■岳慧媛　宁国强　李 政　曹增博　Yue　Huiyuan& Ning　Guoqiang& Li Zheng& Cao Zengbo

(1.2.3.4.内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院，呼和浩特　010018）

近年来，在国家大力推进海绵城市建设的政策下，截止到2017年底，我国已在36个城市开展建设，并且多建于雨水充沛的南方。但我国干旱半干旱地区的面积相比于沿海城市更加广阔，由此可见海绵城市在该地区的建设也显得尤为重要。且目前的海绵城市建设，只局限于园林绿化及其相关方面的改造，对于的城市家具利用并未开展，但城市家具在城市环境中的点面布置却是不容小觑的。

1　干旱半干旱地区海绵城市的发展现状

1.1　复杂的水问题

中国淡水总资源量约为2.8×1013m3，占世界总量排名第四位，但是人均占有量仅仅是2.2×103m3，而且其分布极为不均。南北差异巨大[1]。中国成为了全球水资源极为缺乏的国家之一。据统计，截止到21世纪为止，我国绝大部分城市都存在供水不足的现象，其中百余座城市严重缺水，总体缺水量高达6000m3。由于频繁的洪涝灾害、严峻的水污染问题、加之我国城市建设存在的漏洞颇多，造成城市地下水的点状面状污染严重。由上述水资源现状可以看出，目前我国水资源短缺和水污染问题变得亟待解决。此外，近些年我国各地多次出现降雨集中现象，造成了城市大面积内涝，带给了市民严重的经济损失。

1.2　新方法的提出

面对这样的现状，常规的解决办法例如修建拦河大坝、城市集中排水管道系统、“化妆式”园林，这些措施不但没有解决当前遇到的问题，反而使问题扩大化、严重化，劳民伤财。十八大提出并倡导建设“海绵城市”，深入贯彻低影响开发设计理念，着重解决城市雨水合理排放和循环利用、城市供给排水矛盾、以及水资源污染严重的问题。“海绵城市”中的“海绵”一词，是指让城市具备更好地吸附水的能力，在抵抗自然灾害和应对环境变化等方面，具备一定的"弹性"，能够在下雨时吸水、净水、渗水、蓄水，并在需要时将集蓄的雨水释放出来加以利用[2]。参考由中国城市规划研究院及九家规划设计单位联合编制的《海绵城市技术指南---低影响开发雨水系统构建。目前，对于雨水的收集形式种类繁多，系统的分类为：屋面雨水收集形式、地面雨水收集形式、以及透水铺装集水。与景观结合的雨水收集形式也多种多样，例如，下沉式绿地、植草沟、生物滞留池等。但与广泛设置于城市大街小巷的城市家具结合的形式并未出现。类日常工作、生活和社会交往过程中使用的，具有坐卧、指示、承重、收纳、分隔等功能的器具，它的目的是满足人们在公共空间中的活动需要[4]。城市家具指的是城市中各种户外环境设施，其对于空间的限定不仅仅是公园、广场，还包括道路、居民小区。将大空间中的设施构件，冠以“家具”之名，是将城市作为我们每人生活的大家庭，“家具”一词给人以贴近生活的亲切之感，拉近了人与环境、人与自然的距离。

随着经济的不断发展，现代生活的日益提高，人类活动的种类逐日增加，人们对于公共空间内的设施有了更高的要求[5]。城市家具作为人居生态环境的一部分，被要求在配备时既满足休憩、服务、美观、环保等功能，还要考虑到与周围环境的完美结合，或是赋予城市家具新的功能。

2　城市家具的发展概况

2.1　城市家具（Urban Furniture）

城市家具这一定义最早出现于20世纪60年代的欧洲[3]。城市家具指设立在城市空间中的一切公共设施，小到一个垃圾桶，大到一系列的公共艺术作品。广泛意义的家具，是人

3　多功能城市家具设计

3.1　项目地概况

呼和浩特地处内蒙古自治区中部偏南地区，平均海拔为1050米，是典型的蒙古高原大陆性气候，日温差和年温差较大，四季的气候变化显著，以春季干燥多风沙、夏季炎热降雨少、秋季迅速降温快、冬季严寒降雪少为主要特点[6]。年平均降水量为410mm，年蒸发量为3000mm，且降雨时空分布极为不均。在受到强对流天气的影响时，瞬时降雨量较大，多集中

■图1　多功能凉亭A立面图

■图4　廊柱雨水收集节点图

■图2　多功能凉亭B立面图

■图3　多功能凉亭B立面图

■图5　植物根须生长观察区立面图

YUEHuiyuan, NING Guoqiang , LI Zheng,et al . Study on Multifunctional Furniture Design in Sponge City[J]. Furniture & Interior Design , 2018,(06):126-128.在夏秋两季。年平均气温呈现北低南高的总体趋势。当地气候条件影响对城市家具的发展造成了很多的限制因素。项目地选取了位于呼和浩特市区西南的丽和阳光城小区，小区占地面积3000É，共有居民楼14幢，绿化面积占25%，属于中档小区，居住人口多为工薪阶层和退休老人及儿童。小区正门入口处设立了一处景观小品与四人石桌石凳，其他区域并未出现其他城市家具设施。经过分析，除早高峰小区内上班族及车流较大，其他时间多以老人、儿童活动居多。但小区内的公共活动空间及公共设施较为缺乏，并不能满足住户的需求。

