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關(guān)鍵詞:綠色建筑;海綿城市;低影響開發(fā);可持續(xù)
1引言
綠色建筑理念在我國城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中對建筑節(jié)能、低碳城市發(fā)展做出了重要貢獻。早在2006年,我國就頒布了第一部關(guān)于指導(dǎo)綠色建筑建設(shè)發(fā)展的《綠色建筑評價標準》,2015年又有了新的修訂版,在原有基礎(chǔ)上對標準的適用范圍、評價種類、評價方法、指標體系都進行了修訂。強調(diào)了對綠色建筑技術(shù)、管理的提高和創(chuàng)新的鼓勵。綠色建筑結(jié)合了生態(tài)建筑、生物氣候建筑等理念對建筑全生命周期的發(fā)展進行了詮釋[1]。近年我國各地發(fā)生的城市內(nèi)澇誘發(fā)了許多次生災(zāi)害,已成為城市化發(fā)展中非常棘手的熱點問題。海綿城市是指通過加強城市規(guī)劃建設(shè)管理,充分發(fā)揮建筑物、道路、綠化、水體等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、滲透、緩釋的作用,有效控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式[2]。海綿城市是即田園城市之后又一城市規(guī)劃理念的概括,是對城市發(fā)展中表現(xiàn)出具有某種吸收性能的現(xiàn)象的形象比喻,后來發(fā)展成為解決城市關(guān)于水資源問題的綜合概念集成[3]。2014年底我國頒布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》,該指南在編制過程中與《綠色建筑評價標準》等規(guī)范進行了有效銜接。在2015年與2016年陸續(xù)評審劃分了兩批海綿城市建設(shè)試點城市。綠色建筑與海綿城市在技術(shù)路線與設(shè)計策略上有所不同,但是在建設(shè)生態(tài)城市的可持續(xù)發(fā)展理念上有諸多相通之處[4]。是與發(fā)展低碳城市建設(shè)一脈相承的模式,都是在不斷探討可持續(xù)生態(tài)化城市建設(shè)模式中發(fā)展而來。在解決當前城市建設(shè)中的水資源及其相關(guān)的問題時,勢必要堅持將低影響開發(fā)理念、綠色發(fā)展方式融入城市建設(shè)當中。
2海綿城市的產(chǎn)生綠色建筑在技術(shù)研究與指標
體系構(gòu)建中對建筑環(huán)境中水資源使用進行了細致的劃分。在綠色建筑一系列技術(shù)導(dǎo)則、實施細則中對制定水的專項計劃進行了嚴格要求,尤其是在場地設(shè)計與節(jié)水設(shè)計控制指標體系中[5][6]。無論是綠色建筑評價標識還是設(shè)計標識,綠色建筑對水的使用與節(jié)約是貫穿在建筑從勘探設(shè)計到施工建造再到后期竣工使用,乃至拆除中的。綠色建筑側(cè)重在區(qū)域的建筑建造與運營中強調(diào)水資源在使用過程中的注意要素。無論是直接取用水還是間接的其他活動,都要確保減少對水資源的破壞。在使用的過程中去除對水的無作用使用,或者竟可能減少浪費,同時采取有效措施提高單位水的使用效率,達到水資源利用最大化。應(yīng)對水的滲透、儲蓄中對資源的迫害,提高水的分類處理,對自來水廠與中水系統(tǒng)都有一定要求[7]。從生物水資源與建筑營造活動角度來看,強調(diào)城市建造對水資源的改造,更多的從水資源如何適應(yīng)人類的生活與生產(chǎn)需求角度考慮解決辦法。我國人均淡水資源占有率很低,水資源可利用量、以及人均的水資源數(shù)量極為有限[8]。海綿城市豐富了水資源使用與城市發(fā)展之間和諧發(fā)展的途徑。而且提供了解決水問題可行的新思路。注重挖掘人類活動融入自然本身,即“人適應(yīng)水”的理念[3],在適應(yīng)自然環(huán)境的建造規(guī)劃中開辟水適應(yīng)性的景觀。把建造生態(tài)城市實現(xiàn)LID所需的城市管廊與豐富的吸水、蓄水、凈水下墊層比喻為“海綿”,是一種非常形象的利于推廣這一理念的生動行為。海綿城市同樣注重水資源的保護與節(jié)約利用,但并非是城市發(fā)展缺水所致,而恰恰是暴雨、洪澇造成的水患這一“城市病”,以及越來越嚴重的地表水污染問題。