第一篇:个人整理海绵城市项目设计规范及图集大全
规范:
《防洪标准》(GB50201-2022)
《城市防洪工程设计规范》(GB/50805-2022)《堤防工程设计规范》(GB50286-2022)
《室外排水设计规范》GB50014-2022(2022年版)《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2022)《城市道路绿化规划与设计规范》CJJ75-97 《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》 《雨水控制与利用工程设计规范》(DB11/685-2022)《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135-2022)
图集:
《雨水综合利用》(10SS705)
《雨水控制与利用工程(建筑与小区)》(15BS14)《城市道路(透水人行道铺设)》(10MR204)《市政排水管道工程及附属设施》(06MS201)
第二篇:海绵城市
海绵城市
什么是“海绵城市”?“海绵城市”有什么作用呢?
“海绵城市”,即比喻城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
“海绵城市”建设的重点是构建“低影响开发雨水系统”,强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能,有效缓解城市不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重等城市问题。“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。“海绵城市”让城市像海绵一样“呼吸”,更具生态魅力。
海绵城市水的循环收集与释放示意图
好处一:吸住集中降水,告别“城中看海”
目前,我国大多数城市都是快排模式,雨水落到硬化地面,只能从管道里集中排出。强降雨一来,大家就感觉修多粗的下水管道都不够用。许多严重缺水的城市,就让约70%的雨水白白流失了。建设海绵城市,在暴雨来袭时,城市能够像海绵一样将雨水储存起来;暴雨过后,再让雨水缓慢地流出,从而避免短时间内大量雨水带来城市内涝问题。好处二:雨洪利用,节约水资源
当城市成为“海绵”时,降雨时城市吸饱了水,而在干旱缺水时,就可以将储存的水释放出来,并加以利用。“损有余而补不足”,让城市将本就珍贵的水资源运用得更加平衡。以北京为例,自打造“海绵城市”以来,仅2022年就累计收集利用雨水量2781万方,相当于14个昆明湖。好处三:生态与经济并重,改善城市生态环境
“海绵城市”建设非常注重对天然水系的保护利用,保护河、湖、池塘等水系,改善了城市的生态环境,缓解城市缺水和热岛效应。调蓄设施又往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,“净增成本”比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨额损失。另外,“海绵城市”建设大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量,经济效应可观。
海绵城市建设在美国等发达国家已实施多年,国外经验已证明,海绵城市建设在城市雨水管理方面行之有效。海绵城市扶持政策
中央财政对海绵城市试点给予专项资金补助,一定三年,具体补助数额按城市规模分档确定,直辖市每年6亿元,省会城市每年5亿元,其他城市每年4亿元。对采用PPP模式达到一定比例的,将按上述补助基数奖励10%
海绵城市基本内涵
一、对城市原有生态系统的保护。
最大限度地保护原有的河流、琥珀、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,留有足够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、琥珀、湿地,维持城市开发钱的自然水纹特征,这是海绵城市建设的基本要求;
二、生态恢复和修复。
对传统粗放式城市建设模式下,已经受到破坏的水体和其他自然环境,运用生态的手段进行恢复和修复,并维持一定比例的生态空间;
三、转变排水防涝思路。
海绵城市设计一:建筑与小区
(1)建筑屋面和小区路面径流雨水应通过有组织的汇流与转输,经截污等预处理后引入绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施。
(2)因空间限制等原因不能满足控制目标的建筑与小区,径流雨水还可通过城市雨水管渠系统引入城市绿地与广场内的低影响开发设施。
(3)低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行,如结合小区绿地和景观水体优先设计生物滞留设施、渗井、湿塘和雨水湿地等。
建筑与小区低影响开发雨水系统典型流程示例
海绵城市设计二:城市道路
(1)城市道路径流雨水应通过有组织的汇流与转输,经截污等预处理后引入道路红线内、外绿地内,并通过设置在绿地内的以雨水为主要功能的低影响开发设施进行处理。
(2)低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行,如结合道路绿化带和道路红线外绿地优先设计下沉式绿地、生物滞留带、雨水湿地等。
城市道路影响开发雨水系统典型流程示例
海绵城市设计三:绿地与广场
(1)城市绿地、广场及周边区域径流雨水应通过有组织的汇流与转输,经截污等预处理后引入绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施,消纳自身及周边区域径流雨水,并衔接区域内的雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统,提高区域内涝防治能力。
(2)低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行,如湿地公园和有景观水体的城市绿地与广场宜设计雨水湿地、湿塘等。
城市绿地与广场影响开发雨水系统典型流程示例
海绵城市设计四:城市水系
(1)城市水系在城市排水、防涝、防洪及改善城市生态环境中发挥着重要作用,是城市水循环过程中的重要环节,湿塘、雨水湿地等低影响开发末端调蓄设施也是城市水系的重要组成部分,同时城市水系也是超标雨水径流排放系统的重要组成部分。
(2)城市水洗设计应根据其功能定位、水体现状、岸线利用现状及滨水区现状等,进行合理保护、利用和改造,在满足雨洪行泄等功能条件下,实现相关规划提出的低影响开发控制目标及指标要求,并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。
城市水系影响开发雨水系统典型流程示例
海绵城市技术选择一:透水铺装
(1)透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。
(2)适用于广场、停车场、人行道以及车流量和荷载较小的道路,如建筑与小区道路、市政道路的非机动车道等,透水沥青混凝土路面还可用于机动车道。
海绵城市技术选择二:绿色屋顶
(1)绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等,根据种植基质深度和景观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式。
(2)绿色屋顶适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤15°的坡屋顶建筑。
海绵城市技术选择三:下沉式绿地
(1)狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或者道路在200mm以内的绿地;广义的下沉式绿地泛指具有一定调蓄容积,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。
(2)下沉式绿地可广泛应用于城市建筑与小区、道路、绿地和广场内。对于径流污染严重、设施底部渗透,面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1M及距离建筑物基础小于3m(水平距离)的区域,应采取必要的措施防止次生灾害的发生。
海绵城市技术选择四:生物滞留设施
(1)指在地势较低的区域,通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施分为简易型生物滞留设施和复杂型生物滞留设施,按应用位置不同又称作雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生态树池等。
(2)生物滞留设施主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地,以及城市道路绿化带等城市绿地内。
图4-10 复杂型生物滞留设施典型构造示意图
海绵城市技术选择五:渗透塘
(1)渗透塘是一种用于雨水下渗补充地下水的洼地,具有一定的净化雨水和削减峰值流量的作用。
(2)渗透塘适用于汇水面积较大(大于1hm2)且具有一定空间条件的区域,但应用于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1m及距离建筑物基础小于3m(水平距离)的区域时,应采取必要的措施防止发生次生灾害。
海绵城市技术选择六:渗井
(1)渗井指通过井壁和井底进行雨水下渗的设施,为增大渗透效果,可在渗井周围设置水平渗排灌,并在渗排管周围铺设砾(碎)石。
(2)渗井主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周围绿地内。渗井应用于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1m及距离建筑物基础小于3m(水平距离)的区域时,应采取必要的措施防止发生次生灾害。
海绵城市技术选择七:湿塘
(1)湿塘指具有雨水调蓄和净化功能的景观水体,雨水同时作为其主要的补水水源。湿塘有时可结合绿地、开放空间等场地条件设计为多功能调蓄水体,即平时发挥正常的景观及休闲、娱乐功能,暴雨发生时发挥调蓄功能,实现土地资源的多功能利用。
(2)湿塘适用于建筑与小区、城市绿地、广场等具有空间条件的场地。
海绵城市技术选择八:雨水湿地
(1)雨水湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水,是一种高效的径流污染控制设施,雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地,一般设计成 防渗型以及便维持雨水湿地植物所需要的水量,雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。
(2)雨水湿地适用于具有一定空间条件的建筑与小区、城市道路、城市绿地、滨水带等区域。
海绵城市技术选择九:蓄水池
(1)蓄水池指具有雨水储存功能的集蓄利用设施,同时也具有削减峰值流量的作用,主要包括钢筋混凝土蓄水池、砖、石砌筑蓄水池及塑料水模块拼装式蓄水池,用地紧张的城市大多采用地下封闭式蓄水池。
(2)蓄水池适用于有雨水回用需求的建筑与小区、城市绿地等,柑橘雨水回用用途(绿化、道路喷洒及冲厕等)不同配建相应的雨水净化设施;不适用于无雨水回用需求和径流污染严重的地区。海绵城市技术选择十:雨水罐
(1)雨水罐也称雨水桶,为地上或地下封闭式的简易雨水集蓄利用设施,可用塑胶、玻璃钢或金属等材料制成。
(2)适用于单体建筑屋面雨水的收集利用。海绵城市技术选择十一:调节塘
(1)调节塘也称干塘,以削减峰值流量功能为主,一般由进水口、调节区、出口设施、护坡及堤岸构成,也可通过合理设计使其具有渗透功能,起到一定的补充地下水和净化雨水的作用。
(2)调节塘适用于建筑与小区、城市绿地等具有一定空间条件的区域。
海绵城市技术选择十二:人工土壤渗滤
(1)人工土壤渗滤主要作为蓄水池等雨水储存设施的配套雨水设施,以达到回用水水质指标。人工土壤渗滤设施的典型构造可参照复杂型生物滞留设施。
(2)人工土壤渗滤适用于有一定场地空间的建筑与小区及城市绿地。海绵城市技术选择十三:调节池
(1)调节池为调节设施的一种,主要用于削减雨水管渠峰值流量,一般常用溢流堰式或底部流槽式,可以是地上敞口式调节池或地下封闭式调节池。
(2)调节池适用于城市雨水管渠系统中,削减管渠峰值流量。海绵城市技术选择十四:植草沟
(1)植草沟指种植有植被的地表沟渠,可收集、输送和排放径流雨水,并具有一定的雨水净化作用,可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。除转输型植草沟外,还包括渗透型的干式植草沟及常有水的湿式植草沟,可分别提高径流总量和径流污染控制效果。
(2)植草沟适用于建筑与小区内道路,广场、停车场等不透水面的周边,城市道路及城市绿地等区域,也可作为生物滞留设施、湿塘等低影响开发设施发预处理设施。
海绵城市技术选择十五:渗管/渠
(1)渗管/渠指具有渗透功能的雨水管/渠,可采用穿孔塑料管、无砂混凝土管/渠和砾(碎)石等材料组合而成。
(2)渗管/渠适用于建筑与小区及公共绿地内转输流量较小的区域,不适用于地下水位较高、径流污染严重及易出现结构塌陷等不宜进行雨水渗透的区域。
海绵城市技术选择十六:植被缓冲带
(1)植被缓冲带为坡度较缓的植被区,经植被拦截及土壤下渗作用缓减地表径流流速,并去除径流中的部分污染物,植被缓冲带坡度一般为2%-6%,宽度不宜小于2m。
(2)植被缓冲带适用于道路等不透水面周边,可作为生物滞留设施等低影响开发设施的预处理设施,也可作为城市水系的滨水绿化带,但坡度较大(大于6%)时其雨水净化效果较差。
海绵城市技术选择十七:初期雨水弃流
(1)初期雨水弃流指通过一定方法或装置将存在初期冲刷效应、污染物浓度较高的降雨初期径流予以弃除,以降低雨水的后续处理难度。弃流雨水应进行处理,如排入市政污染水管网(或雨污合流管网)由污水处理厂进行集中处理等。常见的初期弃流方法包括容积法弃流、小管弃流(水流切换法)等,弃流形式包括自控弃流、渗透弃流、弃流池、雨落管弃流等。
(2)初期雨水弃流设施是其他低影响开发设施的重要预处理设施,主要适用于屋面雨水的雨落管、径流雨水的集中入口等低影响开发设施的前端。
第三篇:海绵城市
住房和城乡建设部日前发布《海绵城市建设技术指南》,这意味着防治城市内涝方法论的转向,我国城镇排水防涝系统的建设将不再以“修大管子”为主, 而致力于建设城市的“海绵体”,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
文/段心凯海绵体:城市涝症新疗法——海绵城市量化评估实践的可能性
本文将对“海绵城市”这个正在中国崛起的新概念进行解释,分析该城市下水思路转变的原因及进步性,同时,针对我国实践这个前沿性概念的准备不足,借鉴国外经验,在操作指南和效果评估的量化上提出对策性的建议。
在城市里看海,所以要建大管子?
