(中国市政工程华北设计研究总院有限公司北京分公司 北京 100081)

引言

随着城市的不断发展，城市的环境问题变得越来越严峻，其中城市水问题在我国城市经济发展过程中的更是普遍问题。城市水问题产生的本质是水生态系统整体功能的失调，构建适应于城市发展所需环境承载力的水生态基础设施是解决城市水问题的根本所在，这也是海绵城市建设的意义。海绵化改造是以改变传统城市将雨水快速集中排出为主的设计理念为导向，以绿色水生态基础设施建设为路径，使改造载体具有“自然积存、自然渗透、自然净化”的雨水管理功能，建筑与小区作为海绵化改造的具有局域性集水单元的微观尺度载体，是海绵化改造的基础改造载体。海绵化改造的意义在于使改造载体在应对雨洪影响方面具有良好的弹性，充分利用水生态基础设施对雨洪进行“渗、滞、蓄、净、用、排”，以维持场地开发前后的自然水文特征，减少开发建设对原有生态环境的破坏。

本文以国家海绵城市建设第二批试点城市—青岛市崂山区为研究对象，在崂山区以问题为导向，结合建筑与小区海绵化改造，合理安排海绵城市建设，提升城市承载力、宜居度，打造“高颜值的生态花园之城”。

一、改造分析

为了确定建筑与小区的改造技术可行性和改造必要性，通过现场走访调研、场地详细勘测等方式深入了解建筑与小区内的建筑、道路与广场、绿地等的建设现状，同时结合调查问卷分析居民对小区的改造意愿和改造诉求，最后通过会议座谈，与业主、居民代表、相关部门等各方共同讨论确定可实施的改造建设项目清单。

(一)具体调研步骤

1.基本情况普查

初步整理建筑与小区现有资料，制定调研计划，明确调研内容和重点，做好调研前期准备；其次对照建筑与小区海绵化改造项目清单逐个到现场查看，进行初步技术性可行性分析，判断是否具备基本改造条件。调研过程中还要向当地居民和街道管理、城管委、园林局等相关部门了解各项目现存的环境问题和其他需求。

2.现场问卷调查

采用调查问卷的方式调查当地居民对小区建筑、绿地和道路实施改造的诉求。主要调查内容包括：希望解决内涝积水问题、消除安全隐患、修复破损沉降路面、提升景观品质、增加停车位、改善卫生环境质量等改造诉求。根据以上六方面诉求拟定调查问卷表，通过街道办事处散发调查问卷表并统计调查结果，形成居民调查意向调查统计结果。

(二)可行性和必要性分析

通过现场走访了解基础情况后，还需协调有关部门，调取项目的设计资料或遥感信息，查阅相关的详细地勘资料，结合详细的现场调研分析项目的技术改造可行性；通过详细的现场调研结合调查问卷表统计结果，分析项目改造的必要性；通过调查问卷统计得出居民的主要改造诉求，分析确定项目的改造内容，综合以上分析结果形成最终的调研报告。

(三)最终会商确定改造项目

在第一轮调研基础上，对初步判断具备海绵改造条件的项目通过会议确定改造项目及各项目主要改造内容。召集各街道办、居民代表、原设计单位等人员，会议上从场地现状、海绵设施、居民诉求、投资计划多方面综合确认可改造项目。

