中国市政工程华北设计研究总院有限公司
摘要：建设海绵城市要转变城市建设中依靠管道、泵站来排水的传统思维，应优先利用“绿色”措施组织排水，以“源头分散”“慢排缓释”为规划设计理念，即避免洪涝，又收集雨水。建筑与小区是城市雨水排水系统的起端，海绵建设中，将建筑“海绵化”是将城市雨水资源化的关键环节，最终将建筑与小区雨水通过土壤入渗和径流调控，使水文循环向着有利于城市发展的方向进行。
关键词：海绵城市、建筑设计、雨水、径流。
一，各国应对城市暴雨的策略
中国：海绵城市建设，使城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将续存的水“释放”并加以利用。
美国：低影响开发（LID），是目前美国在处理雨洪管理上的一项被广泛应用的技术。其目标是维持城市和流域开发前场地的水文环境。
澳大利亚：水敏感设计，是通过在城市到场地的不同空间尺度上将城市规划设计与洪水、污水、雨水等设施结合起来，减少对自然水循环的负面影响和保护水生态系统的健康。
新加坡：ABC水计划（Active，Beautiful，Clean），整合新加坡全域内的公园、水库和河流与休闲设施，有效应对洪涝灾害和水环境污染，在城市建设发展过程中，实现人水和谐。
二，“海绵建筑”的效益
1.生态效益
（1）缓解城市热岛效应
随着城镇化进程加快和全球气候变暖，城市热岛效应愈加明显，增加城市绿化面积是缓解热岛效应的最好办法。联合国环境署研究表明，如果城市屋顶绿化率达到70%，城市上空二氧化碳含量会降低80%，“热岛效应”将会彻底消失。
（2）削减城市径流峰值、净化雨水径流
屋顶绿化中的基质层和蓄排水层能有效截留降雨量，削减屋面雨水径流量、径流峰值。研究表明，不同气候条件下，屋顶绿化可以截留50%~70%的降水。此外屋顶绿化还可以对暴雨径流中的污染物有削减、降解作用。
2.经济效益
（1）实现建筑节能
屋顶绿化、垂直绿化的设置可以对建筑物起到保温、遮阳的作用，有效地调解室内温度，实现冬暖夏凉，具有节省能耗的效益。研究表明，如果将纽约市屋顶实现50%绿化，纽约市屋顶的温度可以降低0.1~0.8摄氏度，这将显著降低使用空调系统和供暖设备的能耗，实现建筑节能。
（2）延长屋顶使用寿命
普通屋顶随着使用时间的增长，受紫外线辐射和臭氧氧化，屋顶防水层老化速率较快，导致防水材料老化坏损，以至于屋顶产生渗漏。屋顶绿化的设置可以避免阳光直射屋顶，调解昼夜温差。研究表明，在室内空调关闭的状态下，屋顶绿化表现为隔热特性，在室内自然状态时表现为吸热，节能效果相当于附加了40mm厚的挤塑聚苯板或200mm的加气混凝土。
三，建筑设计中的海绵策略
将建筑中的“海绵体”按收集雨水的位置划分为：屋顶雨水收集，外墙飘雨收集，建筑周边地面雨水收集等。
1.屋顶绿化
屋顶花园对有效减少屋面雨水径流，缓解城市“热岛效应”作用显著。由于屋顶花园的空间布局受到建筑固有平面的限制和建筑结构承重的制约，其建筑设计、构造、结构和水电等工种的协调配合是屋顶花园成败的关键。设计屋顶花园时应注意以下几点：
（1）高效利用屋顶面积：
当下建筑设计中屋面寸土寸金，平屋面除了要考虑暖通设备及消防水箱外，甚至还需考虑太阳能集热板、光伏板等设施；建筑坡屋顶的可利用率更少之又少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在集约利用建筑屋顶面积方面建议：
1）出屋面的井道靠近楼、电梯位置直通屋面，风机等设备设置于楼电梯的正上方。
2）消防、生活水箱设置水箱间。
3）居住建筑中将太阳能集热板设置在阳台部位。不仅节省管道长度，减少占用屋顶面积，且热水传送到用水点的距离最近。
4）公共建筑根据房屋的朝向，建议将太阳能光伏板设置在东西山墙或南向实墙上，最大化提高太阳能有效利用面积和增大屋顶绿化面积。
（2）结构荷载：
1）屋顶花园需要种植各种植物，不同类型植物对土层厚度的需求不一样。草坪及草本花卉较浅的土壤就能生长，灌木所需的土层要比草坪厚的多，而乔木对土层厚度要求有的要达到1m以上，才能满足生长的需要。因此，除考虑屋面净荷载外，不能忽略种植土饱含水时（容重）的荷载情况。