近些年来,逢雨必涝逐渐演变为我国大中城市的痼疾。人们首先声讨的是城市排水系统。维克多·雨果在《悲惨世界》中的名句“下水道是城市的良心”被人们拿来指责“没良心”的排水系统。
人们认为,一定是因为排水管管道老化,排水标准低、排水系统建设滞后,我们的城市才一次次经受内涝的威胁。我们应当建设更好的城市排水系统,“尽快把水排出去”。这个“共识”是正确的吗?
把目光完全盯着建设城市排水系统,未必是最有“良心”的选择。
告别拼下水道内径的时代
我国的下水道主要学习了前苏联排水的经验,排水管口径小,不易应对骤增的大流量雨水。然而,如果为了解决城市内涝问题,把目光完全盯着排水系统的建设,反而有可能为城市环境带来更多糟糕的问题。
我们都知道在森林、农田等自然环境中不会形成积水灾害。这是因为暴雨时,雨水可以直接渗入土壤中,在城市化进程中,由于城市道路、硬质景观、建筑屋面等大量非渗透性表面的扩大,以及对河湖等自然水体的填埋、河道大量采取硬质化处理等,城市原有的生态系统受到了极大的扰动。
城市化之前,降雨时因为土壤的涵水缓冲作用,大量的雨水并不会迅速汇入地下水系,河流的水位不容易在短时间内大起大落。城市开发之后,裸露的土壤面积大大减少,因为雨水无法渗入土壤而形成的在城市地表流动的水流,被称之为“雨水径流”(stormwater runoff)。
雨水径流通过排水沟,汇入地下排水管道,并最终排放入江河等自然水系,会带来两个方面的影响: 一方面是河流水文遭受冲击:因为地下排水管道的快速输送,降雨时河流的水位很容易在大量雨水径流汇入后突然升高,这严重改变了河流的自然水文。
另一方面是严重的水质污染:工业废水和生活污水通常会经过处理严格排放,而雨水径流因为在流动过程中接触点状分布的污染源(如城市污水固定排放口)造成“点源污染”(Point Source Pollution),接触非点状分布的污染源(如屋面建筑材料、建筑工地、路面垃圾等)造成“面源污染”(Diffused Pollution)。
这些污染物随着雨水径流排入河道,成为河流生态的头号杀手。
城市环境中非渗透性表面的大量使用和排水系统的快速运作,反而带来了城市生态环境的恶化。人们需要寻找新的可持续的解决方案。
从“尽快把水排出去”到“尽量把水留下来”
意识到通过排水系统将雨水快速排出去对城市生态造成的影响之后,欧美许多城市颠覆了原有观念,开始设法将雨水尽可能地留在基地内。方法包括:
尽量减少城市环境中的不透水面积:例如采用透水材质铺设的“透水路面”(permeable pavement),在屋顶铺上土壤并种植低矮植物的“绿屋顶”(green roof)等。
控制雨水径流速度:例如在道路旁边打造一系列透水的、植栽多样化的低洼区域“生态草沟”(bio-swale),能够生态滞留与吸收雨水的浅凹绿地“雨水花园”(rainwater garden),等。这些措施都能让场址内的雨水径流减速。
利用各种方式收集雨水:例如在屋顶落水处放置收集雨水的“集雨桶”(rain barrel)等。
这种不依赖传统工程,而是借助效仿自然系统的运作机制处理雨水径流的方法,称之为:
“可持续性城市排水法”(sustainable urban drainage)或“自然排水法”(natural drainage)。
这样的处理方式可以有效地控制雨水径流,减轻雨水径流污染,并且收集储存的雨水还可以用于景观灌溉等用途,相应地减少了对可饮用水的消耗。
这些方法汇聚成建设“海绵城市”的设想。
建设一个“海绵城市”
美国的一些城市在若干年前就开始了“海绵城市”的尝试。例如西雅图在其“街道边缘新方案”(“Street Edge Alternative)计划中,通过降低柏油路面的宽度(即减少不渗水面积),在道路两侧设置生态草沟,以及开展关于自然排水系统的生态教育等手段,实践城市排水的可持续性设计。
数据显示,“以一般降雨强度(一年中发生几率为50%的暴风雨)来设计的街道,可以成功吸收98%的雨水径流量。”这个数据意味着自然排水系统在设计、维护良好的情况下,甚至有可能达到传统的排水效率。同时生态草沟中的植物和土壤可以有效吸收一部分污染物。
2022年11月国家住建部出台《海绵城市建设技术指南》,提出要建设“海绵城市”(eco-sponge city)。
这个概念非常形象,以“蓄水”代替“排水”的“海绵体”,可能是原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠,更可能是人们在新的生态价值观引导下设计的一系列生态草沟、雨水花园、绿色屋面等设施。
通过“海绵体”的下渗、滞蓄、净化、回用,雨水的剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力,减轻水质污染。
但是我们注意到,在我国推出的《海绵城市建设技术指南》中,虽然针对低影响开发雨水系统构建的设计、工程建设、维护管理等类别涉及的建筑与小区、城市道路、城市绿地与广场、城市水系、技术选择、设施规模计算等具体内容进行了较为细致的规定,但是,由于缺乏可量化的指标,建设海绵城市的可操作性以及效果评估都将大打折扣。
事实上,这也反映出我国城市建设领域一直以来在操作指南和评估体系上重定性轻定量的问题。那么在其他领域有没有可以借鉴的经验呢?
海绵城市如何量化实践
城市是地球上建筑物最密集的区域。近二十年来,绿色建筑技术突飞猛进,绿色建筑评估标准也在可量化操作层面积累了相当多的经验,特别是美国的LEED标准,在提供可操作性可评估性强的策略方面处于世界领先地位。
LEED,全称为Leadership in Energy & Environmental Design,通常翻译为“能源及环境设计先锋奖”,是由美国绿色建筑委员会(USGBC)制定的一个绿色建筑评估体系。
它针对建筑在可持续场址、用水效率、能源与大气、资源与材料、室内环境质量、创新设计与地域优先等六大类别的表现进行评估,来判定一栋建筑是否符合绿色建筑的标准。通过评估的绿色建筑由低到高依次分为认证级、银级、金级和铂金级四个级别。
作为一个针对绿色建筑的评估标准,LEED非常强调“系统性”概念,认为可持续性设计的理念不应局限于建筑单体的范畴。
绿色建筑概念的提出,源于人们对现代建筑所造成的环境灾害和健康代价的检讨。因此我们今天所需要的绿色建筑,不仅是可以减轻环境负担的,更应当具有修复环境的可能性,这才是真正意义上的可持续发展。因此在制定绿色建筑评估标准的时候,有远见的设计者早已跳出建筑物的空间尺度,把目光投向更大的城市层面,思考如何修复现有的城市,让整个城市都绿起来。
事实上,LEED标准中的六大类别,尤其是可持续场址这一大类的评估内容与指标设计上,与城市环境有着非常紧密的联系。
LEED实行有权重的记分制。能否取得认证,取决于项目是否可以在LEED整个评估框架提供的满分为110分的“得分点”(即可以获得分数的项目)中,达到每个绿色建筑级别分数评定的最低要求。
在“可持续场址”类别,LEED对“水”的议题给予了多个得分点。也就是说,LEED希望申请认证的项目能够多关注这一议题,采用恰当的可持续策略来达成保护环境,建设生态建筑、生态社区、生态城市的目标。
例如得分点6.1“雨洪设计—流量控制”中规定,为了减少场址内非渗透表面,增加场址内的渗透率,想要获得该项分数,开发商可选择的策略包括但不限于:A.减少硬质铺装区域的面积以促进自然渗透;B.通过设计生态池、植被过滤带和种植屋面,以及进行集中开发,减缓雨水径流;C.将雨水进行收集,用于灌溉或厕所冲洗。
LEED同时对评估的操作和指标的量化进一步作出了规定:开发商应通过提供开发前后的雨水流速和流量计算,应用计算机软件或LEED提供的计算公式算出收集的雨水径流体积以及最低水位下降速率。如果要获得此得分点的LEED认证分数,这些数据应当达到以下两个要求的其中之一:
(1)当开发前不渗透性小于或等于总场址面积的50%或以下时,开发后由场址内排放的雨水(流速和流量)不应当超过开发前的排放率;
(2)当开发前不渗透性大于总场址面积的50%或以下时,开发后2年内,24小时设计暴雨量的雨水径流体积应当至少减少25%。
再例如得分点6.2“雨洪设计—水质控制”中规定,该得分项旨在修复因环境污染而使得开发变得复杂的场址,减轻未开发土地的环境压力。为获得该项分数,开发商可选策略包括但不限于:A.设计植被洼地或透水铺装以收集和处理雨水径流;B.安装机械过滤设备、设计种植屋面、建造雨水生态池,沉积固体杂质以免阻塞自然水道。
同时,采取可持续策略后,应保证开发后场址内可以收集并处理90%的年平均雨水径流,并去除80%的总悬浮固体物质。或者提供实地的性能数据,该数据需要符合LEED认可的最佳管理办法检测方案的要求。
在操作中,还需要详细说明每种措施可以去除污染物的数据情况,以确定每种措施对于处理年降雨量水质控制的贡献百分比,便于后续的管理和改进。
除此以外,LEED还在一些与“水”相关的得分点中作出了一些可量化的指标控制,以保证建筑场址内对雨水径流的处理。
比如LEED规定,一个建筑所在的场址,应在硬质景观设计中采用“开放链式铺装路面”。这是一种非渗透性表面低于50%,且在开放的栅格里种植植被的路面,可以大大提高路面对雨水径流的渗透和储蓄能力。
