海绵城市理论视角下的居住建筑景观设计分析

黄巧能 张 辉 李 仟

(湖北工业大学，湖北 武汉 430068)

1 概述

随着城市化的进程加速，城市路面、广场、建筑群等硬质铺装的面积日益增多，地表生态系统遭到严重破坏，使得大量的降雨因此无法得到有效合理的收集和渗透。地表失去其原有的雨水下渗功能，大雨过后的城市内涝成为一个不可忽视的问题，传统的雨水管理模式已不能应对如今的城市内涝问题。因此海绵城市理论应运而生。海绵城市的建设不单单只是停留在宏观层面水系统区域的研究，更应该落实到微观层面海绵社区方面的研究，这就意味着需要从更细致的建筑景观方面探索如何在微观上实现海绵城市理论[1]。基于此，本文探讨在居住建筑景观设计中如何实现海绵城市的吸水、蓄水、渗水、净水等要求，为居住建筑景观建设提供借鉴。

2 LID引导的海绵城市建设与绿色建筑

海绵城市建设是通过低影响开发(Low Impact Development，简称LID)的技术得以实现的。低影响开发是在开发过程的设计、施工、管理中，追求对环境影响的最小化，特别是对雨洪资源和分布格局影响的最小化。低影响开发是利用渗透、过滤、存储、蒸发、蒸腾等生态过程来维持场地开发后的水文平衡，利用分散布局式的景观设施来处理、修复雨水径流。

GB/T 50378—2014绿色建筑评价技术细则中对非传统用水源，包括再生水、雨水、海水的管理与运用都提出了要求，特别是雨水综合管理与利用提出了具体要求。

海绵城市建设理念、低影响开发(Low Impact Development，简称LID)理念和《绿色建筑评价技术细则》都对雨水管理与利用有要求。海绵城市建设理念要求城市能够像海绵一样能够吸水、蓄水渗水、净水，使城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨水净化等功能。目前海绵城市建设大多集中在雨洪管理和水污染的生态治理技术和设计问题上。低影响开发要求尊重水、尊重表土、尊重地形、尊重植被其核心是尊重自然，这四个尊重都与海绵城市建设的雨洪管理和水污染生态治理息息相关。绿色建筑的雨水管理主要包括在节地与室外环境、节水与水资源这两个指标上。其中节地与室外环境从四个方面进行了细化，包括土地的利用、室外环境、交通设施与服务以及场地生态设计这四个方面；水资源利用则包括对节水系统、节水器具与设备、非传统水源利用这三个方面有要求。

《绿色建筑评价技术细则》对居住建筑设计作了具体的要求，从建筑规划与布局、场地生态保护补偿、建筑地下空间利用、建筑屋面与建筑立面雨水设施、建筑景观绿地设计、地面铺装等方面做了具体的雨水管理(雨水下渗、滞蓄、调蓄和回收利用)指导与要求。这些基于居住建筑层面的雨水管理同时也是海绵城市建设理论所提倡的。海绵城市建设落实到微观层面的居住建筑景观层面，需要探索如何在居住建筑和配套景观上实现雨水管理与利用。

3 居住建筑“海绵功效”设计要素分析

3.1 居住建筑规划与布局

传统的居住小区规划是以建筑和道路为导向，先行考虑建筑和道路布局，并未充分根据场地地形特征、土壤、水文、植被等考虑，这种规划方式忽视场地特性，不利于居住区“海绵城市”功效的建设。为了能够满足海绵城市建设的要求，这就要求改传统的以建筑和道路优先为场地优先的规划模式。首先规划设计之初先对场地可利用的自然资源进行勘察，充分利用原有地形地貌进行场地设计和建筑布局，尽可能减弱对场地及周边环境生态系统的改变，包括原有山体、水体、植被、地表行泄洪通道、滞蓄洪坑塘洼地等。其次根据海绵城市建设的需求，结合场地特征及当地降雨量预先估算绿地面积、可渗透地面铺装面积，以期居住小区建成后能够满足海绵城市的吸水、蓄水、渗水、净水等要求。再次充分利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施，对大于10 hm2的场地进行雨水专项规划设计。绿色雨水基础设施包括：设置具有调蓄雨水功能的雨水花园、下沉式绿地；合理引导屋面雨水、地表径流导入地面的生态设施，利用生态设施净化雨水。

