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建筑與小區低影響開發雨水系統設計模式研究


來源:建筑設計      發布時間:2019-07-03 16:27:19     點擊率:320

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建筑與小區是海綿城市建設的主要項目類型,因其建設條件復雜且與居民利益關系緊密,故其建設效果直接關系到百姓對海綿城市建設的滿意度和接受度,事關海綿城市建設推進的成敗。我介紹了建筑與小區低影響開發雨水系統設計的原則、技術流程及設計要點,并以長江流域某高層居住小區為例展示了項目設計的關鍵過程,以期為同類項目提供設計模式參考。

建筑與小區處于城市排水系統的源頭減排單元,其海綿化改造的主要目是減小場地外排雨水總量和實現錯峰排放。建筑與小區低影響開發雨水系統設計應在保障場地基本使用功能的條件下,滿足場地排水防澇要求,改善場地微氣候,營造低碳宜居的室外環境。

我結合海綿城市建設圖集《城市道路與開放空間低影響開發雨水設施》15MR105編制過程及海綿城市建設設計經驗,總結了建筑與小區低影響開發雨水系統設計要點。

1.建筑與小區低影響開發雨水系統設計原則

1)建筑與小區低影響開發雨水系統設計應充分提升用地復合功能,既滿足海綿城市建設管控要求,又滿足不同年齡段居民的使用需求,如需要綜合考慮兒童室外游憩、青年人停車及老年人室外健身需求等現實問題。

2)新建項目應以目標為導向開展場地設計,建筑布局應控制地下空間的開發強度,為雨水回補地下水提供滲透路徑。結合以往項目建設經驗,新建建筑與小區建筑密度宜控制在35 %以內,容積率宜控制在3.5以內,綠化率宜不低于30 %,地下建筑頂板覆土宜不小于1.2 m。

改建項目應以問題為導向,結合城市更新建設計劃,以切實解決居民迫切需求的基礎問題為出發點,因地制宜開展海綿化改造,保留長勢較好的植被,保護建筑文物、重要構筑物及管線,避免侵略性施工。

3)低影響開發雨水系統設計應堅持綠色設施為主、灰色設施為輔的原則,在場地空間允許的情況下,宜結合景觀水體建設開展雨水調蓄利用。

4)低影響開發雨水系統設計須保證設計安全,包括不能降低小區雨水管網的設計標準。新建雨水設施不能影響其他建筑物或構筑物的結構安全。

2.建筑與小區低影響開發雨水系統設計系統圖

建筑與小區低影響開發雨水系統設計同樣適用源頭減排、過程控制和末端治理的三段式理論。屋面和鋪裝為主要產流面。屋面雨水應設法斷接,先排入低影響開發雨水設施后再溢流排放。小區內車流量較小,可采用透水鋪裝,或采用平緣石或路緣石開口將地表雨水徑流引流到綠地內,并在綠地內設置雨水設施滯蓄和凈化雨水。在有雨水回用需求的建筑與小區,可設置雨水儲存設施收集雨水進行雨水回用,超過設計降雨量的雨水再排入小區內的雨水管道。建筑與小區低影響開發雨水系統設計系統圖見圖1。

3.建筑與小區低影響開發雨水系統設計要點

3.1 場地現狀條件調研

通過資料收集及現狀調研摸排場地土壤、地質、地表豎向、管線綜合、地上與地下建筑及植被保留區等情況,明確現狀保留區和雨水設施可開挖區域的范圍;明確消防通道及消防登高面等限制開挖區域的范圍;明確小區內雨水管道與市政雨水管道的對接關系;同時了解建筑與小區基礎設施更新計劃。

3.2 建筑雨水管斷接的處理方式

根據建筑屋面雨水排水方式確定雨水管斷接方式。高層建筑通常采用內排水方式且屋面雨水勢能較大,若采用綠色設施則極易造成水土及植物被嚴重沖刷,故通常采用雨水收集設施收集回用。當建筑雨水管布置在墻體外側時,可設置消能池將雨水斷接排入綠地。當多層建筑屋面滿足承重荷載要求時,可布置屋頂花園,也可采用雨水桶或高位花池等設施實現雨落管斷接。當建筑周圍無綠地時,可通過導流渠等轉輸設施將雨水轉輸到周邊綠地協同解決,或在小區雨水管網末端設置調蓄池集中處理。

3.3 鋪裝材料的選擇

建筑與小區通常采用透水鋪裝材料達到小雨不濕鞋的效果,增強小區低碳宜居性能。車行道可采用透水混凝土路面,停車位可采用植草磚,人行道及廣場可采用透水磚或透水混凝土。小區內綠地較分散,為連通綠地排水和保證鋪裝視覺完整性,可將鋪裝局部下凹設置成導流渠,導流渠的坡度及深度以不影響行人、輪椅及嬰兒車正常通行為準。停車位鋪設植草磚時,建議采用透水磚作為車位分割線,以便于穿高跟鞋的女士行走。在不適宜土壤入滲或降雨較多的地區,地下建筑頂板以上開展低影響開發雨水系統設計時,應采取防滲措施。