(四)项目调研内容

调研内容主要包括以下几点：

(1)地块建设使用时间；

(2)地块整体排水方向，排水出路，雨污水是否分流；阳台污水是否混接入雨水立管；

(3)雨水立管是否可断接至周边绿地；查看地块绿地是否可接纳道路雨水；

(4)建筑屋顶形式，平屋顶还是坡屋顶，是否能做屋顶绿化；

(5)查看地块内的道路、广场是否破损、沉降；

(6)地面停车位、休闲空地是否满足需求；

(7)地下室的覆盖范围及其覆土厚度；

(8)地块是否存在内涝积水情况，积水原因是什么；

(9)查看绿地景观是否破损，景观品质高低；

(10)绿地浇灌情况，是否有雨水利用需求；

(11)其他改造需求。

二、改造思路

根据建筑与小区现状情况，以问题为导向进行海绵改造。海绵化改造设计就是在现状地形地貌以及建筑布局基础设施上对其进行规划，合理利用现有绿地、管道、停车位等设施，减少不必要的新建与扩建，所以海绵化改造更有目的性；优化现状不透水硬质路面，人行道尽量换成透水铺装，增加小区透水性；路面与绿地系统连接处设置植草沟，引导地面径流向绿地系统流动、净化，在绿地系统中设置有截污功能的雨水口，防止水质污染；绿地系统要及时改造，尽量改成下凹绿地及雨水花园等，合理增加雨水径流系数；现状场地合适的可改造微地形对局部道路横坡、纵坡或高程进行微调，达到调整路面径流的目的；考虑雨水资源利用，应根据现状条件合理设置雨水收集利用设施(雨水罐或埋地雨水收集池等设施)。最终形成各下垫面雨水首先汇入低影响开发措施，再溢流入小区雨水管道，后经末端调蓄设施最终进入市政雨水管道的雨水径流路经[1]。

图1 海绵化改造后雨水路径示意图

通过对建筑与小区进行海绵化改造，可以在源头上解决城市水问题。即采用下凹式绿地、透水铺装、调蓄水池等措施对建筑与小区进行雨水渗蓄、雨水收集利用等，既能控制雨水径流量和污染负荷，起到内涝防治和控制污染的作用，又能实现雨水利用。

(一)小区道路、广场的海绵化改造

对于广场和小区道路(人行道，楼间道路，花园道路等)而言，可以铺设透水铺装。透水铺装主要包括：透水混凝土，透水性多孔沥青，透水砖和石子路等园林铺装。在广场和小区道路上铺设透水铺装，能极大的改善道路、广场等硬质铺装面的透水、透气问题，保证雨水的最大截流，实现海绵城市建设中“小雨不积水”的要求。

透水铺装的结构：一般透水铺装可分为三层，即透水层(透水砖、透水混凝土等)、透水基层(级配砂石、大粒径透水沥青混合料等)和路基(素土夯实)。以透水砖铺装为例，从上至下的结构为6-8cm厚透水砖、3cm厚中粗砂找平层、10-15cm级配碎石、素土夯实。

(二)屋顶的绿化改造

对于屋顶而言，可以进行绿色屋顶改造。绿色屋顶国际上的通俗定义是脱离了地气的种植技术，即铺以种植土或设置容器种植植物的建筑屋面或地下建筑顶板。它是人们根据建筑屋顶结构特点、荷载和屋顶上的生态环境条件，选择生长习性与之相适应的植物材料建造绿色景观的一种方式。已有研究表明，在不同地区、不同降雨条件下，绿色屋顶能够持蓄约35.5%-100%的降雨[2]。

绿色屋顶的结构：绿色屋顶系统由屋顶承载及保温层、防水层、隔离层、蓄排水层、种植层、植被层和附加的给排水设施等组成。绿色屋顶又分为简单式、花园式和组合式。绿色屋顶由于涉及建筑安全性，对屋顶荷载、防水、坡度等有严格要求，基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定，简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150mm，要求建筑静荷载应大于等于100kg/m2，一般采用抗逆性强的草本植被平铺栽植于屋顶绿化结构层上；花园式绿色屋顶在种植乔木时基质深度可超过600 mm，一般要求建筑静荷载大于等于250kg/m2，在植被种类上进一步丰富，允许栽种较为高大的乔木类等；组合式绿色屋顶的基质深度一般处于150mm-600 mm之间，一般要求建筑静荷载处于100kg/m2-250kg/m2，允许使用少部分低矮灌木和更多种类的植被，能够形成高低错落的景观。

(三)小区阳台废水的改造

对小区阳台废水进行雨废水分流，将阳台废水接入污水管网，屋面雨水排入雨水收集设施或市政雨水管网。具体的改造方法分为新建雨水立管和截流井。

1.新建雨水立管

新建雨水立管为比较彻底的解决方案，推荐有条件的小区采用，原雨水管保留并作为污水管道使用，接入污水管网，实现雨废水分流；

2.截流井

由于施工条件限制、居民意愿等问题无法进行新建雨水立管的小区，可采用截流井的方法。通过在小区雨水出口或雨水出户井，添置设备进行截流改造，确保晴天时阳台废水不从雨水管道直排入河。截流井如果使用管理不当，日常清掏不及时，就会成为藏污纳垢的“集污井”。因此，在日常河道保洁中，也要格外关注截流井的清理。