再比如“用水效率”大类中,有一项得分点是要求实现景观节水,在景观灌溉中至少减少50%的可饮用水的使用量,尽可能使用雨水、处理的中水等来进行灌溉。为达成目标,LEED提倡在场址内进行雨水收集。
综上,在海绵城市的建设中,我们可以从LEED标准学到一些经验:
首先,定性与定量相结合,策略指导与指标控制相结合:
LEED在为解决某一个具体议题时为操提供的可选择的策略非常丰富,同时通过长期实验和自身数据库的大量案例,制定具有可操作性的定量化指标,使得操可以通过一定的努力达到LEED在该议题上的可持续性要求。这种定性与定量相结合,策略指导与指标控制相结合的方法,为我国城市的可持续设计规划提供了可以借鉴的经验。
其次,关注全生命周期内持续的性能表现:
LEED认为“绿色建筑是应用于建筑以及建筑的场址、内部、运营和所在社区的一种过程。”也就是说可持续理念应当从项目的设计阶段开始贯穿到施工、管理、运营、维护乃至拆除,这也被称为绿色建筑的全生命周期。它强调在全生命周期内,使用持续测量和验证发现改进机会,对数据进行分析和校正。
这种关注反馈循环,推动持续改进的工作方式对可持续城市建设也具有重要意义。比如我们可以通过不断检测生态草沟中不同植物对减缓雨水径流的不同效果,来调整下一阶段应该选择的合适植物。
第三,整合流程的应用:
传统设计过程中,不同职业背景的专业人士通常在不同阶段参与项目,比如环境规划师、建筑师和景观设计师都会作出与水相关的决策,他们可能分别针对废水处理、饮用水使用和暴雨降水管理制定决策方案。
而LEED的整合流程意味着在项目的全生命周期内,不同专业背景的技术人员高度协作,利用专家研讨会、共同制定关于某个议题的整合方案:如设计一个系统既能收集雨水和废水来满足供水和灌溉需求,同时减少径流并保护水质。
随着城市问题越来越复杂,城市规划和建设过程也越来越重视规划建设人员多元背景的融合。但是这种融合,很大程度上仍然停留在不同工作阶段的会议和交接,而在各个阶段内部,如生态分析阶段、城市设计阶段,不同专业背景的人员的协作较为有限。
《海绵城市建设技术指南》是一个很好的开端,它提供了在针对低影响开发雨水系统这一议题上,来自城市规划、交通、市政、建筑、施工、运营等诸多领域的专业人士在整合流程中协调利益、制定策略、精细设计、效果评估的可能性。
第四篇:海绵城市
绿化亮点施工-海绵城市LID技术
前言
为响应公司关于创建“安全、优质、文明” 样板工程的要求,我项目经认真的策划,确定以海绵城市LID技术作为创优亮点试点,并制定了相应的创优管理办法,力争在创建“安全、优质、文明” 样板工程活动中取得优异成绩。本工程将按照有计划、有组织、有落实、有检查、有记录的目的,通过考核流程中的自检、预检、复检三个阶段对工程全过程进行控制,进一步提高我公司市政工程建设、管理和整体移交水平,充分发挥投资效益,提升企业经济效益和综合竞争能力;同时实现质量创优、管理创优,顺利通过工程达标投产考核。为达到上述工程创优目标,特制定本工程创优策划书如下。本策划依据施工合同、国家和建设部的有关法律法规、我公司的规章制度、工程施工组织设计制定。本策划结合长春新区四路三桥域外工程施工组织设计、质量保证大纲以及具体的施工方案措施拟定。通过策划书的实施,加强工程的施工管理,对参与工程施工的所有施工人员的行为进行规范,确保工程施工处于受控状态。
一、工程概况:
远达大街(长德甲三路-长德甲四路南)标准段:20m绿化带 15m机动车道 4m绿化带 15m机动车道 20m绿化带=74m;中科大街(规划路—长德乙五路)标准段:20m绿化带 15m机动车道 4m绿化带 15m机动车道 20m绿化带=74m; 兴福大路(甲一街西-龙双公路)K8 957.42~K15 848.372标准段:20m绿化带 15m机动车道 4m绿化带 15m机动车道 20m绿化带=74m;
下沉式绿化带及雨水花园是一种生态的市政道路排水技术,主要通过强化雨水渗蓄作用优化市政道路排水。下沉式绿化带所占面积比例、绿化带的下凹深度、绿地土壤稳定入渗速率和设计暴雨重现期是下沉式绿化带的重要设计参数,对下沉式绿化带的应用效能有很大影响。下沉式绿化带的应以可以有效的减少城市暴雨洪峰流量、降低城市内涝的发生频率,对于解决城市初期雨水污染、增加城市地下水资源、节约道路绿化灌溉用水等方面也都具有重要作用。海绵城市主要在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。
二、亮点管理机构
项目部管理机构见表1-1
项目部管理机构
表1-1 2.1、职责分工
2.1.1.组长职责
负责本工程的经济管理、财务管理、工程质量及安全进度管理,以及行政管理的全面领导工作,工程项目全过程施工的组织者、指挥者和全权责任者,负责协调本项目的内外关系,自觉维护项目法人及职工的合法权益,以确保项目法人的要求和公司下达的各项经济、技术指标的全面完成,并且做为承包商的代表接受并贯彻建设方、监理工程师有关工程安全、质量、施工进度等各方面的指令。
2.1.2.副组长职责
协助组长搞好分管范围内的各项工作。全面负责项目工程的技术工作,解决本项目工程范围内的技术问题、领导和组织施工组织设计和施工技术准备工作计划的编制,主持技术会议、编制施工进度计划、编制本项目工程的技术革新和技术改造方案,审批施工技术措施,按照《施工技术档案管理制度》要求,组织建立施工档案等,接受监理工程师有关设计变更方面的指令。
2.1.3.施工员职责
积极配合组长开展各项工作,负责工程施工过程中的施工技术管理,生产调度、文明施工,质量管理及安全管理;负责线路工程施工及土建施工,工程竣工资料的管理、归档、移交工作。
2.1.4.质检员职责
负责本项目工程质量监督工作,审核施工方案的质量控制的有效性,确保不出现无施工方案施工的现象,组织落实施工方案中的质量保证措施,检查质量控制的效果;深入施工现场进行质量监督,实施严格的质量管理,组织实施质量三级验收;配合建设方做好质量验收工作,开展QC小组活动,组织公司级工程质量的评定,组织各种质量会议、分析等工作,接受监理工程师有关质量方面指令。
2.1.5.安全员职责
在组长直接领导下,负责本工程范围内的安全管理、监督、指导等工作,定期进行安全检查,配合建设方及监理工程师做好安全大检查工作,接受监理工程师有关安全方面指令。
2.2、亮点施工过程三检制度
2.2.1认真学习规范及掌握图纸设计的要领,落实各操的职能及责任;
2.2.2“自检”为操的自我把关,保证操作质量符合质量标准。班组必须做好自我把关,保证交付符合质量标准的产品;
2.2.3“互检”为互相督促、互相检查、共同提高的有力手段,是保证质量的有效措施。班组内必须做好个人之间的督促,同时班组间做到互相检查;
2.2.4“交接检”为工序之间进行的交接检查,由施工员组织进行,与技术复核同时进行,并做好记录;
2.2.5形成完善合理的“自检”、“互检”及“交接检”制度,把该制度落实到现场的各个部位及人员。
三、亮点施工
3.1雨水花园优点及功能:
3.1.1能够有效地去除径流中的悬浮颗粒、有机污染物以及重金属离子、病原体等有害物质
3.1.2通过合理的植物配置,雨水花园能够为昆虫与鸟类提供良好的栖息环境
3.1.3雨水花园中通过其植物的蒸腾作用可以调节环境中空气的湿度与温度,改善小气候环境
3.1.4雨水花园的构造成本较低,且维护与管理比草坪简单 3.1.5与传统的草坪相比,雨水花园能够给人以新的景观感知与视觉感受
3.1.6通过滞蓄削减洪峰流量、减少雨水外排保护下游管道、构筑物和水体;
3.1.7利用植物截流、土壤渗滤净化雨水,减少污染; 3.1.8充分利用径流雨量涵养地下水,也可对处理后的雨水加以收集利用,缓解水资源的短缺;
3.1.9经过合理的设计以及妥善的维护能改善小区的环境,为鸟类、蝴蝶等动物提供食物和栖息地,达到良好的景观效果
3.2主要结构构成
3.2.1下沉式绿化带及雨水花园结构(详见剖1-1):(1)蓄水层(100mm)(2)种植土壤层(500mm)(3)透水土工布(200g/m²)(4)中粗砂(300mm)(5)透水土工布(200g/m²)(6)碎石(300mm)(7)原土
主辅分隔带内雨水花园外绿化带换填50cm种植土;种植土要求:40%砂,30%种植肥土,30%有机腐化种植肥土。主辅分隔带内设置2m宽,50cm厚卵石缓冲带。
下沉式绿化带与道路相邻一侧设置防渗膜(糙面HDPE土工膜,厚度1.0mm。断裂度≧10KN/m,屈服强度15N/m),沿线布置,深度2m。为降低施工损害对防渗膜的影响,应采用抗拉强度和刺穿能力较好的两布一膜防渗膜。其有效防渗年限与城市道路路面设计年限基本一致。
3.2.2各构筑物的组合:(1)开口立缘石 为引导雨水进入下沉式绿化带,在路侧设置开口立缘石,预留10cm*50cm开口,开口后设置10cm厚卵石缓冲带,开口处设置栏污栅。为保证导水能力,排水立缘石均为两块连续布置。(外露高度20-25cm,直(曲)尺寸)15cm*40cm-45cm*99/49cm,锯切石料。(2)溢流式雨水口
流式雨水口采用溢流雨水口和平箅雨水口。溢流雨水口布置在道路绿化带内,溢流井高于绿化地面5㎝设计,与雨水连接管道配合使用。其降水强度及所收集的雨量超过绿化带饱和时,多余部分水量溢流进入溢流雨水口,通过连接管排入市政管网。雨水收水口井箅均采用方形溢流式井盖。
