王欣:海绵城市与水生态水景观

北京清控人居环境研究院副总工  王欣

各位专家老师、各位同行,大家上午好!我是北京清控人居环境研究院有限公司的王欣,非常高兴也非常荣幸能够有机会在这里和大家分享我的题目《建筑小区海绵改造的技术方法和设计要点》。首先,请允许我先代表公司做一个简单的介绍:北京清控人居环境研究院有限公司,是以清华大学建筑学院、环境学院为依托的一个多学科融合的专业服务机构。公司的主要业务包含海绵城市建设、黑臭水体治理、生态环境咨询、智慧水务等相关领域。我们从传统的咨询服务公司,成功地转型成为集设计咨询、工程实施、投资建设和运营管理为一体的全产业链的服务团队。

2015年国家推出第一批海绵城市建设试点城市,我们帮助4个城市申报成功;第二批海绵城市建设试点城市,再次帮助4个城市申报成功。他们分别是河北迁安、江西萍乡、安徽池州,贵州贵安新区和广东珠海、云南玉溪、山东青岛、福建福州。2016年集团平台成功获得了3个海绵城市建设PPP项目,分别位于河北迁安、四川遂宁和云南玉溪。PPP项目包含了7个公园、12条水系、60条道路和131个建筑小区…由此我们积累了大量的工程经验。海绵城市建设,作为一个多学科融合的城市发展理念,如何定位景观专业在海绵城市建设中的角色,我认为应该用发展的眼光去思考、看待这个问题。

回顾一下20年前风景园林与建筑以及风景园林与水利的关系。在城市发展早期,风景园林主要负责美化和植物配置工作,随着行业的发展,风景园林专业表现出更多元化的行业价值,比如场地功能空间营造、场地精神探索与延伸。在海绵城市建设推出的近两年里,风景园林专业所涉及到的主要还是景观提升和植物配置工作,海绵城市建设越来越需要景观设计师从景观视野,为海绵城市建设提供景观专业角度的解决方案和创新思路。

刚才玛雅老师分享的荷兰成功案例,特别是在场地空间梳理和海绵设施对比选择方面值得借鉴;另外国际团队已将多专业的融合发挥到相当完善的阶段,且每个项目都有其统筹创新的设计理念,而不是简单的海绵设施堆砌。

在透水铺装的设计任务中,是否只有采用透水砖、透水混凝土等昂贵的新型材料才能满足透水需求呢,景观常用的传统的铺装材料是否也能达到透水效果呢?如传统的

木桟道、钢网、砾石等材料,同样可以达到雨水收集和透水的效果。景观传统不透水材料是否可以通过结构基础的创新,满足场地透水需求呢?在海绵城市建设实践中,景观设计师的积极参与,一定能够提供更多元化的创新方案。

未来的社会发展一定是专业的人做专业的事,通才把控、专才执行,所以景观设计师应该以开放的心态以及多专业融合的态度,积极地与相关专业人才进行沟通,尤其加强水文水利专业的知识,在海绵城市建设中,发挥风景园林的专业价值。

前面谈了情怀,后面讲讲干货。今天的我所讲内容的题目是《建筑小区海绵城市改造的技术方法和设计要点》。在海绵城市建设里面,公园水系、道路、建筑小区等类型,都需要风景园林专业的参与。源头控制的建筑小区项目中,因为场地现状条件复杂,常常没有足够的可改造的空间,导致很多业内人士都认为,建筑小区项目是整个海绵城市建设系统里面最难啃的骨头,今天我就把这根“难啃的骨头”拎出来,与大家共同探讨。

海绵城市技术方法在海绵城市指南、相关期刊杂志里有比较详细的介绍。我打了星号的4个部分是海绵城市设计与传统风景园林设计方法的不同。

第一,场地径流计算。目前常用的有模型法与容积法两中计算方式。模型法多用于场地面积相对较大的设计任务中,如区域、城市、河道等场地的海绵建设项目;容积法则多用于场地面积较小的设计任务中,在建筑小区海绵城市建设项目中应用广泛。目前我们团队的景观设计师都已掌握了容积法的计算方式,这个原理很简单,大家都可以学会。

第二,雨水设计流程的确定。设计师始终需要关注雨水从哪里来,要往哪里去,如何对其进行渗、滞、蓄、净、用、排,雨水能够真正得到有效控制,最终达到设计目标。

第三,模型模拟评估。这方面需要相关专业团队协助完成,对现有的设计方案的相关数据进行模型模拟,校验与原定目标的差距,继而做出相应的调整。

最后一点,监测评估,此部分内容会后面展开说。

以上简单提及了海绵技术方法与景观设计方法的不同之处。接下来和大家分享一些在以往工作当中遇到的问题和经验总结。主要分为5个部分:上位规划衔接、现场勘察与场地分析、设计原则与目标、设计方案与设施选择、施工图完成与现场配合。