图2 截流井非降雨期(左)与降雨期(右)原理示意图

(四)小区绿地的改造

对于小区绿地而言，一般是将绿地“下沉”，即改造为下凹式绿地或植草沟。下沉式绿地具有狭义和广义之分，狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200 mm以内的绿地；广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积，且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。下凹式绿地可以帮助建筑小区在遇到暴雨或者洪灾等情况下，内部及时消耗一定的水资源，防止建筑小区的排水系统受到伤害；植草沟的应用对小区径流改善以及绿化等具有重要作用，帮助小区更好的对雨水进行收集、输送以及排放，同时植草沟还具有一定的净化功能，可以对雨水中的污染进行净化。下雨时，通过道路、广场边缘的植草沟将雨水导入下凹式绿地内，不仅能够收集道路、广场内的雨水，而且还能将雨水迅速的排出，避免造成洪涝等灾害。导入绿地内的雨水，一部分经过绿地自然下渗，补充地下水，其余的通过雨水排水管导入雨水蓄水池中，将雨水收集储存[3]。

下凹式绿地的结构：下凹式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200mm以内的绿地；雨水花园汇水点标高低于周边200mm，溢流口比汇水点高100mm，雨水汇人雨水花园后，经溢流口溢流至场地雨水管网。

(五)停车位的绿化改造

对于停车场而言，可以进行生态停车场改造。生态停车场是一种高绿化和高承载的停车场，停车场地面一般采用块料嵌草铺装、植草格或植草地坪铺设停车位。按照海绵城市的理念，停车位要与绿化兼得，既要有硬化路面供居民停车，也要有绿地截留雨水。植草地坪主要是通过钢筋将用模具制作出来的混凝土块连接起来，形成一个整体，再在空隙中填满种植土，播种或栽种草苗的施工工艺，它既具有普通停车场的使用功能，又具有利用森林模式改善周围环境、增加绿地面积、降低车内温度等特点，复合当前建设节约型绿地的理念，也是今后发展的趋势[4]。

生态停车场的结构：一般可分为四层，即种植层(混凝土模具、植草砖等)、粗砂找平层、级配碎石基层和素土夯实层。以生态植草地坪停车场为例，从上至下的结构为6-8cm厚混凝土模具、2-3cm厚粗砂找平层、10-15cm级配碎石、素土夯实。

(六)雨水调蓄回用

已有建筑与小区基本无雨水调蓄和净化设施，考虑雨水资源利用，应根据现状条件合理设置雨水收集利用设施。

1.雨水桶或雨水罐

雨水桶或雨水罐通常用于居民区屋顶雨水收集，一般通过屋顶断接管与桶身连接，移动方便，可根据需要用于绿化、喷洒等。

2.雨水池或蓄水池

雨水池或蓄水池主要用于居住小区、工业或商业用地的雨水收集，其设计容积相对较大，设置安装方式可为地上和地下两种(地下调蓄池和地上调蓄池)。蓄水池应设置有溢流系统，以便于应对发生连续降雨时蓄水池蓄水超出调蓄高水位的情况，溢流系统通常与排水通道或受水区相连接，便于将溢流雨水排泄或就近渗透；溢流管道的设计排水能力应不小于入水口的最大进水能力；溢流系统通常与输水管道相连接，可将雨水输送至蓄水池汇水区的下游区域，溢流排水下游受水区可为与屋顶段接管相连的透水区域、植被缓冲带、植草沟等。

(七)景观水体的改造

对于景观水体而言，一般通过种植净化水体的植物，提升水体水质的方式进场改造。对于建筑与小区内的水体，一般污染比较少，通过种植净化水体的植物或者培养净水微生物，利用植物或微生物自身净化水体的功能将净化污染水体，同时可以利用雨水调蓄回用系统中处理好的雨水作为景观水体的源头水，并采用人工喷泉、人工河、人工瀑布等动力设施让水体流动起来，做到水体自循环[5]。