溢流雨水口布置在主辅分隔带内,溢流井高于绿化地面5㎝设计,与雨水连接管道配合使用。其降水强度及所收集的雨量超过绿化带饱和时,多余部分水量溢流进入溢流雨水口,通过连接管排入市政管网。雨水检查井井盖均采用圆形溢流式井盖。(3)溢流井截污筐
雨水口需设置截污筐,具备拦污、沉淀功能,阻隔部分树叶、垃圾等固体悬浮物进入,提高对初期雨水污染的处理。
3.2.3透水人行道
(1)增加城市可透水性、透水面积,加强地表与空气的热量和水分交换,调节城市气候,降低地表温度,有利于缓解城市“热岛现象”改善地面植物的生长条件,调节生态平衡。
(2)充分利用雨雪降水,增大地表相对湿度,补充城区日益枯竭的地下水资源,发挥地下含水层的“蓄水池”功能。
(3)减轻降雨季节道路排水系统负担。(4)降低车辆行驶时产生的噪音,提高车辆行驶及行人的舒适性与安全性,创造安静舒适的生活和交通环境。
(5)减少城市地面淹水频次和涝灾程度。增大路面的透水和透气性,使雨水及时渗入地下土壤,以削减暴雨洪峰,减少水土流失,涵养当地水源,改善区域生态环境,详图见剖1-2。
1.方砖的选用
人行道方砖结构采取缝隙构造透水形式,方砖材料可选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。宜选用符合国家标准的32.5或42.5普通硅酸盐水泥。无停车人行道透水砖抗压强度等级不小于Cc40 2.基层、底层处理
基层顶面压实度达到95%以上,透水级配碎石集料压碎值不大于26%(底基层不大于30%);最大粒径不宜大于26.5mm。集料中小于等于0.075mm颗粒含量不超过3%;透水级配碎石有效孔隙率大于等于15%;
3.垫层
对于季节性冰冻地区,需设防冻垫层,垫层材料选用透水性较好的天然砂砾,厚度为70mm。
4.土基
土基必须密实、均匀、稳定。土基顶面压实度达到90%,为保证土基渗透性,其压实度不超过93%。浸水饱和后,回弹模量不小于15MPa。在透水人行道与车行道分界处,在0.5m范围内,土基顶面压实度应按车行道压实度要求进行控制。
四、施工方法:
4.1换填施工
(1)蓄水层。为暴雨提供暂时的储存空间,使部分沉淀物在此层沉淀,进而促使附着在沉淀物上的有机物和金属离子得以去除。其高度根据周边地形和当地降雨特性等因素而定。一般多为100~250 mm。
(2)覆盖层。一般采用树皮进行覆盖,对雨水花园起着十分重要的作用,可以保持土壤的湿度,避免表层土壤板结而造成渗透性能降低。在树皮土壤界面上营造了一个微生物环境,有利于微生物的生长和有机物的降解,同时还有助于减少径流雨水的侵蚀。其最大深度一般为50~80 mm。
(3)植被及种植土层。种植土层为植物根系吸附以及微生物降解碳氢化合物、金属离子、营养物和其他污染物提供了一个很好的场所,有较好的过滤和吸附作用。一般选用渗透系数较大的砂质土壤,其主要成分中砂子含量为60 %~85 % ,有机成分含量为5 %~10 %,粘土含量不超过5 %。种植土层厚度根据植物类型而定,当采用草本植物时一般厚度为250 mm 左右。种植在雨水花园的植物应是多年生的,可短时间耐水涝,如大花萱草、景天等。
(4)人工填料层。多选用渗透性较强的天然或人工材料,其厚度应根据当地的降雨特性、雨水花园的服务面积等确定,多为0.5~1.2 m。当选用砂质土壤时,其主要成分与种植土层一致。当选用炉渣或砾石时,其渗透系数一般不小于10-5 m/ s。
(5)砾石层。由直径不超过50 mm 的砾石组成,厚度200~300 mm。在其中可埋置直径为100mm 的穿孔管,经过渗滤的雨水由穿孔管收集进入邻近的河流或其他排放系统。
通常在填料层和砾石层之间铺一层土工布是为了防止土壤等颗粒物进入砾石层,但是这样容易引起土工布的堵塞。也可在人工填料层和砾石层之间铺设一层150 mm 厚的砂层,防止土壤颗粒堵塞穿孔管,还能起到通风的作用。4.2植物的选择:
1.优先选用本土植物,适当搭配外来物种 本土植物对当地的气候条件、土壤条件和周边环境有很好的适应能力,在人为建造的雨水花园中能发挥很好的去污能力并使花园景观具有极强的地方特色。雨水花园一般挑选耐水、耐湿性好,且植物植株造型优美的乔木作为常用植物,便于塑造景观和管理维护。
2.选用根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物
植物对于雨水中污染物质的降解和去除机制主要有三个方面:一是通过光合作用,吸收利用氮、磷等物质;二是通过根系将氧气传输到基质中,在根系周边形成有氧区和缺氧区穿插存在的微处理单元,使得好氧、缺氧和厌氧微生物均各得其所;三是植物根系对污染物质,特别是重金属的拦截和吸附作用。
3.选用既可耐涝又有一定抗旱能力的植物
因雨水花园中的水量与降雨息息相关,存在满水期与枯水期交替出现的现象,因此种植的植物既要适应水生环境又要有一定的抗旱能力。因此根系发达、生长快速、茎叶肥大的植物能更好得发挥功能。
4.选择可相互搭配种植的植物,提高去污性和观赏性
不同植物的合理搭配可提高对水体的净化能力。可将根系泌氧性强与泌氧性弱的植物混合栽种,构成复合式植物床,创造出有氧微区和缺氧微区共同存在的环境,从而有利于总氮的降解;可将常绿草本与落叶草本混合种植,提高花园在冬季的净水能力;可将草本植物与木本植物搭配种植,提高植物群落的结构层次性和观赏性。
5.多利用香花植物
芳香植物有助于吸引蜜蜂、蝴蝶等昆虫,创造更加良好的景观效果。
剖面图1-1 4.3透水人行道施工
1.首先根据设计图纸进行人行道的定位及高程标定,对基层表面进行复查,不符合要求的应进行修整。路面砖基准点和基准线的设定,根据铺筑平面设计图,在路缘石边应设定路面砖基准点。通过路面砖基准点,应设置两条相互垂直的路面砖基准线,其中一条基准线与路缘石基准线的夹角为0°或45°。设置两个及以上路面砖基准点同时铺筑路面砖时,根据工程规模及路面砖块形尺寸,设间距为5~10m的纵横平行路面砖基准线。
2.按标高及中、边的纵横挂线,以挂线为依据铺砌。3.铺砌人行道砖时,先铺一层2cmM10水泥砂浆进行调平,再进行铺砌透水砖。
4.试拼和试排:铺设前对每一块透水砖,按方位、角度进行试拼。试拼后按两个方向编号排列,然后按编号排放整齐。为检验砖与砖之间的缝隙,核对砖块位置与设计图纸是否相符合。在正式铺装前,要进行一次试排。
5.砂浆:(厚度为2cm,强度为M10)按水平线定出砂浆虚铺厚度(经试验确定)拉好十字线,即可铺筑砂浆。铺好后刮大杠、拍实、用抹子找平,其厚度适当高出水平线2~3mm。
6.在透水砖试铺时,放在铺贴位置上的砖块对好纵横缝后用胶制锤轻轻敲击板块中间,使砂浆振密实,锤到铺贴高度。砖块试铺合格后,翻开砖块,检查砂浆结合层是否平整、密实。增补砂浆,然后将板块轻轻地对准原位放下,用橡皮锤轻击放于板块上的木垫板使板平实,根据水平线用水平尺找平,接着向两侧和后退方向顺序铺贴。铺装时随时检查,如发现有空隙,应将透水砖掀起用砂浆补实后再进行铺设
7.在铺砌盲道时遵循以下原则:
(1)、行进盲道砌块与提示盲道砌块不得混用。(2)、盲道尽量避开树池、检查井、杆线等障碍物。(3)、路口处盲道铺设为无障碍形式(即三面坡流向于路面)。人行道铺装必须设置安全警示牌标志,施工人员必须使用安全防护用具、佩戴安全帽,确保安全施工。8.覆盖养护:灌浆擦缝完24h后,应用土工布或干净的细砂覆盖,喷水养护不少于7d。
剖1-2
五、质量管理措施
5.1、前期准备
①组建高效的项目管理组织机构。②确定创优目标,统一参建人员的思想。
③做好创优策划,建立创优管理机制,确保责任到人,工作落实到位。
④开展岗前培训,学习先进的管理经验和施工工艺,全面提高员工素质。5.2、过程控制
①施工前进行详细的技术交底,使施工人员做到心中有数。
②因工期较紧、施工班组较多,针对工程交叉及交接点,应提前与各班组做好沟通。
③对质量通病制定具有针对性的技术措施,预防在前。
④注重施工工艺,多做实体样板,通过做样板,确立操作工艺、质量标准。
⑤严格执行工序验收制度和三级质检制度,及时发现问题,解决问题。
⑥积极推广应用“四新”(新技术、新工艺、新设备、新材料),用科技手段提高工程施工质量。
⑦对工程进行全员、全过程、全方位的全面质量管理,通过控制影响工程质量的各方面因素,来强化工程质量管理。
⑧积极开展QC小组活动,充分发挥施工人员的聪明才智,攻克质量难点。
⑨选用优质原材料、半成品,加强现场抽样检查,确保原材料、半成品的质量。
⑩选用合适、完好的工器具、机械设备,保证施工顺利进行。6.3、事后措施
①注重成品保护。②做好缺陷消除工作。
③及时总结经验教训。
六、环境保护措施
全面倡导国家、省、市相关要求。严格执行国家与地方政府的环境保护政策、法律和法规,生产、生活设施及施工过程中产生的环境污染应符合环保要求,并接受当地政府及有关部门的监督。落实做好危险品现场控制、消防应急现场控制,确保现场事故为零。6.1.施工现场垃圾处理
现场施工垃圾、生活垃圾分开堆放,施工垃圾装于容器,按指定的地点集中收集,并有标识牌;生活垃圾袋装化。所有垃圾及时清运出现场,时刻保持现场的文明。6.2生活保障设施
(1)在生产生活区及作业人员集中的场所,合理设置公共厕所、垃圾收集点等卫生设施。设专职清洁工及时做好清洁、清运和消毒工作,达到无蛆无蝇。