城市干旱地區(qū),需要節(jié)約用水,可以減少浪費、污染,對污水進行處理排放,可以儲蓄雨水,可以凈化污水二次利用,可以調(diào)用水資源豐富地區(qū)的水。降雨豐富的地區(qū),更需要控制儲蓄水,及時疏導(dǎo)水資源,解決滲水途徑。解決水資源問題的途徑不單單在水資源本身,還有周圍環(huán)境與人類活動。海綿城市整合了人類活動對水資源的需求與解決水問題技術(shù)集成。提供了由點到面,面面結(jié)合,再由面致點的解決與水相關(guān)的“城市病”問題的思路。大到城市規(guī)劃中的國土資源各方面水利工程、市政管網(wǎng)、濕地公園,小到住宅區(qū)域建筑散水、下沉式綠色,協(xié)調(diào)整合的點、面更為寬廣。從大氣循環(huán)的角度考慮水體的蒸發(fā)到降雨、儲蓄、疏流、滲透凈化的可持續(xù)、間斷性利用,更加體現(xiàn)低碳城市建設(shè)內(nèi)涵。傳統(tǒng)的雜亂、單一的控制、治理水資源方式,產(chǎn)生了一系列不科學(xué)的工程型措施,對整個水資源系統(tǒng)有一定的破壞。海綿城市就是把城市看成一個宏觀的個體,主動式的去完成對水的吸入、凈化與釋放。
3用水、儲水與凈水
圖3滲水地面設(shè)計(圖片來源:攝于2016年)圖4蓄水池與滯留帶設(shè)計(圖片來源:攝于2016年)綠色建筑從保護場地內(nèi)原有的自然植被、濕地、水域角度因地制宜的進行設(shè)計建造[9]。設(shè)計之初不能破壞場地水資源,同時進行源頭補償性的設(shè)計。對場地內(nèi)綠地率與人均公共綠地面積進行了規(guī)定,綠地設(shè)計有利于增加滲水渠道、保護水土流失、凈化水質(zhì)、補充儲水地帶。使用水的過程中要求結(jié)合節(jié)水規(guī)范,對用水量進行額定設(shè)計[10]。對市政管網(wǎng)的設(shè)計、施工技術(shù)進行規(guī)范。對水的使用從設(shè)備上進行主動式的干擾,分類型的對生產(chǎn)、生活、景觀用水進行智能化量化控制。在儲水、凈水設(shè)計中,更多的是從提高非傳統(tǒng)水源利用率角度進行設(shè)計[11]。儲水設(shè)計與景觀設(shè)計結(jié)合對雨水進行收集。在傳統(tǒng)過多的硬化路面設(shè)計中,進行滲水設(shè)計。對濕地、儲水池等的凈化采取主動式的設(shè)備控制結(jié)合水生動、植物同時進行。海綿城市對水資源的積蓄、滲透、凈化采取綜合的措施,具體可擴展為滲、滯、蓄、凈、用、排等。海綿城市建設(shè)理念依然從人與自然和諧相處的可持續(xù)理念出發(fā),要求建造開發(fā)前后生態(tài)環(huán)境原有的水文特征、資源狀況保持一致,同時預(yù)防可能產(chǎn)生的極端狀況,對設(shè)計降雨量、年徑流總量控制率等指標進行控制[12][13][14]。也是對綠色建筑下墊面層補償式設(shè)計的補充。用水前期要從城市規(guī)劃的角度進行宏觀設(shè)計,在總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃階段都要滿足一定技術(shù)要求。儲水與凈化水資源是互相穿插交替進行的。側(cè)重點在于對雨量充沛與人口密度、建筑密度、城市體量高度集中的地區(qū)雨水的疏導(dǎo)、儲存、滲透、凈化。從保持水文特征平衡的角度概括為低影響城市設(shè)計和開發(fā)理念-LID。即對區(qū)域內(nèi)全年不外排的雨量、下墊面層的徑流總值與徑流峰值、徑流污染控等進行有效調(diào)控[15]。低影響開發(fā)的含義最初強調(diào)從源頭控制,但是我國城市土地開發(fā)強度普遍較大,僅僅依靠源頭控制難以實現(xiàn)開發(fā)前后徑流總量和峰值流量等維持基本不變[16]。所以還必須借助于中途、末端等綜合措施,所以海綿城市LID已延伸至源頭、中途和末端不同尺度的控制措施。
4結(jié)語
卷煙物流配送中心是從事成品香煙配備(入庫、出庫、分揀)和組織對用戶的送貨,以高水平實現(xiàn)銷售或供應(yīng)的現(xiàn)代流通設(shè)施,其在建設(shè)和運營過程中會影響區(qū)域自然水文循環(huán)系統(tǒng)。其次,成品香煙自身價值較高、在配備過程易受潮。因此項目在生產(chǎn)過程中必須配套良好排水設(shè)施,否則將造成嚴重經(jīng)濟損失。綜上,筆者以臺州卷煙物流配送中心項目為研究對象,運用低影響開發(fā)理念對其進行低影響開發(fā)目標設(shè)計、措施布局和實施效果評估等方面研究,以期對其他工業(yè)建筑項目的低影響開發(fā)研究起到拋磚引玉的作用。