三、建筑与小区改造策略

崂山示范区内的居住小区包括鲁信长春花园、左岸风度、西韩新苑、蒙地卡罗、北村新苑、曙光山色、浮山后新村等。小区建设年代大部分集中在2000-2010年之间，建筑与小区相对较多，随着使用年限的增加，小区内道路、绿化呈现不同程度的品质下降，雨污混接溢流污染居多等问题。建筑多为平屋顶，少量分布为坡屋顶形式，但均未作覆土种植荷载设计，不适宜进行大范围屋顶绿化改造；基本公共绿地偏少，一般在40%以内，且绿化缺乏日常管理和维护，同时小区停车紧张，停车场和居民日常活动占用小区绿地等现象经常发生，导致大量的绿地退化；现状铺装普遍为硬化铺装，小区内降雨产流高；建筑与小区基本采用传统的排水模式，屋面雨水、路面雨水通过建筑雨落管、道路雨水口快速进入城市地下排水管网系统，未对降雨径流进行面源污染控制，同时快速排放的方式加重了管网的排水压力；建筑与小区基本无雨水调蓄和净化设施，雨水资源利用率低。

总结现存主要问题的基础上，通过改善小区环境品质，实现“小雨不积水、大雨不内涝”的海绵城市建设目标，主要以绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留措施以及透水铺装、地块内调蓄池等源头低影响措施促进雨水的自然渗蓄和净化。

图3 现状小区建设年代分布图

典型案例分析—东城国际北区

东城国际小区(北区)位于辽阳东路与劲松七路交叉口东南侧，小区总面积约为14.1ha，小区内绿地空间较大，绿地率约为47%，建设年限为14年。

图4 东城国际小区(北区)下垫面示意图

下垫面类型屋顶绿化硬质铺装面积/m2319696649741906占比%22.77%47.37%29.85%

小区内楼间存在较大面积绿地，植物搭配较为丰富，但部分绿地由于踩踏等造成黄土裸露现象，影响整体景观效果。主路铺装以混凝土为主，人行道以不透水荷兰砖和花岗岩地板为主，存在局部铺装破损现象。小区内部停车位紧张，存在机动车乱停乱放的问题。

(a)小区停车位紧张 (b)黄土裸露，景观破坝

建筑与小区的海绵改造可结合既有问题开展，如将现状破损道路进行透水铺面改善，将铺面翻修和雨水处理设施整合；将现状裸露黄土进行下凹式绿地改造，并在绿地上设置简单透水铺装园路；结合景观需求，利用楼间大面积绿地配置分散型生态滞留处理设施对屋顶雨水，可根据情况实行雨落管断接；对于建筑雨落管周边有绿地且能改造的，将其改造为下凹式绿地；对于建筑雨落管周边没有可利用绿地的，将雨水管接入雨水储存罐，储存的水可用来冲洗路面和车辆以及路面喷洒降尘；道路旁边的停车场可改造为生态停车场。

(a)铺装修复可改造场地 (b)停车场透水铺装可改造场地 (c)雨落管断接可改造场地

图6东城国际小区(北区)可改造场地示意图

综上，东城国际北区内绿地空间较大，主干道较宽，改造条件及空间较好。结合小区目前存在的问题及景观需求，改造可满足控制率要求，同时可综合整治提升小区品质，并且较宽的道路以及北侧停车场可为后期施工提供方便。

总体而言，建筑与小区通过透水铺装的下渗净化作用，下沉式绿地、雨水花园、绿色屋顶的净化调蓄作用以及雨水调蓄池(蓄水模块)对雨水的收集利用，兼顾了海绵设施的多样性、系统性与展示性，合理组织雨水排放，有效达成径流总量控制、径流污染控制，并结合景观绿化等需求合理利用雨水资源，从而从城市的微观尺度解决城市水问题。

结语

在我国海绵城市建设的热潮下，本文通过认真分析目前城市建筑与小区的水问题并深入进行调研改造性分析，了解低影响开发以及绿色基础设施的内涵及意义，结合目前我国城市建筑与小区的发展状况，提供建筑与小区海绵化改造的可行性以及改造设计手法，将海绵城市理念应用于建筑与小区改造，对海绵城市建设技术进一步发展的有效推动，对改善城市的生态环境、缓解水资源紧张、解决城市水问题有着重大的现实及长远意义。