(2)在作业面设置流动厕所,定期清扫厕所和清除粪便,粪便运至营地经化粪设施处理。
(3)施工生活区设垃圾桶对生活垃圾进行收集集中,集中后的垃圾定期清运至渣场在监理指定的具体地点进行掩埋处理,严禁施工生活区随意堆弃垃圾。6.3.运输环境的保护措施
由于本标段施工道路部分利用既有公路,为保证施工期间各道路的畅通及施工机械设备的正常施工,应采取如下措施:
(1)在交道口施工时,设立警示牌、车辆限高标志牌,以正确引导人流、车流的行驶方向,并派专人指挥道口交通。
(2)运输大型工程材料时,预先与交通管理部门协商,确定运输线路和运输时间,超长超限构件和大型设备的运输要安排在夜间进行,以减轻对交通造成的压力。
(3)施工便道与地方道路交叉处设置交通疏解员,以确保施工车辆及设备的畅通无阻,杜绝堵车等现象发生。6.4.固体废弃物的处理
本标段在施工过程中,会产生大量的固体废弃物,包括建筑碴土、生活垃圾、废弃的散装建筑材料、废弃的包装材料、粪便等。固体废弃物对环境的危害主要表现在侵占土地、污染土壤、污染水源、污染大气、影响环境卫生,因此在施工中要采取:
1.对固体废物进行分选、破碎、压实浓缩、脱水后减少其最终处置量,减低处理成本,降低对环境的污染。在减量化处理过程中,也可采用焚烧、热解、堆肥等技术措施。
2.利用水泥、沥青等胶接材料,将松散的废物包裹起来,减少废物的毒性和可迁移性,减少污染。经过无害化、减量化或焚烧处理的废物残碴集中到环保部门指定的地点进行填埋处理。
3.填埋场应利用天然或人工屏障,尽量使需处置的废物与周边的生态环境隔离,并注意废物的稳定性和长期安全性;
4.施工现场的生活垃圾,应运至环保部门指定地点集中堆放。
第五篇:海绵城市
海绵城市建设技术措施调研
水142刘锦瑞 202203030102
一、海绵城市
海绵城市是指城市能够像海绵一样吸水,它突破了传统的%以排为主&的城市雨水管理理念,依托建筑(绿地(广场(道路(水系等多种基础设施,并以之为载体,构建低影响开发雨水系统,解决城市基础设施运行安全和城市水安全问题’低影响开发是一种强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能(有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念,主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件,控制径流污染,减少污染排放,实现开发区域可持续水循环。
20世纪90年代,美国在马里兰州开始试点实施影响开发。我国在这方面的探索才刚刚起步海绵城市低影响开发的技术体系还远未建立,研究工作也主要集中于对海绵城市政策理念、技术的解析,海绵城市的具体实施方案还在摸索中。
近年我国城市“看海”窘况频现,引发了对城市水危机的新一轮关注和对传统城市排水系统建设反思的热潮。在相关行业和学术领域对城市雨洪综合管理利用方面先进理念的呼吁和中央政府对新型城镇化建设的生态思想指导下,住房和城乡建设部正式提出了海绵城市的概念,并发布相关指南,全国各省市纷纷响应出台相关建设计划;这是我国继园林城市、森林城市、生态城市、低碳城市等一系列政策引导的城市理念后出现的新概念。本文致力于海绵城市的深层内涵的剖析,明确该理念的优越性和有效性,切实引导我国城市雨洪管理理论体系的发展和完善,解决我国城市建设的困境。
二、背景
2022 年,中国城镇化率首次超过 50%,标志着我国从一个农业大国迈入一个城市化的工业大国。快速城镇化引发大规模的城市扩张,城市化的不断加深则带来一系列生态环境问题,其中水生态危机尤为突出。近些年,国内许多大中型城市屡遭暴雨而频现内涝灾害,如2022年广州“5·7”暴雨,2022年的南京“ 7·18 ”暴雨,2022 年北京“7·21”特大暴雨事件。今年 4 月 7 日,长沙再现暴雨袭城,湘府变泽国,重启“看海”模式。内城“看海”的景象所付出的代价却是众多遇难的生命和惨重的经济损失,雨洪问题已被推到了城市中生活的每一个人面前,发人深思。然而,城市面临的水生态问题远不止洪涝灾害,还有水资源短缺和水安全问题与之并存。我国淡水资源总量较多,而人均水资源严重贫乏,仅为世界平均水平的 1/4,是全球 13 个人均水资源最贫乏的国家之一;我国水资源总体上呈“南多北少”,长江以北水系流域面积占全国国土面积的 64%,而水资源量仅占 19%,可见水资源空间分布和水土组合极不平衡。目前我国每年平均缺水约500 多亿m3,2/3 城市缺水,每年我国因缺水造成的直接经济损失达 3500 亿元。与此同时,人类片面追求经济利益,忽略生态环境,向有限的水资源环境任意排放污染物,导致我国水环境污染日益严重。快速发展的近十年间,我国城市水污染事件多不胜数,贵州都匀矿渣水污染、三门峡水库泄出“一库污水”、四川沱江特大水污染、松花江重大水污引起国内学者的广泛关注。他们开始反思城市雨洪规划建设和管理模式,急切呼吁转变防洪减灾思路,与洪水为友,变废为宝,从过去单一控制转向综合管理洪水的生态型控制方法。
因此,在我国新型城镇化建设和水生态环境恶化的时代背景下,海绵城市作为人与自然和谐共存,发挥城市水生态服务功能,引导城市可持续发展的有效途径,被专业领域学者提出和推广,并成为国家和地方政府解决城市雨洪综合管理的指导方针和战略目标。
三、概念发展
海绵城市(sponge city),顾名思义是借海绵的物理特性来形容城市的某种功能。通过文献检索,发现国内外多有学者运用该概念来形象比喻城市吐纳雨水的能力。通过国外文献研究发现,海绵城市的概念最早被澳大利亚研究学者用来隐喻城市对周边乡村人口的吸附效应。
近年来,不少学者开始将建设海绵城市作为形容城市与水文关系的研究。Ignacio F.Bunster-Ossa 用海绵城市来形容城市像海绵一样处理雨洪自然事件问题的弹性能力,并以三个案例说明了从规划到设计不同尺度的具体雨洪管理设计方法,包含雨洪滞留和过滤等景观手法的应用。台湾学者Chung-Ming Liu 等提出建设海绵生态城市以适应水文气候灾害,而台湾环保团体也积极宣传“打造海绵台湾计划”。
今年 1 月,美国《晨报》(Morning Edition)也展开了建设海绵城市的讨论。国内关于海绵城市讨论的源起和发展脉络如图 1 所示,大致可分为概念雏形、实践探索、概念发展和概念形成四个阶段。根据相关资料,概念最早可追溯到 2022 年,北京大学俞孔坚和李迪华教授共同出版的《城市景观之路:与市长交流》一书中最早将“海绵”的概念比喻自然湿地、河流等对城市旱涝灾害的调蓄能力。随着我国城市水生态问题日益凸显,越来越多的行业人员开始在实践中探寻解决城市雨水可持续发展问题的方法。染、广东北江镉污染事故等重大化工水污染事件让人触目惊心。其次,兰州市自来水苯超标事件、汉江武汉段水质氨氮超标、甘肃徽县血镉超标事件等水质问题,以及 2022 年以来多地频频曝出居民(儿童为主)血铅超标事件,映射着我国城乡居民饮用水安全问题岌岌可危。我国严峻的水环境污染形势,进一步加剧了我国水资源短缺的矛盾,生态环境恶化,严重威胁着人类生活健康、社会稳定和经济发展。透过这些数据和事件,凸显了我国城市水安全问题亟需有效的解决之道。
反观我国传统城市建设模式在应对内涝洪灾和水安全问题的能力却存在明显不足,无法有效缓解和改善城市水生态问题,呈日趋恶化之态。这主要归咎于传统城市工程管道式灰色排水基础设施、防洪规划和排水工程规划的落后及雨水资源合理利用意识的薄弱。
我国传统城市排水基础设施采取的是工程式管道方式,依赖钢筋水泥现代技术建立起的保护模式,体现的是西方工业时期人力战胜自然的思维方式。然而,在城市高速发展的今天,这种忽略自然力量的思想,导致了滞后的城市排水系统无法应对越来越严重的城市暴雨灾况,暴露了我国传统城市排水系统存在建设之初的标准过低,改建成本巨大,以及对雨污混合污染问题的忽视等不足,内涝、污染、水环境等问题接踵而至。从相关规划编制来看,我国城市普遍缺少雨洪控制利用相关专项规划,仅在排水规划、防洪规划、环境保护规划等中有所涉及;在进行城市排水规划时,也没有确立雨水是资源以及要先合理利用再排放的指导思想。由此可见,我国城市的雨水资源利用意识薄弱,对天然雨水资源的利用率极低,不到 10%,大量雨水资源被直接排走,白白浪费,与我国水资源紧缺形成突出的矛盾面。城市水生态环境是一个综合问题,对城市整体的生态系统、人民生存、社会稳定、经济繁荣等有着重要的影响作用。我国城市水生态危机和城市建设模式的落后,正严重制约着我国经济发展,威胁着每个人的生存问题。
四、建筑给水排水
随着建筑给水排水学科新技术的快速发展,建筑给水排水的相关设计规范标准图亦随之变化较快,由此造成高校教学内容、教材更新等难以跟上其发展速度,显现出的许多缺陷值得商榷。
与《水质工程学》相比,《建筑给水排水工程》的理论研究较为薄弱。尽管近几年建筑业的迅猛发展带动了本学科的新技术、新研究动向、新设备、新设计方法及其规范和标准的发展,实际设计、施工等条件的千差万别,造成本学科在实践应用中出现的各类问题较多,急需高校及相关研究部门的理论支持。但在目前的高等教育框架下,建筑给水排水工程学科难以形成良好的产、学、研相结合的运行机制,其理论研究环节存在明显落后于实践应用与发展的弊端。因而,本学科的理论研究进展难以做到引领和指导实践,甚至落后于实践发展。
