基于海绵城市理念的重庆某商业综合体项目设计研究_周国锋.pdf

Chongqing Architecture32第 22 卷 总第 235 期收稿日期：2022-07-22作者简介：周国锋（1978），男，内蒙古赤峰人，研究生，高级工程师，主要从事建筑设计管理工作。ResearchontheDesignofaCommercialComplexProjectinChongqingBasedonthe“SpongeCity”ConceptZhouGuofengAbstract:Theconstructionofaspongecityisanorganicwholecarriedbyacity.Thecurrenttechnologicalsystem,standards,andpolicyguidanceshouldpaymoreattentiontoimprovingtheconstructiondefectsofoldurbanareas,andsettingplanninggoalsandcontrolindicatorsbasedonactualsituationstobettersolveurbanwaterproblems.ThispaperbrieflyintroducesthetechnologyandstandardsofspongecitiesinChongqing,elaboratesonthedesignprinciplesandcalculationmethodsoftheannualrunofftotalcontrolrateandtheannualrunoffpollutioncontrolratethroughadesigncaseofacommercialcomplexproject,andthendiscussesthedesignprinciples,technologyselectionandapplication,landscapedesign,costanalysis,andsoforthoftheprojectundertheconceptofspongecity,withafocusonanalyzingthecurrentcostincrementandexistingproblemsofspongecityconstruction,whichcanprovidereferenceforspongecityconstruction.Keywords:spongecity;LIDtechnology;commercialcomplex;incrementalcost0 引言海绵城市建设是适应新时代城市转型发展的新理念和新方案，是系统解决城市水问题、推进城市建设高质量发展的重要抓手1。2020 年，海绵城市建设作为“十四五”时期重要建设任务首次写入国家发展纲领，从而全面开启了“系统化全域推进”的海绵城市建设新阶段。建设海绵城市也是推进城乡建设向绿色低碳方向转型的重要手段。新时期海绵城市建设要以实现“双碳”为目标，持续落实绿色发展理念，以保障安全为前提，以提升品质为核心，全面开展安全韧性、美丽宜居城市建设。海绵城市建设是以城市为载体的有机整体，在全域管控的思路下，城市新建区实施海绵城市建设的同时，应补齐老旧城区的建设短板，重视市政项目的海绵城市设计，利用好现有的公园绿地作为公共海绵设施载体，显现系统构建、连片治理效益，解决城市水问题。海绵城市建设指标应在摸清排水管网、河湖水系等现状基础上，针对城市特点合理确定，明确雨水滞蓄空间、径流通道和设施布局2。管理部门应结合实际情况下达规划目标和控制指标，允许控制区域内各地块之间指标相互平衡，探索指标动态调整机制，避免管理教条化现象。同时，应加强海绵城市设施的后期运维管理，确保海绵城市建设有效落地实施。本文针对以上问题，首先简要分析重庆地区海绵城市技术及标准，然后以重庆某商业综合体设计为例，讨论海绵城市理念下项目设计原则、技术选择与应用、景观设计、成本分析等问题，以供同类项目参考。1 重庆地区海绵城市技术分析重庆作为我国首批海绵城市试点城市，开展了大量工作，探索和积累了丰富的经验，制定了完善的地区海绵城市建设技术规范与标准，其中前期基础和规划阶段 3 项，设计阶段 7 项，施工阶段 1 项、验收阶段 2项，运维阶段 2 项，主要包含低影响开发雨水系统设计标准DBJ50/T-2922018、低影响开发设施施工及验收标准DBJ50/T-2902018等。目前重庆地区海绵城市专项设计以年径流总量控制率、年径流污染物去除率作为考核指标，在公共建筑设计中较为广泛采用的海绵城市技术措施有绿色屋顶、透水铺装、植草沟、雨水花园、调蓄设施等。doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2023.05.32引文检索：周国锋.基于海绵城市理念的重庆某商业综合体项目设计研究 J.