第一部分,上位规划衔接。

与上位规划衔接,相关的海绵上位规划中的雨水控制率指标和污染物去除指标至关重要;在建筑小区的改造项目中,场地的径流计算是以上位规划中的场地年径流总量控制率以及场地现状(下垫面类型与面积)为前提的,因而得到上位规划的原始指标以及场地准确的建筑与景观图纸至关重要。曾经困扰过我们的一个问题:上位规划给出的年径流总量控制率是否可以调整。我想问一问大家,上位是可以调整的吗?这里我希望能和大家共同探讨一下这个问题。有些小区,通过实地踏勘了解真实的现状条件后,因为地下管网、场地功能、绿化空间不足等原因,在保证原有使用功能的前提下,无法满足单个小区径流控制目标。此时,场地设计专业需要与上位规划专业进行沟通协调,通过周边地块的联动调整,区域之间的雨量设计平衡,综合系统的解决这个问题,得出符合场地实际的径流控制目标,并取得相关专业的共识与认可。

如何进行指标区域平衡。首先看场地周边有无大型的水体、河道和绿地公园,有无上位规划设置的人工调蓄设施,继而判断场地与周边场地联动调整的可行性和可行方案。

可以看到图中A、B、C三个地块,A地块解决不了,可与周边的城市绿地和公园绿地进行联动,B地块解决不了可以与C地块联动,最后汇入城市绿地系统。最后,这个三角型区域能够完成上位提出的年径流总量的控制,径流控制的设计任务就完成了。

第二部分,现场勘查和场地分析。

海绵改造项目的现场踏勘十分重要,需要实地走访复核原始资料,或以问卷的方式进行现状问题的调查和访谈,了解居民的真实需求和场地的实际问题,有针对性的解决。管网与竖向分析是确定场地汇水分区的前提,在管网分析时,一定避免只看图纸不看现场的现象发生。海绵建筑小区的管网调研中,务必请专业队伍将雨水井、污水井、雨水篦子打开来看,获取井内管网的实际情况。

如上所示,以往项目中,出现管网错接、井口错盖,管网未联通的假篦子的情况,所以打开井盖核实,才能更准确的掌握真实的现场资料,才能做出真正落地的设计。

如果场地有内涝情况,设计师首先要找到造成内涝的原因。

第一张图片是我们一个设计师拍回来的,围墙下面有孔,可以明显看出场地有客水进入。我要求设计师下雨的时候再去现场看一次,果然,隔壁小区的客水汇入设计场地,是导致局部积水的真正原因。

在场地分析过程中,下垫面类型的识别很重要,在相关规范不完善的情况下,有的时候设计师遇到部分下垫面径流系数查不到的问题,需要有经验的专业工程师将不同类别或同类别下垫面进行比选,综合制定一个符合实际情况的径流系数。

务必重视地勘资料的对接,很多时候地勘资料没有办法第一时间拿到,或者只能参考一个较为久远的地勘资料。如果参考原始地勘,后期务必补齐并认真校核,只有了解地下真正的地质结构,了解地下水位在哪里,透水层在哪里,才能避免在海绵设施布置的时候对地上地下的水环境造成破坏。

第三部分,设计原则与目标。

设计原则重点说说经济适用原则。经济适用原则的制定就是要避免追求昂贵的和不切实际的技术手段,为了海绵而海绵,形成一个不合理的解决方案。

上位专项规划指出径流控制和污染物去除的目标,具体场地存在其特有的场地属性,要从地方降雨特点和地质土壤特点综合分析,选择适宜的改造措施,解决场地雨水的核心问题。比如,融雪剂的面源污染控制;再生水回用解决景观水水源等。

第四部分,设计方案与设施选择。

建筑小区项目存在改造空间有限的问题,通过雨水转输、系统调配,完成场地雨水径流的控制,绿地中的转输、蓄水空间经常是广义的下凹式绿地完成的。单纯的追求下凹式绿地率控制,忽略下凹走势与坡度的变化以及与实际场地的过渡,导致景观效果生硬、单一。绿地下凹后,可供设计师选择的植物品种受到限制、苗木市场空白单一,部分苗木(花叶芦苇、美人蕉等)需要较多的后期维护等因素,局部植物成活率降低,无法有效的修饰与提升下凹式绿地的景观呈现,成为下凹式绿地被吐槽的主要原因。但是在绿地改造中下凹式绿地不是不能用,只是要避免大面积的用;设计应该研究的是如何使下凹式绿地既满足功能又符合审美。