1建筑给水 1.1增压设施
我国某些城市的供水能力不足,城镇水厂发展速度滞后于住宅和公共建筑发展速度;城市给水管道老化、承压能力下降,供水水压不能满足多层建筑上层部分的水压要求,使我国两次加压设备广泛应用,增压设施成为建筑给水中比重最大、发展最快的一种装置。生活给水的增压设施在可以预见的将来还将继续普遍采用。目前常用的增压设施有气压给
水设备、变频调速给水设备和水泵等。气压给水设备已形成补气式、隔膜式两大系列。补气式气压给水设备的补气方式从泄空补气、定压机补气发展到水力自动补气,最佳方式是自平衡水力自动补气。隔膜式气压给水设备的隔膜经历了曲挠变形的帽形隔膜、伸缩变形的囊形隔膜发展到折叠变形的胆囊形隔膜。使隔膜寿命、补气周期大为改观。在变压式气压给水设备的基础上,定压式气压给水设备研制成功,并在水压有恒定要求的场所得到应用。氮气顶压置换气压给水设备和复合式气压给水设备是最具中国特色的气压给水设备。气压给水技术还在横向扩大应用。如生活热水供应系统中的压力膨胀水罐等,这充分标志着气压给水技术的完全成熟。气压给水设备用于消防给水完全有别于生活的、生产用气压给水设备。针对消防水泵不经常启动的特点,消防用气压给水设备补气采用强制水力自动补气方式。为弥补当消防水箱设置高度高于气压水雄,补气罐高位设置有困难时,出现补气罐低位设置仍能补气的新形式。消防主泵和稳压泵合用的气压给水设备,具有减少稳压启动次数,消防主泵及早投人运行和消防给水管网始终能满足消防用水水压和流量要求的多种特点。
变频调速给水设备,已有恒压变量、双恒压变量、变压变量、多点控制恒压变量和变频式气压给水设备等多种类型。恒压变量变频调速给水设备起步较早,也最早用于给水工程;双恒压变量变频调速给水设备兼用于生活和消防给水系统,有利于节省投资;变压变量变频调速给水设备用压力和流量传感器控制,更进一步发挥变频调速给水设备节能的优点;多点控制恒压变量变频调速给水设备,针对消防给水用水点集中和灭火设施要求水压稳定的特点而设计;变频式气压给水设备特别适合于供水范围小、用水量昼夜变化大的场所。变频调速给水设备,在变频器国产化,增加变频器控制的水泵台数以减少功率,降低投资;大功率变频器的应用和防变频波干扰技术,提高变频器、控制器的可靠性,变频技术在排水泵等方面的应用都有
较大的进展。在变频调速技术基础上发展,并克服变频调速给水设备变频器主要依赖进口、价格昂贵、维修困难而且功能发挥不足等缺点研制的可编程逻辑程序控制技术,是二次加压技术中优点突出也较受欢迎的技术。作为变频调速给水设备和可编程序逻辑控制给水设备,主要部件水泵的最突出特点是逐步从通用性转向专用性,如:流量一扬程曲线平缓(在有效段高扬程与低扬程比值仅为1.1),可专用于消防给水的水泵;流量一扬程曲线陡峭,可专用于气压给水的水泵,小流量、高扬程,可用于消防给水系统稳压用的水泵;还有机组重心低,侧压力得以缓解的低出口水泵,用以减少水泵台数、有两个或两个以上出水口的多出口水泵;水泵各段扬程不等,水泵机组总高度得以降低的特制立式多级泵;以水冷却、油冷却代替空气冷却,用以减少水泵机组电机噪声的低噪声水泵;在材质上予以改进,为防止水泵传动轴因锈蚀而影响水泵机组运转的不锈钢水泵;便于水泵安装和提高水泵传动轴祸合精度的配有联轴器外壳的水泵等。水泵启动的最大进展是软启动和软停止,泵控制型智能电机控制器可使水泵的启动、停止力矩曲线逼近泵力矩特性曲线,从而最大限度地消除了泵及系统的启动脉冲,可以极可靠地启动水泵。
1.2储水调节装置
以水箱为代表的储水装置由于存在二次污染严重等缺点,受到严峻挑战,作为对策之一是在材质上改进。新颖水箱按材料和加工方法不同有:镀锌钢板水箱、搪瓷钢板水箱、复合钢板水箱、冲压钢板水箱、新型涂料钢板水箱、食品级玻璃钢水箱和不锈钢水箱等。和普通钢板水箱相比,新颖水箱和水接触的内表面不易锈蚀,对水质无污染,也便于清洗。材质改变了,水箱的成型方式和形状也随之改变,组合式水箱、装配式水箱可以提高水箱质童,有利于工厂化生产并缩短现场施工安装时间,也减少了水箱内底的死水区范围;球形水箱和槽形水箱是外形变化,这种水箱用呼吸阀替代浮球阀,解决了因浮球阀关闭不严造成的漏水问题,同时也使水箱从重力供水变为压力一重力供水的新工况。
1.3分区给水
多层建筑和高层建筑的给水方式在我国已有单设水箱给水方式、单设水泵给水方式(包括变频调速泵给水方式)、水泵一水箱或水塔给水方式和气压给水方式等多种方式。而多层建筑和高层建筑的竖向给水分区从过去大都采用减压水箱或分区水箱给水方式转化为近些年来的减压阀分区给水方式。减压水箱存在的占用建筑面积多,工程总造价高,施工周期长,进水时水噪声大,水箱浮球阀关闭不严,溢流损失严重,水质被二次污染等缺点在减压阀分区给水方式中都得到有效的克服,同时派生的优点还有水泵数量减少、给水系统简单等。用于分区给水的减压阀一般都采用比例式减压阀。其结构简单,减压比例稳定,工作平稳,使用可靠。其他减压限流的场合,薄膜式减压阀也有相当广泛的应用,其特点是减压值可以调节。
1.4给水配件
卫生器具给水配件长期停留在截止阀式结构上,改革开放以来才开始应用瓷片式结构。截止阀式水龙头存在的开启度大、启闭时间长、易溅水、使用不便、橡胶密封垫容易磨损、使用寿命短、橡胶垫不耐高温、不适合用于热水龙头等缺点,在瓷片式水龙头中得到克服,在国内继瓷片式水龙头之后,又应用轴筒式结构和球阀式结构的水龙头,在配水功能上更趋完善。如控流器的减压限流功能、防回流污染功能、冷热水混合后以防烫伤的限温功能。这类水龙头特别适合背向两侧布置的卫生间,其冷热水龙头的管道连接可以大大简化。
1.5给水管材
给水管的锈蚀长期使给水排水专业人员感到困惑。热浸锌工艺、给水塑料管和金属塑料复合管的问世,使情况在一定程度上有所缓解。热浸锌工艺是钢管在锌液中浸泡,锌层厚,附着力强,使用寿命长。硬聚氯乙烯管是目前国内在大力发展和应用的新型化学建材,具有质量小、耐压强度好、输送流体阻力小,耐腐蚀性能强、安装方便、省钢材、节能等优点,作为建筑给水管道,可缓解我国钢材紧缺、能源不足的问题,经济效益十分显著。铝塑复合管的管壁内外均为聚乙烯,对水质无污染,管道可弯曲、耐压性能好,但管道偏小,仅能用于给水支管。钢塑复合管兼有钢材和塑料两种材质的优点,强度高、耐腐蚀性能好,但不宜在施工现场切割,需在工厂预制,使应用场所受到一定限制。其他新型管材还有涂塑钢管、聚丁烯管、无缝铝合金管等。多种新颖管材的出现和应用,为我国分阶段并最终取消镀锌钢管提供了基本条件。
1.6节水技术
水资源的贫乏、水源的严重污染造成我国缺乏合格的淡水资源,可以认为水资源已成为制约我国经济发展的主要因素之一,节水不仅在现在,而且在将来均将是我国的基本国策之一。
建筑给水的节水重点在于:大便器冲洗水箱、屋顶水箱浮球阀、卫生器具给水配件和建筑中水等方面。液压式冲洗水箱配件是有别于杠杆式冲洗水箱配件的新系列,其工作平稳性能可靠。利用气压给水原理用于大便器冲洗水箱也有泄空补气和手动补气两种型式,这类冲洗水箱为压力冲洗,可减少冲洗水量,但还有在不同楼层最小冲洗水量的保证和冲洗水量的定量控制等问题。屋顶水箱浮球阀继阀芯两步到位的配重逆开式浮球阀之外,又出现双浮筒浮球阀、液压式浮球阀和呼吸阀。最具特点是导阀控制型浮球阀,兼有浮球阀、减压阀、止回阀、流量控制阀、泄压阀等多种功能。
建筑中水对实现缺水地区污、废水资源化,使污、废水经处理后回用,既可节约用水,又使污水无害化,起到保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要作用,有明显的社会效益。我国北京等城市对建筑中水实施已提出明确要求,现有的建筑中水水质标准按《生活杂用水水质标准》。系统推荐污、废水分流制,处理工艺推荐物化处理为主的工艺流程,或采用生物处理和物化处理的工艺流程。建筑中水目前已有定型产品可供选用。
1.7水泵隔振
水泵是建筑给排水主要振动源和噪声源。民用建筑又有较高的隔振和降噪要求。水泵隔振技术发展表现在:①水泵机组隔振、管道隔振和支架隔振三者全面配套。②水泵机组隔振元件从橡胶隔振垫发展成弹簧减振器和橡胶隔振器。从而较好地解决了不同转速、不同类型(卧式、立式)、设置在不同建筑、不同楼层的水泵隔振问题。③管道隔振元件可曲挠橡胶接头最大公称直径已达2.4m。除普通接头外,可曲挠橡胶弯头、可曲挠橡胶同心异径管、可曲
挠橡胶偏心异径管相继问世。使隔振、位移补偿、水流改向、管径改变等多种功能汇集在一个配件上,从而减少了配件数量。
2建筑排水 2.1卫生器具
卫生器具直接反映人们的生活水平和生活质量。近年来,最有代表性的卫生器具有:水力按摩浴盆,用喷嘴产生大量回旋式气泡和冲击水流,可达到康健和休闲的效果;连体式低位冲洗水箱的漩涡式大便器,冲洗时噪声低,冲洗效果好,可节省冲洗水高标准的全自动坐式大便器可实现正常使用、冲洗污物、清洗人体和吹干等全部过程自动化;休闲卫生器具,包括桑拿浴设备、蒸汽浴设备、热能震荡按摩设备和身体机能调理运动器等。2.2地漏
地漏是设置位置最低、排水条件最差的排水设施。处理不当时,常有地漏水封破坏、排水通道堵塞、地漏顶标高高于地面无法排除地面积水、排水返滋倒灌等弊病。经过科研技术人员和生产厂商的共同努力,这些弊病已获解决,形成系列产品包括深水封地漏、钟翠式地漏、多通道地漏、防溢地漏、可调地漏、密闭地漏、快开地漏、侧墙式地漏、防冻地漏、防爆地漏等等。