3.2　多功能城市家具设计

多功能城市家具在近几年发展迅速，好的设计作品也给人们带来了很多益处[7]。设计的目的是服务于人，所以在开展设计之前，首先要对受众人群的行为和心理需求进行分析和研究。根据调研，在本小区公共空间活动的多为儿童以及退休老人，儿童会选择较为宽敞的地方玩耍，而老人们则会在附近聊天，以便照料。人在公共空间中首先进行主要行为，从而引发连锁行为和其他需求[8]。本项目以老人的角度出发，为他们在视野宽广的地方设置了多功能凉亭，使他们有了休憩的场所，也方便照料孩子（图1）。与此同时也增添了许多便民设施并附带雨水收集功能，丰富了居民的休闲生活，实现了雨水的循环使用，优化了居民的生活环境。

多功能凉亭的高为3.1米，其占地面积为25.5平米，地下面积占为16.5平米，屋顶呈扇形状，面积约为8平米（图2）。多功能凉亭分为三个部分，分别是植物根须观察区、智能交互系统和屋面雨水收集。凉亭造型的设计灵感，来源于传统的蒙古族头饰，给人以稳重、协调之感，能够体现出呼和浩特地区的民族特色（图3）。在材质上的选用，考虑到干旱半干旱地区的自然条件，选用石材为主材，配合防腐木进行装饰。石材起到稳固支撑作用，用于地基、柱和顶。而防腐木用于台阶和座椅，体现出了木材给人们带来的亲近之感。

4　雨水收集功能

4.1　屋面雨水收集功能

该凉亭利用亭顶斜坡引流雨水，将与顶部接触的雨水集蓄。在屋面缓坡处留出两个雨水入水口，入水口的外罩是由铸铁焊接的可拆卸装置，能够过滤掉一些大型的杂质，不会对管道造成污染，可拆卸的设计同时也方便清理(图4)。入水口下端连接的是廊柱，廊柱中段置入了一段可拆卸的过滤装置，收集到的雨水通过石子、细砂及土工布的过滤，将杂质残留于过滤装置的上端，并由管理人员定期清理更换。经过第一遍过滤的雨水，通过廊柱下端的管道，汇入地下中水管网，用于小区植物浇灌，卫生间冲厕等。

4.2　植物根须生长观察区雨水收集功能

在凉亭的两侧设置植物根须生长观察区，其占地面积为16.5平米，宽1.5米，深0.9米。由砖质台阶作为基材，表面配合防腐木搭建，其中立面采用钢化玻璃，目的是便于观察抗旱以及短期耐涝植物的根须生长情况。并在底端设置一些溢流口，预防降水集中时出现雨水存积的现象，同时也能在暴雨天气下作为蓄水池，暂时存蓄雨水（图5）。这一设计，不仅有利于研究者密切关注植物生长的情况，同时也能激发起儿童们对于植物的兴趣，也为孩子们提供了一处玩耍的空间。

4.3　雨水收集收集量的计算

根据公式（1）可计算多功能凉亭在t时段内的设计渗透量Vp:

Vp=3600tKJAs(1)

式中 Vp——设计渗透量，m3；

K——土壤层渗透系数，m/s；

J——水力坡降,若地下水位较低,可近似认为J= 1;

As——设施有效渗透面积,m2。因渗透设施中水位上下波动,取中部高度水位作为平均水位以计算有效渗透面积[9]。

雨水过滤设施经过石子层、细沙层和土工布层的三层过滤。

计算雨水收集设施取三层过滤材质中，取三种平均渗透系数的最小值14.85×10-4m/s来计算。凉亭屋面共8平米，可计算出凉亭的设计渗透量为13.97m3。

根据在实验地设置的两处降雨量观测站，统计出的降雨量参数，呼和浩特地区2016年8月最大单日降雨量83mm来计算，可收集净化11.6m3的雨水。参考呼和浩特地区2016年全年总降水455.6mm来计算，可收集净化63.6m3的雨水。按照现今的城市用水费用0.57元/mÉ计算，可以节约用水费用36.28元。这只是用水所节约的水的费用，还未包括节约的人工成本。这只是一个8平米的凉亭一年可收集到的雨水量，而我区属于干旱半干旱地区，降雨量远比不过我国南方多地。如果以我国的湖南省为例，具统计1961-2010近50年的年平均降雨量为1408.98mm[10-11]，8平米的凉亭可收集净化196.8m3的雨水，可以节约用水费用112.2元。在全年雨水丰沛的南方地区，全面开展雨水利用，辅助城市排水系统，能够减少一定的洪涝灾害；在干旱半干旱的西北地区，全面开展雨水收集、雨水净化，可以储存用于植物浇灌。人类的生存离不开水，由此看来，多功能凉亭可以在全国范围推行起来。