种植早期露土和冬季效果的保障也是被吐槽的槽点之一。种植早期漏土现象不存在技术问题,为此北京很多新建项目都有树皮覆盖和豆石覆盖的广泛应用,海绵景观呈现的症结在于海绵审美观与经济价值的冲突。如果项目在种植工程投入的资金偏少,选购的苗木无法满足景观的及时效果,只有在满足长远景观效果的设计预期中,给植物生长充分的时间。冬季景观效果的保障,建议突破海绵设施只能种耐湿品种,如菖蒲、鸢尾、千屈菜等多年生草本的观念,尝试灌草搭配,适量搭配一些当地乡土、适应性强、常绿或冬季仍有一定体量的品种,冬季效果会有明显的改观。

管网设计中,存在大量合流制改分流制的工作。因为海绵是做雨水系统改造的设计,实践证明,新建一套雨水管网更加容易与新的方案匹配,也最简单易操作。原有雨污合流的管道保留用于污水排放,对未来可能存在的易於堵情况、管道改造可行性需要认真核查。

在大量项目经验积累中,我们的设计师在设施选择方面按照其适用条件、优劣势进行了分类,因为现场时间有限,我简要介绍几个。

雨水管断接,常见的效果比较好的是高位植坛,但高位植坛对改造的空间要求较高,经常可欲不可求,所以会因地制宜的选择水簸箕点式消能或卵石沟带状消能。

雨水口改造,给排水专业提供了若干改造方法,如封堵后改造为溢流口、直接改造为溢流口等等。设计师通过地表小汇水分区的划定,可以利用原有雨水口的低点优势,在周边设置截留措施,将汇水区内的雨水通过地表浅沟或截留沟的方式,将雨水导流入绿色设施,或计算导水沟截面后,利用导水沟的滞蓄功能再溢流入雨水口。

透水铺装,实践发现透水混凝土的透水效果和保水效果非常好,但是透水混凝土与其它材料衔接的时候,会导致周边材料交接处不规则沉降,所以材料衔接处的结构与交接面的景观细节需要设计师认真推敲。

生物滞留带,主要想说的是换土。如果场地下渗条件非常好,建议还是生态的原则,用原状土;如果下渗条件不满足,换土的碎石层不可通用一个标准断面,断面的深度需要计算雨水调蓄的需求与场地实际来确定。

最后强调一个普遍的设计问题,径流计算与海绵方案的落地,要保持前后一致,避免计算一回事,设计一回事。

第五部分,施工图完成与现场配合。

施工图设计阶段普遍存在根据现场情况修改方案的情况,不能忽略的是重新计算修改后方案的径流控制率、并且需要模型模拟方案是否达标。介绍一个在方案修改复核阶段,缺少沟通协作的案例:方案设计师将设施下凹的坡度和深度进行计算和效果推敲,确定了200毫米深度的海绵设施方案。在施工图设计中需要避让地下管线的原因,调整了设施的平面面积,造成设施深度需要加深100毫米才能满足径流量控制。没有认识到项目把控的重点,施工图设计师没有与方案设计师进行必要的沟通,也缺乏下凹坡度与效果的细致推敲,简单槽体深度加深,导致景观效果大打折扣。设计师修改时的态度是认真的,避免了我刚才说的计算一回事,设计一回事。而在他看来的100毫米的微差,却是景观效果把控的关键。另外在实际施工过程中,因为场地实际原因,对设施深度、形态、走势的调整,是设计现场配合的重要把控任务。

溢流口高程,经常在一些方案评审的时候,发现方案里面的溢流口示意图片是错的。溢流口位置高了,会导致局部地区内涝;溢流口位置低了,会导致雨水提前溢流。所以溢流口高程控制非常重要,施工图设计把控是重点,施工过程把控也是重点。

海绵城市建设对施工工艺要求非常高,施工前的培训、施工过程的管控和最终验收的质量把关,都非常重要。施工队伍了解到建设的原理,才会对设计存有敬畏之心,不随意改动设计,确保效果的呈现。

除了设施深度、溢流口高程的把控,场地竖向、土壤换填深度和孔隙率、透水铺装的工艺过程以及苗木选购与种植栽植维护等,都需要严格的现场把控。因此改造项目通常要求设计师驻场,有条件的尽量驻场,没有条件的要与现场负责人保持密切的沟通。把控得住现场,才能将优秀的设计以实际建成效果展示出来。我今天的演讲到此结束,感谢大家!

编辑:Xiaotong
标签:王欣:海绵城市与水生态水景观

发表评论

最新评论