2.3特制配件单立管排水系统
特制配件单立管排水系统比普通单立管排水系统立管通水能力增大13/,并可减少立管数量、改善排水系统通气条件、增加排水横管连接数量,该项技术在我国早已应用,但未能大范围推广。目前河北省、江苏省均已有定型产品,这将有助于新型单立管排水系统的推广应用。但产品局限于铸铁制品,型号主要有苏维脱系统的混合器和跑气器等。
2.4通气系统
在通气管系统方面我国已建立可适应不同建筑标准、不同要求的五级标准,即伸顶通气管、不伸顶通气管、专用通气立管、环形通气管和器具通气管等。在通气系统基础上发展的是通气阀。通气阀是一种减少伸顶通气,替代专用通气管系具有通气功能的阀件,采用优质塑料和橡胶制作.单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上,既可补气又可防止管道内部气体进人室内;双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽,使用时以单路进气阀为主。
2.5排水管材和配件
排水塑料管作为化学建材的主力军,是我国从战略高度积极推行的管材。具有生产能耗低、耐腐蚀性能好、质量小、安装施工方便、摩阻小、使用寿命长等优点,是我国近些年来发展最快的管材。经过多年的工程实践,管道伸缩、耐温要求、抗老化性能等技术问题都已得到解决,技术重点侧重于接口防漏、减少排水噪声和在高层建筑中的防火等方面。复合型塑料管的生产目的在于减少排水水流噪声;加设防火套管,目的在于防止火灾蔓延,使塑料管应用范围进一步扩大。铸铁排水管在不少场合还是首选的排水管材之一。铸铁管材已有立模浇注、离心浇注成型和球墨铸铁管等不同种类。
2.6小型生活污水局部处理消毒
为减少污水对天然水系的污染、保护环境以及减轻城市排水管系的负荷和防止堵塞,在城市污水处理发展赶不上城市建设需要的情况下,小型生活生产用气压给水设备。针对消防水泵不经常启动的特点,消防用气压给水设备补气采用强制水力自动补气方式。为弥补当消防水箱设置高度高于气压水雄,补气罐高位设置有困难时,出现补气罐低位设置仍能补气的新形式。消防主泵和稳压泵合用的气压给水设备,具有减少稳压启动次数,消防主泵及早投入运行和消防给水管网始终能满足消防用水水压和流量要求的多种特点。
变频调速给水设备,已有恒压变量、双恒压变量、变压变量、多点控制恒压变量和变频式气压给水设备等多种类型。恒压变量变频调速给水设备起步较早,也最早用于给水工程;双恒压变量变频调速给水设备兼用于生活和消防给水系统,有利于节省投资;变压变量变频调速给水设备用压力和传量传感器控制,更进一步发挥变频调速给水设备节能的优点;多点控制恒压变量变频调速给水设备,针对消防给水用水点集中和灭火设施要求水压稳定的特点而设计;变频式气压给水设备特别适合于供水范围小、用水量昼夜变化大的场所。变频调速给水设备,在变频器国产化,增加变频器控制的水泵台数以减少功率,降低投资;大功率变频器的应用和防变频波干扰技术,提高变频器、控制器的可靠性,变频技术在排水泵等方面的应用都有较大的进展。在变频调速技术基础上发展,并克服变频调速给水设备变频器主要依赖进口、价格昂贵、维修困难而且功能发挥不足等缺点研制的可编程逻辑程序控制技术,是二次加压技术中优点突出也较受欢迎的技术。
五、建筑给排水设计中水资源浪费问题分析
1)配水器与卫生器具对水资源的浪费!当前发展中,建筑用户往往会用一些高能耗的卫生器具和配水器等,其在日常生活中对水资源的浪费较为严重,以传统蹲式大便器为例,基于其水箱的缘故,使用过程中往往需要大量的水进行冲洗,显然超过了实际需使用的水量,这种现象的存在,势必会形成对水资源的严重浪费!2)管道#阀门#给水配件出现泄漏现象!具体而言,建筑给排水系统中,泄漏的现象较为常见,特别是管道与给水配件因泄漏出现的大量水资源浪费!像建筑物内水管,水的长期作用腐蚀到水管,继而会损坏水管,致使其发生漏水#渗水等现象,势必会造成对水资源的浪费!如冷镀锌钢管管材的使用过程中,在一段时间后这种管材会生锈,势必会降低通过的水的质量,污染到建筑内用户的生活用水,造成水资源浪费的同时,还会威胁到建筑用户的健康安全!此外,还会出现阀门损坏漏水等诸多现象,造成对水资源的额外浪费!3)热水系统!建筑设计的过程中,因为没有考虑到对热水供水系统的循环及半循环的优化设计,也会有严重浪费水资源的情况出现,如建筑用户的日常生活中,无法及时通过热水供应系统获得热水,势必需要先放出一些冷水,才能等到热水,因为不能对放出冷水的有效再次使用,显然也是对水资源的严重浪费
4)消防加压贮水系统不合理!综合看来,粗放式加压系统是我国高层建筑消防加压贮水的常用方式,具体为各个建筑物间单独减压,这种方式的运用,显然增加了工程建设资金及设备投资等,最重要的是导致了贮水池中出现大量水资源浪费现象!5)过高水压造成的水资源浪费!当前建筑业发展中,生活给水系统进行竖向分区操作方面,现行的建筑给排水设计进行了规范!在实际运行中,一些卫生器具存在水压过大的情况,后续会出现超压出流现象!当生活给水系统分区之后,让其最底层配水点的静水压偏高,继而在对水流量进行计算时,结合建筑给排水设计,得出对应的卫生器具额定流量的,这种情况下,显然在不采取减压措施的前提下,卫生器具的实际出水流量将远比额定流量要大,造成水压处于持续升高的趋势,加之不断增加的漏水量,势必会造成水资源的大量浪费,另外产生的振动#水冲击以及噪声等,会损坏给水配件和水管等 水资源二次利用率不高!有调查得出,在日常生活中,我国的居民在对水资源使用后,所形成的废水占建筑总体排水量大部分,废水资源还有来自办公室、酒店等建筑方面,而当前普遍没有形成对这些废水资源及雨水的有效利用,从而浪费了这部分的水资源,这也是未来可完善的领域!节水制度的不健全,节水意识的淡薄,导致居民用水浪费现象十分普遍!主观浪费水资源的现象多,危害大!我国要解决好日益复杂的水资源问题,不断强化节水意识!
六、建筑给排水中的节水和水资源利用对策
1)使用节水性能好的配水器与卫生器具!当前社会发展的大形势下,在建设工程项目中,基于卫生器具和配水器具节水性的重要作用,为达到更节省水资源的目的,应当对节水性能好的配水器与卫生器具进行推广和使用!具体实施中,需要在确保使用功能及质量的基础上,尽可能对节水性能优异的卫生器具与配水器进行选择,如为建筑配置节能性能好的水龙头!另外应注意配水器与卫生器具的选择方面,不能单考虑其价格及使用功能,更应对其能否达到建筑给排水节水节能标准进行考虑!所以,选择水龙头时,应选节水型的,相比看来,其比普通的水龙头更能防止水资源的浪费!此外,在其使用的过程中,面对静压高出水量大的情况,这种水龙头的作用会更凸显出来;基于节水方面的考虑,也应该选择小容量水箱大便器,当前市场中的大便器为水箱节水型,对于冲洗过程中的水资源浪费能有效减少,节水效果比较好
2)使用优质管材#优质阀门!建筑工程项目中应当选取新型的复合管材,如不锈钢管、钢塑复合管、铝塑复合管等,这种选用利于水资源质量的提升!此外,还能对管道损坏造成的水资源浪费进行有效预防!作为建筑给排水系统中的主要部件,阀门决定了关断水流,而从水资源的质量以及水资源的浪费状况来看,阀门的质量与型号的好坏有着决定性的影响,相
比于闸阀的关闭性,显然截止阀的关闭性能好,但同时相比于蝶阀的关闭性能,得出闸阀的关闭性能更好,基于此,需要结合给排水设计中的实际情况进行对阀门型号的选择!3)解决热水循环系统设计中的问题!结合当前的建筑设计来看,主要有三种热水循环方式。具体分析得出,三种循环方式中浪费水资源最多的无疑是干管循环,基于此,在集中热水供应系统的设计方面,笔者认为应当选用立管#干管热水循环,除此之外,在经济允许的条件下,当然也可以选用支管循环的方式进行节水,效果更好。
4)减压措施!对于建筑给水使用中出现超压出流现象的避免,重视设定给水系统中的压力极其重要,所以需要建筑给排水工程中的设计人员完善此环节!具体实施中,结合建筑给排水的实际情况,以此为基础,合理设定给水系统中的压力,确保对减压装置的合理安装,控制建筑用水中的水压于一个标准范围内!借助这种方式,可形成对给水系统的超压出流现象的有效避免,减压装置主要有减压孔板#节流塞以及减压阀等
5)使用区域集中消防加压储水系统!当前建筑业发展中,对于高层建筑而言,基于节水及合理利用水资源方面的考虑,应当共用加压水泵与消防水池,并确保借助建筑物群中规模最大的建筑进行对消防储水量的计算,合理计算水资源方面的需求!这种方式的应用,使得各个建筑设计中消防加压的相应技术问题得到了避免,且同时减少了多座储水池在使用中的水资源浪费,利于节省工程建设成本,合理利用水资源!6)建筑排水和雨水方面!具体的节水及合理利用水资源方面,要选择无压流重力式排水,并确保通过直接排放的方式对生活废水和工业用水从敷设的管道中排出!对中水要合理利用,并有条不紊地开展蒸汽凝结水回收利用的工作;完善对雨水的收集和合理利用!作为一种较为清洁的自然资源,雨水对于人们的生活意义极大,用相关设施收集并储存起雨水后,对其的应用能有效满足建筑用水方面的需求!收集方面,可在建筑施工中开挖一些沟渠来收集,这些雨水的使用,能大量减少建筑施工方面对水资源的投入,当前的人工沟渠集水方法相对落后,不利于对土地资源的保护!所以,在未来的发展中,对定型的集水设施的研发