城市家具的功能更替随着城市化的进程不断加快。随着时代发展，好的功能被优化沿用，而不符合人类需求的城市家具终将被摒弃。例如，20世纪90年代被设立在城市中大街小巷的公共电话亭，如今便很少出现在我们的视野中。我国正处于海绵城市建设的初期阶段，还停留在尝试与革新的阶段。围绕着“水”问题，我们尝试尽可能多的将雨水收集起来，进行集中净化处理，中水回用。目前，在景观建设中雨水收集的形式有很多，但是对于一些已经进行景观规划的绿地，再实施植草沟、下沉式绿地等建设，施工难度大且耗费金钱。但如果将雨水收集的形式扩充，利用分布广泛的城市家具收集净化雨水，会大大增加雨水的利用率，并且能够减少降雨集中带来的城市内涝现象。将收集净化后的雨水，接入城市中水回用系统，或是用于就近的植物浇灌、公共卫生间冲厕等。在节约水资源、降低能耗的同时，也带来了十分可观的经济效益与社会价值。

表1　三种过滤材质的平均雨水渗透系数

表2　丽和阳光城小区逐日降水量

■图7　多功能城市家具平面图

■图6　便民设施功能详图

5　便民设施功能

随着现代工业化进程的加快，目前全球面临着多面的能源紧张问题，如水资源短缺、能源的相对枯竭等。近年来我国积极建设风力发电厂，并且不放过任何一处可以利用的发电装置，许多城市道路中的路灯上，都被设置了风力发电装置。为了节约煤炭资源，我国近年来提倡使用电力驱动车，并落实到了城市公共交通工具中，新能源车也逐渐被我们所认可，不久后新能源车将会被越来越多的人使用。于是，在居民区内设置电动汽车充电桩能够满足一部分车辆的充电需求。多功能凉亭在接近路边的位置，设立了两个半弧形区域，两侧的墙面分别设置了电动汽车充电桩，并支持现金或刷卡交易功能。为了提高充电桩的利用率，电动汽车在充电的过程中，车主可以通过APP进行实时监控，并且可以收到充电完成的消息提醒。

居住区中一些便民设施的布置，可以拉近住户之间的交流[12]。同时，在墙面置入了一个智能交互系统的显示屏。屏幕为触摸式，常态时会显示日期、时间及天气情况等基本信息。居民们可以通过住户编号，查询水电气等家用能耗的使用状况，并通过电动汽车桩窗口的读卡区缴费，或者通过屏幕呈现的动态二维码，扫码进行支付（图6）。这样便可以让住户们不出社区，就能完成基本的家庭耗能缴费及使用情况查询。智能交互系统界面的下端设置了许多功能，老人们在休闲之余可以观看养生视频及生活小常识。丰富了居民的日常生活。同时，电子屏幕作为立面广告的形式，也起到宣传作用，丰富了人们的休闲生活。右下角设置的工具箱也与智能交互系统相连，方便居民们在此借用一些常用的工具，并通过系统完成电子支付进行借还。

6　多功能城市家具的环境营造

多功能城市家具设计不仅要满足功能需求，同时也要配合周围的整体环境。在多功能凉亭的周围将鹅卵石与草坪相间进行透水铺装，不仅可以积蓄一定的水源，同时也增加了铺装的美观性与趣味性。软硬间距的铺设形式，车辆的碾压也不易对草坪造成伤害（见图7）。在植物的种植方面，乔木能够提供足够的林荫空间，在满足居民避阳需求的同时，也能为中下层植物的生长提供所需条件。一些灌木等中层植物不仅美观还能挡风。花卉等时令花朵颜色艳丽，但要考虑春夏秋三季的搭配种植。将乔木、灌木和花卉合理的搭配，在不同时段可以使多功能凉亭呈现出多种状态，使亭中之人产生不同的心境。这同样也是多功能凉亭的设计要点[13]。

7　结语

从众人群的基本需求出发，进行多功能城市家具的设计，是对“以人为本”概念的贯彻。除此之外还要考虑到造型和用材的问题。城市家具是组成城市环境的重要部分，在满足其原有功能的基础上，同时可以延伸出其他功能。例如，将太阳能板和小型风力发电装置，设置于照明路灯顶部，或是利用凉亭的屋面收集雨水等。我国现在面临着能源匮乏、城市内涝、雾霾等严重的环境问题。除了进行节能减排，重视回收再利用也能带来很多益处。我们应当尽最大努力，保护我们的家园。环境育人，环境造人，优美的环境才能体现一个国家真正的软实力。