重庆建筑，2023（5）：32-34.基于海绵城市理念的重庆某商业综合体项目设计研究 周国锋（重庆吾悦房地产开发有限公司，重庆400042）摘 要：海绵城市建设是以城市为载体的有机整体，当下的技术体系和标准以及政策导向，应更加注重补齐老旧城区的建设短板，更加注重结合实际情况下达规划目标和控制指标，以更好地解决城市水问题。该文简要介绍重庆地区海绵城市技术及标准，然后通过某商业综合体项目设计案例，阐述年径流总量控制率和年径流污染控制率的设计原则和计算方法，讨论海绵城市理念下项目的设计原则、技术选择与应用、景观设计、成本分析等，其中着重分析了目前海绵城市建设成本增量和存在的问题，可为海绵城市建设提供参考。关键词：海绵城市；LID 技术；商业综合体；增量成本中图分类号：TU986.2；TU992 文献标识码：A 文章编号：1671-9107（2023）05-0032-0333城市与建筑City&Architecture2023NO.051.1绿色屋顶绿色屋顶是指在建筑屋面上由覆土层和疏水设施构建的绿化体系。因为重庆市地标公共建筑节能（绿色建筑）设计标准DBJ50-0522020 中规定，凡具备屋面绿化条件的建筑，应优先选择实施屋面绿化，屋面绿化面积应不小于屋面可绿化面积的 50%。所以重庆地区公共建筑设计中绿色屋顶是较常采用的 LID 技术，既可以吸收雨水、调节室内温度，又能提供良好的城市景观、丰富第五立面。占整个场地面积约 35%的建筑屋面作为最早接收雨水的区域，对径流和污染控制有重要的作用，绿色屋面可临时蓄积约 50%80%的雨水资源，有效减少雨水径流量和流速。经测算，在重庆主城区降雨条件下，每实施100 绿色屋顶，在 70%年径流总量控制率条件下，可减少径流量约 910m3，相应地可减少地面雨水花园约 80100m24。绿色屋顶通常采用模块式和覆土式种植屋面，覆土式对屋顶荷载和防水有严格要求，模块式自重轻、施工快、不破坏防水、维护简单。1.2雨水花园雨水花园是指自然或人工挖掘的、用于调蓄和下渗雨水的下凹式绿地。利用植物、土壤和微生物系统滞蓄、净化雨水径流，是生态可持续的海绵城市技术设施。其优点是建设费用和维护费用均较低，缺点是大面积应用时，受地形限制，实际调蓄容积较小。重庆地区应用比例不宜小于绿地面积的 20%。1.3透水铺装透水铺装是指具备一定雨水渗透能力的地面硬质铺装，主要用于改善场地地表水的渗透性能。采用透水铺装优点是具有良好的渗水性及保湿性，大幅降低雨水地表径流，改善径流水质。缺点是材料孔洞易堵塞，不易清洁，随着使用时间加长，性能会逐渐下降。重庆地区应用比例不宜小于铺装面积的 40%。1.4植草沟植草沟是指种有植被的地表沟渠，可收集、输送和排放径流雨水，用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统3。其优点是建设及维护费用低，与景观结合度高。缺点是占地面积大，在高强度开发区域不易采用。1.5 雨水收集池雨水收集池是具有雨水储存功能的集蓄利用设施，可建造于广场、绿地、停车场等公共区域，起到延缓雨水洪峰、循环利用雨水、避免初期雨水污染承受水体等作用。优点是用地节约，储水量大，可实现雨水回用，缺点是建设和运维费用高。2 项目设计案例2.1 项目简介某项目位于重庆市大足区，其自然环境条件有利于开展海绵城市建设。项目用地面积 57497.00m2，建筑面积 150838.50m2，建筑密度 64.70%，绿地率 5.05%，由一栋集中式购物中心及三栋外廊式小型商业构成，为大型城市综合体，已竣工交付。2.2设计原则依据项目自身建筑特征，因地制宜地实施海绵城市专项设计，选用合适的低影响开发（LID）设施，实现上位规划年径流污染控制、年径流总量控制等目标。自方案设计阶段引入海绵城市设计理念，促进和加强建筑、景观、总图、排水等多专业间的协同配合，确保建设效果经济、适用、美观，与周边环境有机结合。该项目中，下垫面有硬质屋面、绿化屋面、绿地、透水铺装、硬质铺装等，重点需要控制硬质屋面和硬质铺装处的径流，使场地内的雨水径流通过雨水沟渠接入生物滞留设施自然下渗或接入雨水收集池存储、回用，达到项目年径流总量的控制目标（图 1）。2.3LID 技术选择与应用该项目海绵城市控制指标，依据上位规划和相关文件要求，场地内各地块平衡之后的指标为：年径流总量控制率67.99%，年污染物去除率48.02%。在传统的开发设计模式下，场地内雨水综合径流系数为 0.84，需进行低影响开发设计。依据项目建筑密度大、绿地率低的客观条件，主要采用透水铺装、雨水花园、绿色屋顶和雨水收集池等设施(图 2、图 3)。项目用地呈长方形，四周被城市道路围合，地势西高东低，最大高差 3.44m。根据项目的地型特色、自然排水路线及场地内外管网情况，分为 3 个汇水分区，设 3 根排出管接至市政检查井。