3.2 居住建筑屋面与立面

居住建筑屋面与立面也可设计具有“海绵”功效的措施。屋面可设计为屋顶绿化，建筑立面可采用垂直绿化的方式。屋顶绿化能对城市中心的“热岛效应”起到一定的缓解作用，对屋面雨水径流起到减排控制的作用。建筑物的屋顶承接了大量雨水，降雨发生时，落在屋顶绿化上的雨水一部分被土壤和植物吸收、滞留，一部分通过蒸腾与蒸散作用重新回到大气中。屋顶绿化的设计要点包括：1)选择适宜当地气候特征和屋面种植的植物，选择抗逆性强的植物；2)注意做好防水设计和排水设计，合理衔接和引导屋面雨水流向地面透水铺装或净水生态设施，可考虑设计高位花坛、景观蓄水池等滞水、净水设施；3)注意做好隔根层设计；4)屋面承重计算和覆土厚度计算；5)土壤下垫面雨水过滤措施[2]。立面可设计为垂直绿化，垂直绿化是对建筑物墙体表面进行绿化，能遮挡太阳辐射，改善外墙的保温隔热性能，吸收尘土，吸收有机污染物，吸收、滞留和存储屋面雨水径流，保护建筑免于暴雨和冰雹的损坏，美化环境，改善小气候，增加建筑物的艺术效果。在室外气温36 ℃时，无绿化建筑物的外表面温度最高可达50 ℃以上，而有建筑绿化的外墙面温度为30 ℃，与无绿化建筑的表面相比，凡是有植物覆盖的墙面温度通常可降低6 ℃左右[3]。

垂直绿化的设计要点包括：1)通过设计和布置铺助材料诱导垂直绿化构成优美的形态；2)注意利用植物形态、色彩与建筑立面色彩提高垂直绿化的观赏性；3)考虑不同植物质感与不同建筑立面质感搭配带给人不同的感受；4)设计时考虑后期的持续维护管理。

3.3 居住建筑地下空间利用

现在的居住区规划设计中，车库部分或者全部地下化已经成为流行的趋势，地下空间的开发对于表层环境是不可逆的破坏[4]。现在私家车拥有量急剧增加，为了解决地面绿化与停车之间的矛盾，居住建筑普遍采用全地下停车方式，在地下车库顶上建造绿化景观，这就相当于在地下车库顶上建屋顶花园。一方面，地下车库顶板最小覆土厚度为1.5 m，为了满足海绵城市建设需求，保证覆土深度能够满足场地蓄水，覆土深度必然需要增加许多，这无疑增加了地下车库顶板的荷载。另一方面，雨水经过绿地景观下渗到地下车库的覆土层，该覆土体积对于雨水的承载量也是有限的，并不能对雨水吸收、调蓄、下渗起到很好的效果，同时由于地下车库顶板的阻隔雨水是无法渗透到地下补充地下水。

介于以上两方面的问题，居住建筑地下空间和地面绿地景观的设计应当谨慎。其一，可在地下车库顶板设疏水板及导水管有组织地将景观绿地溢流雨水导入相邻的实土、蓄水设施或市政管网,如建设居住区海绵城市雨水回收循环系统，连接地面排水、收集雨水设施和地下排水管道，科学收集、净化、循环利用雨水。其二，合理规划地下空间，先根据径流控制指标算出所需雨水管理区面积，以此推算适合建造地下空间的面积，从而限制地下空间的占地面积；此方法能够保证一定量的可渗透面积，起到雨水下渗补充地下水的作用。

3.4 地面铺装设计

传统地面硬质铺装不利于雨水的自然下渗，为了尽可能增加雨水下渗，可采用透水铺装。透水铺装材料方面，基层应采用强度高、透水性能良好、水稳定性好的透水材料，可根据停车场、广场、人行道的特点使用透水铺装材料，如各种透水砖、透水混凝土、透水沥青以及植草砖等。在色彩方面和材料形式组合方面可以进行艺术化处理，增强铺装的艺术效果。透水地面的主要设计要点包括：

1)透水铺装的设计应满足透水、荷载、防滑等使用功能，地库顶面透水地面设计覆土深度不应小于600 mm；2)地库顶面景观应设置雨水收集系统；3)除地库外其他土层为深土层(非黏土)，土层厚度均超过1.5 m[5]。

4 结语

海绵城市的理念是融合国内外最新的城市雨水管理理念，并运用了国内外一系列先进的LID水生态系统技术和管理方法。通过利用先进的设计理念，将海绵城市雨水回收循环系统运用到居住建筑景观中，提高人们雨水管理意识等，海绵功效的居住建筑景观将会对改善城市人居环境起到推动作用。绿色建筑景观是海绵城市建设的微观层面。通过对居住建筑规划与布局、屋面与立面、地下空间、地面铺装等方面的雨水管理设计，将有效提升居住建筑和配套景观的雨水管理与利用功能。