筑密度大, 特别是有的老旧小区还不同程度的存在着乱搭乱建、乱占绿地等“见空插建”“扩建”设施的现象。对此, 要结合海绵型改造, 一并予以清理, 腾出空间开辟成海绵型空间, 进行综合改造和利用。

2.2 集中叠合利用立体空间

   由于传统影响和技术因素的限制, 建筑小区的立体空间全是“硬质灰色”。对此, 要增强生态观念, 积极推广楼面屋顶、墙体、阳台、棚架等立体绿化。

2.2.1 屋顶绿化

   楼面屋顶面积大、场地平, 有条件实施屋顶绿化。在做好防水和承载设计的前提下, 坡度较小的上人屋面, 宜采用耐旱植物, 如佛甲草等实施屋顶草坪;坡度较大的, 可设置台阶式绿地、花架或高位花坛。

2.2.2 立体绿化

   利用院落楼 (墙) 体、围墙、花架、廊道和散水部位的高位花坛, 栽植爬墙虎等攀爬植物实施立体绿化, 不但可以增加绿化面积, 对楼体、墙体等也有一定的保温作用和美化效果, 也美化建筑小区的立体景观。

2.2.3 雨水桶

   对海绵空间小, 无法满足径流总量控制率的既有建筑小区, 可以通过计算设计所需容积的雨水桶, 承接楼面、屋顶的雨水。雨水桶宜分散布置在场地利用率较低的地上空间, 并选择与建筑风格及周边景观相协调的雨水桶形式和色泽。对水质较差的屋面径流, 雨水桶宜增加初期雨水弃流设施, 收集的雨水可进行回用, 也可用于场地水景补水、绿化灌溉及路面清洗等。

2.3 集成挖潜利用地下空间

   由于对地下空间缺乏统一的管控, 不但没有得到科学合理的充分利用, 浪费了宝贵资源;而且随意埋设、无序占用等现象非常严重, 埋下了永久的安全隐患。对此, 必须坚持“集成共用, 和谐共生”的原则, 进行科学严肃的规划设计。

2.3.1 蓄水池

   在停车位、自行车棚铺装和海绵空间之下可以做蓄水池或蓄水集成模块, 用于存储雨水。具体容积要通过专门的计算, 使其容水量能够满足径流总量控制率目标的要求。

2.3.2 雨污分流

   既有建筑小区基本上都是雨污合流的排水模式, 没有考虑雨水的收集、排放和综合利用。要么是地面行洪, 雨天的路面即成为流水通道, 院落大门变成了渠口, 小区内的雨水全部由此汇入市政管网;要么是雨污混流, 雨水汇入小区排水管道后, 再排到市政管网。对此, 在既有建筑小区进行海绵型改造时, 可以采用地面线性界格与雨水管道融合的方式解决雨水排放问题, 即沿着流水方向横向加设线性收水格栅, 下设U型管槽作为排水管道;线性格栅截流收集的地面雨水, 通过下面的U型管槽输送雨水。原来的排水管道改用为污水管道, 既实现“雨污分流”, 也节约了管道投资。

2.3.3 地下缆廊

   目前, 建筑小区内的供水、燃气、热力、电力、通信、广电等大量管线, 不但经常散乱地埋设地下或外挂到楼体, 而且时常损坏、经常开挖维修, 随意性很大。但是, 由于经营管理体制的行政限制, 各管线单位一直以来都是自我经营、自我管理、自我约束, 形成了各自为政的封闭管理模式。为此, 在进行既有建筑小区海绵型改造时, 要按照国务院办公厅《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》 (国办发[2014]27号) 要求, 集中建设缆线廊体, 合理设计地下管廊建设布局、管线种类、断面形式、平面位置、竖向控制等, 并预留和控制有关地下空间。按照“先地下、后地上”的原则, 统一敷设这些管线, 这样既可节省地下空间, 也方便维护, 保障运营安全。

3 海绵型改造的设计途径

   搞好既有建筑小区海绵型改造集约设计, 必须坚持“政策统领, 专业统筹, 统一组织”的原则。

3.1 政策统领

   当前, 建筑小区不仅是各种管线的“目的地”, 也是各种达标活动的“终极承载体”。由于各种管线单位各自为政、独立设计、缺少统筹, 有的相互制约、相互牵扯、相互制肘, 甚或是存在矛盾, 使得建筑小区的管理难以承受但又很是无奈。对此, 必须制定统一的海绵城市建设管理制度, 建立“统领机制”, 以海绵型集约设计统领各部门、各专项业务, 任何形式的指标都必须统一到海绵城市设计之中。最好能采取“政府购买服务”的方式, 由政府统一组织海绵型集约设计, 实行设计总承包。

3.2 专业统筹

   首先, 要抓紧完善融入海绵城市理念的各专业标准规范, 突出海绵城市建设的关键性内容和技术性要求, 使得各专业有规可守、有章可循。其次, 要在“统领机制”下建立“专业统筹”制度。建立规范高效的设计统筹机制, 以海绵城市设计为主导, 组建技术专家组, 强化专业会商、技术合作, 专门协调和解决设计过程的各专业的技术问题和冲突, 提高海绵城市设计的系统性、完整性和实效性。

3.3 统一组织

   要顺利进行并搞好集约化海绵城市设计, 首先必须强化统一组织, 参考“多规合一”的经验, 做到“规划一张图、建设一盘棋、管理一张网”。其次, 既有建筑小区的海绵型改造项目要与老旧小区、墙改计划等密切结合, 统一编制整体改造计划, 协同做好海绵城市建设相关工作。同时, 要强化政策性审查和技术性把关, 将海绵城市建设要求纳入规划、施工图审查、开工许可、竣工验收等城市规划建设管控环节。建设工程施工图审查、施工许可等, 要将海绵城市相关工程措施作为重点审查内容;工程竣工验收报告中, 应当写明海绵城市相关工程措施的落实情况, 以便提交备案时进行审查。

4 结语

   既有建筑小区海绵型改造是一项量大、面广、内容复杂的系统工程。按期完成《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》 (国办发[2015]75号) 要求的既定目标, 任务艰巨, 困难重重。本文以集约化的设计理念, 探讨分析了设计指标、实际内容和设计途径, 只是研究了既有建筑小区海绵型改造的设计技术层面的问题, 其实最大的困难是资金问题。下一步将针对既有建筑小区实施海绵城型改造资金来源少、缺口大等问题进行深入研究。

 

参考文献[1]国务院办公厅.国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见 (国办发[2015]75号) [Z].2015.

[2]住房和城乡建设部.住房城乡建设部关于印发海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统 (试行) 的通知 (建城函[2014]275号) [Z].2014.

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