也极为重要。
7)强化人们的节水意识!人的主观能动性很大,我们要不断强化节水意识,真正的做到节水!从根本上解决节水的问题,树立好节水意识,在全社会形成节水的意识,只有人的节水意识提高,采用节水的产品与技术,节水才会真正的实现!建筑给排水中的应用是一个系统性的工作,本着节水和合理利用水资源的想法,全方位分析了当前建筑中可能造成水资源浪费的环节!在对其具体分析的基础上,力求从建筑给排水和雨水,解决热水循环系统设计中的问题等多方面进行改善,去实现节水和合理用水的初衷,实现城市化发展与可持续发展的相互促进!我国建筑给排水自1949年建国以来,经历了三个发展阶段:(l)房屋卫生技术设备阶段即初创阶段,自1949年至1964年《室内给水排水和热水供应设计规范》开始试行时为止。其主要标志是我国开始设置给水排水专业,房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程,第一代建筑给排水专业人员走上工作岗位。
(2)室内给排水阶段即反思阶段,自1964年至1986年《建筑给水排水设计规范》被审批通过时为止。其主要标志是通过工程实践,对以往机械照搬国外经验并造成失误进行了认真总结和反思,进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。
(3)建筑给排水阶段即发展阶段,自1986年至今。在此期间,建筑给水、建筑排水和热水供应技术全面而迅速发展,在许多方面有明显突破,并逐步走向成熟。全国性建筑给排水学术组织先后成立,在专业队伍、技术发展及组织建设等方面都显示出与前阶段完全不相同的特点。
现阶段的建筑给排水由建筑内部给排水、建筑灭火、居住小区给排水、建筑水处理和特殊建筑给排水五部分组成。其主体部分是建筑内部给排水。包括给水、排水和热水供应,基础是卫生设备。与前两个阶段相比,建筑给排水有着更丰富的内涵和更广阔的外延。随着改革开放的深化、高层建筑的大量兴建、国民经济的蓬勃发展和人民生活水平的不断提高,建筑给排水取得了令人瞩目的丰硕成果。下面我们就建筑给排水和卫生设备的现状、存在问题、国内外基本情况和今后发展方向等提供必要的材料。
七、海绵城市多尺度构建方法及实践 宏观——
综合水安全格局与水生态基础设施,北京案例在过去40年中,伴随人口的增长,北京城区面积已经拓展了700%。蔓延式、摊大饼式的城市扩展使得城市没有为生物和水预留科学合理的空间,弹性的生态网络缺失。也因此导致一系列的生态与环境问题,如雨涝频繁与河流湖泊干涸并存;公园绿地与区域水系统割裂,导致雨涝时,公园的雨水排往城市雨水管道,浪费了雨水资源,也增加了市政排水系统的压力,而干旱时,绿地又需要浇灌,与城市用水竞争;非生态化的河道建设方式不但没有使其成为日常通勤和游憩通道,反而成为市民活动的障碍。因此,如何留住雨水并回补地下水,如何将这些留在地表的水与生物保护相结合,如何与文化遗产相结合,如何与游憩系统、慢行系统相结合,均是急需通过水生态基础设施的构建系统地解决的城市生态问题。本案例从北京市水系的空间格局与水生态系统服务的关系入手,通过水文过程分析和模拟,判别和保护具有较高生态系统服务功能的用地,提出水源保护区、地下水补给区等地区的生态管控导则,并恢复城市水系自然形态、建立河流生物廊道系统,从而构建起北京市综合水安全格局,包括:
(1)雨洪安全格局,通过径流过程模拟、雨洪淹没分析(20年、50年、200年一遇下的雨洪可能淹没范围)和历史洪涝情况分析,确定区域的雨洪安全格局。这个安全格局可以有效维护降雨径流的自然过程,通过恢复水系的调洪蓄涝能力,使城市免受雨洪灾害的威胁。
(2)水源保护安全格局,对于北京市这样一个缺水城市而言,地表及地下水源保护是区域水安全格局的另一个重要功能。根据相关地表水源保护规划以及地下水资源补给能力分析,确定水源保护安全格局。最终两者叠加形成综合水安全格局,它将生态系统的各种服务功能,包括旱涝调节、水源保护、生物多样性保护、休憩与审美启智,以及遗产保护等整合在一个完整的景观格局中,并最终通过与相应尺度的城市总体规划(或土地利用总体规划)相结合落实在土地上,构成禁止建设区和限制建设区的核心网络,成为引导城市空间有序扩展的刚性骨架。北京市水生态安全格局分为三个安全水平:底线安全格局、满意安全格局和理想安全格局。如果按照最理想化的安全格局来构建水生态基础设施,那么北京市洪涝灾害频率将大大降低,同时城市人口容量也将大大提高,人与水的用地之争可以轻松化解,因为水生态基础设施能完全消纳区域雨洪水,并有效回补地下水资源。2022年完成的北京水生态基础设施规划研究,不幸在2022年得到了验证。北京7·21特大暴雨造成了79人死亡,而死亡事故的发生地点,正好与7年前研究得到的雨洪安全格局吻合。
中观——
城镇海绵系统,六盘水案例
六盘水是一个在20世纪60年代中期建立起来的工业城市,城市被石灰岩的山丘环抱,水城河穿城而过。城市人口密集,在60km2的土地上,居住了约60万的人口。六盘水市的水生态综合治理旨在减缓来自山坡的水流,建造一个以水过程为核心的生态基础设施,来存蓄和净化雨水,使水成为重建健康生态系统的活化剂,提供自然和文化服务,使这个工业城市变为宜居城市。
为了构建完整的城镇海绵系统,工程关注水城河流域和城市两个层面。首先,河流串联起现存的溪流、湿地和低洼地,形成一系列蓄水池和具有不同净化能力的湿地,构建了雨洪管理和生态净化系统。这一方法不仅最大限度地减少了城市雨涝灾害,而且在旱季也能有持续不断的水源。第二,拆除渠化河流的混凝土河堤,重建自然河岸的湿地系统,发挥河流的自净能力。第三,建立连续开放空间,建立人行道和自行车道系统,增加通往滨水区域的通道。最后,项目将滨水区开发和河道整治结合在一起。以水为核心的生态基础设施促进了六盘水的城市改造,提高了城市土地的价值,增进了城市活力
微观——
城市雨洪管理绿色海绵技术,哈尔滨群力雨洪公园案例。如上所述,“海绵城市”真正在微观尺度的建设依靠的是一系列的水生态基础设施建设技术,限于篇幅在此选择较为有代表性的“城市雨洪管理绿色海绵技术”来进行说明。哈尔滨群力雨洪公园(群力国家湿地公园,34hm2)是我国首个以解决城市内涝为目标的国家级城市湿地公园。该公园通过整体景观设计途径进行生态化的雨洪管理,解决常规市政工程所没能解决的问题,使我们的城市成为与水问题相适应的城市,从2022年建成以来,有效发挥了其解决城市雨涝的功能。设计中关键性技术要点包括:(1)以雨洪安全格局为基础,划定由“集水城区-汇水湿地”组成的、具有镶套式结构的“绿色海绵综合体”。(2)填-挖技术形成“海绵地形”,一方面是创造多级湿地系统的地形基础,同时为下一步营造多样化的生物栖息地与游憩空间提供环境基础;而且,造价低廉。(3)构建“水质净化-蓄滞水-地下水回补”多级多功能湿地系统。该多级湿地系统主要是整合潜流和表流湿地技术,进行土壤和生物净化,将净化后的雨水汇入中央低洼湿地,补充地下水。按照“水质净化人工湿地-蓄滞人工湿地-地下水回补与生物多样性恢复湿地”这一顺序,构造三类湿地系统,产生多种生态系统服务。(4)充分利用地形及水量分布特征实施特色生境修复,并与乡土生物保护、游憩与科普教育功能相融合。
八、结语
本文主要探讨了关于如何科学、系统地对待水的问题,提出建立水生态基础设施是生态治水的核心,也是实现“海绵城市”的关键。通过广泛的讨论来关注城市洪涝问题和一系列相关的生态和环境问题,重新审视工业时代治水思路的利弊,深刻认识生态雨洪管理和城市生态建设的重要性及方法和技术,对实现生态文明和美丽中国具有重要意义,学术界应该给与充分的重视。提出“海绵城市”建设浪潮应该推动以下几方面学术研究:(1)中国古代水适应性城乡发展的思想、工程与技术遗产的整理和研究,目前这方面的研究还非常有限,不论从城市规划、水利建设角度还是从遗产保护角度出发,都应该加快对该类水适应性景观和技术遗产的整理和研究;(2)绿色基础设施与灰色基础设施相衔接的研究,中国城市建设已经形成了对灰色基础设施的依赖,如何逐步摆脱这种依赖,有效地促进绿色基础设施优先的城市雨洪调蓄系统、如何在实际管理和操作层面实现这种衔接依旧是难题;(3)水生态基础设施规划落实的法治化途径,推进各尺度水生态基础设施的实施纳入法定规划体系,就规划成果向各部门和利益相关者广泛征求意见,通过多方博弈最终确定其空间边界,比如“水生态红线”;(4)一系列相关技术指南的制定,不同尺度水生态基础设施构建指南,以及各类技术集成的使用指南等,《海绵城市建设技术指南》是一个良好的开端,但还远远不够。
参考文献
1.海绵城市_理论与实践_俞孔坚
2.建筑给水排水工程_课程教学改革与研究_李伟英 3.海绵城市概念与思想_杨阳 4.海绵城市建设要点简析_王文亮
5.海绵城市理论与技术发展沿革及构建途径_车生泉 6.建筑给排水中的节水和水资源利用分析_王彦虎 7.建筑给排水技术现状及发展趋向_姜文源 8.萍乡市海绵城市发展需求与建设思路初析_曾金凤 9.城镇给水排水工程设计规模探讨_曹彦龙
10.可持续城市建筑给水排水设计_后世博反思与启迪_张伯仑 11.建筑给水排水现状及发展趋势_王峰