3.4 場地排水的系統性組織

根據場地豎向條件、產匯流規律及雨水管網分區情況劃分匯水分區。各匯水分區應為相對獨立的單元,在匯水分區內根據匯流面積及下墊面情況計算目標調蓄容積,據此確定低影響開發雨水設施的設計規模。通常將下墊面劃分成建筑屋面、道路、鋪裝、綠地、水系5大類。當單個匯水分區不能解決自身雨水時,可排入周圍匯水分區協助解決。同時承接其他匯水分區雨水的設施,其設計調蓄容積應加上這部分外來水量。當小區內綠地分布不均時,可通過導流渠、縫隙式排水溝、蓋板溝等設施收集和轉輸雨水徑流,再排入綠地滯蓄和凈化。在地勢較低的低影響開發雨水設施內設置溢流口,使超過設計降雨量的雨水排入小區雨水管網。

3.5 平面布局及豎向設計

低影響開發雨水設施的平面布局及豎向設計是相輔相成的過程。首先梳理場地與周邊豎向的關系,明確市政道路雨水管道的管徑及埋深,明確溢流排放路徑。其次在每個匯水分區內依據場地豎向條件,確定低影響開發雨水設施的平面位置及規模。低影響開發雨水設施類型依據用地條件、覆土深度、水質情況等因素確定。不同雨水設施之間通過地形豎向連接;當綠地被鋪裝隔斷時,采用管道連接。按照源頭減量設施→轉輸設施→凈化設施→調蓄設施的順序,形成連續的地表排水系統。低影響開發雨水設施的有效滯水深度一般控制在200~300 mm,通常設置50~100 mm的超高。統計各匯水分區的設計調蓄容積,若不小于目標調蓄容積則說明設計合理。最后明確小區低影響開發雨水設施溢流口與小區雨水管道系統的連接位置,并檢驗豎向高程是否滿足要求。

低影響開發雨水設施布局應避讓消防車道和消防登高面、地下管線管位及其附屬設施、文物及古樹名木保護范圍等,減少對現狀環境的干擾。新增雨水設施應通過地形設計與現狀地勢相融合,使其滿足海綿和景觀欣賞功能。植物種植應考慮冬季的景觀差異,保證較好的全年視覺效果。

3. 6 低影響開發雨水設施與雨水管渠系統的關系

低影響開發雨水系統設計應明確管線綜合位置及埋深,并避讓重力流管線。雨水管線是進行低影響開發設計的重要依托,設計時應與其他管線相互協調,便于雨水設施中進水管線的接入、溢流管線的接出。

低影響開發雨水系統設計的主要目的是控制面源污染,設計降雨重現期小于1年,故為了保證場地內的排水安全,不能降低小區雨水管渠系統的設計標準,通常把雨水管渠系統作為低影響開發雨水設施的溢流管道對待。

雨水管渠系統一般包括雨水收集管線、雨水溢流管線2種。雨水收集管線是指布置在低影響開發雨水設施的礫石層內的穿孔管。其作用為將土壤飽和水及時排走,防止滯水導致水體黑臭及蚊蠅滋生,保護植物根系和建筑頂板排水安全。穿孔管管徑通常為DN100~150 mm。雨水溢流管線是為了防止超過低影響開發雨水設施設計水位的雨水返溢到鋪裝或道路上而布置的。通常在匯水分區下游的低影響開發雨水設施內布置溢流口,溢流的雨水就近排至小區雨水管道。

3.7 雨水回用系統的設置

當小區有雨水回用需求時,可根據用水量需求確定雨水回用設施的規模。當小區內有景觀水體設計要求時,景觀水體宜建成集雨水調蓄、水體凈化和生態景觀為一體的多功能調蓄設施。景觀水體的規模應通過全年水量平衡分析確定,并優先采用雨水作為補水水源;景觀水體宜采用生態駁岸和非硬質池底,并設置必要的安全防護措施或警示標識,確保居民人身安全。雨水回用管道也應設置明確的非飲用水源標識,防止誤飲事件發生。

結語

建筑與小區低影響開發雨水系統設計關乎居民的切身利益,需要綜合平衡海綿管控指標與土地綜合利用效率的關系,既要解決排水問題又要提升整體景觀效果,獲得最大化的環境效益、生態效益和社會效益。

新建項目應在用地布局時就納入海綿理念,確保地塊開發前后水文條件不變。對于綠地較少且管線龐雜的改造項目,項目設計前需要進行詳細的實地調研確保底數摸排清晰后,再開展設計工作;項目設計應融合低影響開發設計及城市更新建設,達到小雨不濕鞋、大雨不內澇的建設效果,并同步進行景觀提升改造,確保海綿城市建設惠及民生、深入民心。

建筑與小區項目中,降雨條件、綠地率、土壤地質情況等是最主要的影響因素。各地區在海綿城市建設中若遇到與建設模式不符的情況時,應因地制宜進行特殊處理,確保海綿城市建設順利進行。

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