S1 分区的雨水排出管位于场地南侧，排出管管径分别为 D800，其包含 S1-1 和 S1-2 两个子汇水分区；S2 分区的雨水排出管位于场地东北侧，排出管管径为 DN800；S3 分区的雨水排出管位图 1 LID 雨水系统流程图Chongqing Architecture34第 22 卷 总第 235 期于场地东南侧，排出管管径为 DN500，可满足项目雨水排放要求。对于雨水径流总量控制容积根据本地降雨数据和要求的年径流总量控制率进行计算，计算公式为：VT=10HTRVF。式中：VT为雨水径流总量控制容积（m3）；F 为汇水面积（hm2）；HT为设计降雨量（mm），根据年径流总量控制率 RT确定；RV为雨量径流系数，多种下垫面时采用加权平均值3。以汇水分区 S1-1 为例，有 4 种下垫面，即硬质屋顶、硬质铺装、绿色屋顶、雨水花园，按年径流总量控制率为 85%计算，设计降雨厚度 36.9mm，设施污物去除率 90%，该分区雨水花园面积 145m2，调蓄深度250mm，按 2h 下渗量考虑，雨水花园可蓄容量为 42.29m3，经计算子汇水分区的年径流污染物去除率为 76.5%。其他分区参照此方式计算雨水花园调蓄容量、雨水收集池可蓄容量及年径流总量控制率要求，最后计算得到该项目年径流总量控制率为67.99%、年污染物去除率为 48.02%，满足海绵城市建设控制指标要求。该项目共设置雨水花园 360m2，透水铺装 15286.43m2，绿色屋顶 16709.96m2，雨水收集池 347.03m3，雨水收集池收集的雨水主要用于绿化浇灌、车库冲洗及道路冲洗，雨水收集池容积满足两者日用水量需求。经测算，雨水花园的雨水径流总量控制容积为 105m3，对年径流总量控制率贡献率为 7.5%，污染物去除率贡献率为 9.5%；雨水收集池的雨水径流总量控制容积为347.03m3，对年径流总量控制率贡献率为 33.74%，污染物去除率贡献率为 43%；透水铺装和绿色屋顶与绿地等下垫面一起作用形成自然受控区，对年径流总量控制率贡献率为 58.76%，污染物去除率贡献率为 47.5%。图 2 屋面绿化实景 图 3 雨水花园实景一2.4景观设计海绵城市建设是建筑技术和建筑艺术的结合，不仅要解决雨水径流、城市内涝、雨水污染物去除等技术性问题，也需要通过景观设计的配合，让 LID 技术展现出优美的城市形象、绿色的生态空间，彰显场地特征、激发城市活力。海绵城市景观设计应坚持生态、低碳、环保、可持续发展的理念，创造一个充满趣味与活力的人工小环境。公共建筑的海绵城市景观设计，通常采用滨水商业、喷泉广场、具备雨水收集功能的下沉广场等处理手法，寻求最大程度的公众参与。德国柏林的波茨坦广场就是著名的设计典范，设计通过绿色屋面和专用管道将雨水导入广场地下的总蓄水池中，结合地形、植被设置景观化的导流渠，与地面人工湖和水景观相连，构成雨水循环系统。路过游人无不流连歇足，形成极具魅力的商业中心。海绵城市 LID 设施中，应注重考虑配置的植物在雨水设施特殊条件下的生长和功能，尽量选用生命力强的乡土植物；耐淹、耐旱的植物；生长周期合理，维护简便的植物。该项目结合雨水花园设计渗透时间一般不大于 48h 的自身属性与功能，选择了既可耐短期水淹，又有一定抗旱能力的植物，如德国鸢尾、狗牙根、千屈菜、海芋等，通过植、列、丛的布局形成近、中、远的构景层次，搭配植物不同季节的花期和色彩，作为商业中心的亮点，提升城市形象（图 4）。绿色屋顶种植了适宜本地气候条件的佛甲草，土壤要求低、耐旱耐寒能力强。图 4 雨水花园实景二2.5成本分析该类项目采用 LID 技术较常规做法在建设成本上均会有所增加，主要体现在：绿色屋顶的增量成本为 94.53 元/m2，透水铺装的增量成本为 113.09 元/m2，雨水花园的增量成本为 200 元/m2，总体海绵城市设施建设增量成本为 322 万，平均海绵城市建设的成本值为 56 元/m2 建设用地。我们分析对成本影响的主要因素为：建设用地面积、海绵城市设计指标和项目本底条件。一般而言，年径流总量控制率和年污染物去除率指标越高，建设成本增量越高；建设用地越小，每平方米成本增量越高，绿地率越高、建筑密度越小，建设成本增量越低。3 结论海绵城市建设应强调源头减排，过程控制、系统治理。通过不同的技术手段、因地制宜地对海绵设施进行科学、合理的组合、布局，实现建设控制目标。本文结合重庆某商业综合体设计实例，分析了重庆地区地表径流控制思路、指标计算方法和增量成本投入，为海绵城市建设项目提供参考。参考文献：1重庆市住房和城乡建设委员会.重庆市海绵城市建设“十四五”规划（20212025 年）Z.2021：1.2住房和城乡建设部办公厅.住房和城乡建设部办公厅关于进一步明确海绵城市建设工作有关要求的通知 Z.2022.3秦砚瑶.重庆地区某居住小区海绵城市设计研究 J.重庆建筑，2020（6）：5-8.4重庆市住房和城乡建设委员会.低影响开发雨水系统设计标准：DBJ50/T-2922018S.2018.责任编辑：刘艳萍