2）布置景观时，将亭台水榭、假山、花池等荷载较大的构筑物放置在建筑框架柱、梁的正上方或结构跨度较小的位置。
3）覆土土质应优选富含有机成分和团粒结构的轻质种植土，如：腐殖土、草炭土、泥炭土、人造土等。
（3）防、排水：
1）种植屋面的防水等级应为Ⅰ级。防水层除了铺设一道普通防水层外，还应增设一道耐根穿刺防水层。防水层施工完毕后，应进行闭水试验并查找修补漏点。2）基层应在过滤层下设置排（蓄）水板。3）雨水口周围应设置隔离措施，避免杂物堵塞雨水管道。4）雨量丰富的地区应设置溢水口，以应对泄洪的需求。5）后期要做好清洁、疏掏，确保维护系统有效运行。
（4）植物配置方面：
1）屋顶花园植物造景有别于地面，其小气候条件、土壤深度与成分、空气污染、排水情况、灌溉条件以及养护管理等因素各有差异。针对屋顶风压大、土层薄、光照时间长、昼夜温差大、湿度水分较地面少的特点，一般要求植物：
生长健壮、抗性强，能抵抗极端气候；对土壤深度要求不严，须根发达，适应土层浅薄和少肥条件；耐干旱或潮湿，喜光或耐阴；耐高热风，耐寒，抗冻；抗风，抗空气污染；容易移植成活，耐修剪，生长较慢；耐粗放管理，养护要求低等。
2）植物养护时，有条件的可加设滴灌、雾灌等设施，以应对极端气候。
2.建筑物周边雨水收集
颠覆传统做法中将屋面雨水直接排放的方式，在建筑周围设置高位花坛作为雨水净化装置来接纳、净化屋面雨水。屋面雨水先流经高位花坛，花坛内填入渗透性能好、净化能力强的人工混合土，进行渗透净化，在通过低势绿地进行渗透。
建筑物首层可适当设置架空花园。在架空层内解决配电箱等公共配套构筑物，尤其在我国南方潮湿的地区，架空层还等起到隔离地面潮气的作用。利用架空层引导风的流动，配置耐阴植物，优化绿色生态环境。架空层的绿地，有效增加了“海绵体”的面积。
3.外墙飘雨雨水
对于夏季风力较大的地区，建筑设计中可适当考虑对外墙飘雨的收集、利用：
（1）土建设计方面：退台式、露台、阳台式建筑用丰富的立面进退层次为进一步营造垂直绿化、屋顶种植等滞留雨水的措施提供了可能。立体式花园建筑如今已不是梦想，也不乏成功的案例，如：日本的难波公园、新加坡Parkroyal花园酒店。
（2）垂直绿化：主要分设置攀爬类植物、设置垂吊类植物和种植墙法。一般设计时：1）无防水要求的墙根部位可配置爬山虎、凌霄等爬藤类植物，加强建筑外墙面的雨水滞留能力。有防水要求的墙体，可设置攀援架来种植和牵引爬藤类植物。2）在光照较好的中庭或走廊部位可设置花坛，配置具有往下垂直生长的下吊型植物，如吊兰、牵牛花等。3）种植墙法：利用修剪后的植物墙、绿篱等代替砖、石、混凝土墙，分割建筑空间的同时又达到亲和、惬意的空间效果。
四，总结
建设“海绵城市”的根本目的是要转变传统的城市发展观念和城市规划、建设、管理理念。“海绵城市”理念、管理方式的全方位植入，是对传统城市建设模式、排水方式进行深刻反思的集中体现，建设海绵城市不能简单定义为水体治理行为或景观治理行为，在建筑领域甚至其他领域中的海绵设计应当被充分重视，对传统排水系统进行全面“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。
参考文献
[1].胡长龙，《园林规划设计》（理论篇），中国农业出版社，2010.10
[2].王伟杰，《绿色建筑屋顶径流控制技术研究》，重庆大学，2014
[3].中国建筑标准设计研究院，《平屋面建筑构造》（12J201），中国计划出版社，2012
作者简介：陈勇（1992.01--）；性别：男，籍贯：河北沧州人，学历：本科，毕业于北京工业大学；现有职称：助理工程师；研究方向：建筑设计；
论文作者:陈勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/7
标签：屋顶论文; 雨水论文; 城市论文; 屋面论文; 径流论文; 建筑论文; 海绵论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;