1 臺州卷煙物流配送中心項目概況
臺州卷煙物流配送中心項目(下文簡稱項目)位于浙江省臺州灣循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),現(xiàn)狀為一片空地。項目設(shè)計規(guī)模為卷煙分揀能力37萬箱/年,占地面積102畝,建設(shè)用地面積53361m2(折合約80畝)。其建設(shè)內(nèi)容涵蓋聯(lián)合工房、生產(chǎn)管理及生活輔助用房、門衛(wèi)及大門、圍墻以及配套室外管線、道路、綠化等。項目建設(shè)內(nèi)容及其詳細情況見表1。
2 臺州卷煙物流配送中心項目低影響開發(fā)設(shè)計
2.1 項目低影響開發(fā)設(shè)計目標
臺州卷煙物流配送中心作為工業(yè)建筑項目,應(yīng)首先滿足相關(guān)建筑設(shè)計規(guī)范,借鑒綠色建筑理念,根據(jù)總圖、豎向、給排水、景觀等因素綜合確定低影響開發(fā)措施的適建性;其次,臺州卷煙物流配送中心項目位于浙江省臺州灣循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。該集聚區(qū)自2015年按照小雨不積水,大雨不內(nèi)澇的要求開展海綿城市建設(shè),要求所有入駐項目構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),且有控制目標:年徑流總量控制率達到75%(即單位面積用地控制徑流厚度為21mm)和建筑與小區(qū)雨水徑流污染物(以SS計)削減率50%;最終,臺州卷煙物流配送中心應(yīng)在滿足上述要求和集聚區(qū)建設(shè)目標前提下,根據(jù)場地下墊層類型、區(qū)域地形及水文等情況,按照源頭減排中端控制末端調(diào)蓄的思路設(shè)計低影響開發(fā)設(shè)施,實現(xiàn)雨水徑流水量與水質(zhì)的控制目標。
2.2 低影響開發(fā)設(shè)計思路
首先,在收集相關(guān)建筑設(shè)計規(guī)范、綠色建筑標準和浙江省臺州灣循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)對入園項目建設(shè)要求等資料的基礎(chǔ)上,綜合確定項目低影響開發(fā)設(shè)計目標;其次,根據(jù)區(qū)域水文循環(huán)系統(tǒng)長年統(tǒng)計資料、場地地形、項目建設(shè)內(nèi)容等現(xiàn)狀數(shù)據(jù),進行項目低影響開發(fā)措施的初步確定和布局;第三,對項目低影響開發(fā)措施進行定量評估,并與項目低影響開發(fā)設(shè)計目標進行對比,反復(fù)調(diào)整直至結(jié)果達到目標值;最終確定項目低影響開發(fā)措施的類型、布局和規(guī)模。項目低影響開發(fā)設(shè)計思路如圖1所示。
2.3 項目低影響開發(fā)設(shè)計方案
在上述研究基礎(chǔ)上,臺州卷煙物流配送中心項目的低影響開發(fā)設(shè)計措施包括透水鋪裝地面、下沉式綠地、景觀水池、雨水花園和雨水收集回用設(shè)施等(具體規(guī)模見表2)。
3 項目低影響開發(fā)設(shè)計措施效果評價
項目低影響開發(fā)設(shè)計措施包括透水鋪裝地面、下沉式綠地、景觀水池、雨水花園和雨水收集回用設(shè)施。筆者以滯蓄能力和年SS總量去除率兩項指標評價措施實施后的預(yù)期效果。
3.1 項目低影響開發(fā)設(shè)計措施滯蓄能力評價
項目為工業(yè)建筑類,建設(shè)用地面積53361m2,按照調(diào)蓄、滯留21mm降雨厚度計,項目未采取低影響開發(fā)措施情況下,其滯蓄能力為533610.021=1120.58m3。根據(jù)住建部《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》(試行),項目在采取低影響措施后,經(jīng)計算其滯蓄能力為1148.73m31120.58m3,能夠滿足集聚區(qū)對入駐項目滯蓄能力指標要求。項目低影響開發(fā)設(shè)計措施滯蓄能力計算見表2。
3.2 項目低影響開發(fā)設(shè)計措施年SS總量去除率評價
年SS總量去除率,即全年雨水徑流中SS的總量去除率。城市徑流污染物中SS往往與其他污染物指標具有一定的相關(guān)性。因此一般可采用SS作為徑流污染物控制指標,用于表征雨水徑流中污染物的削減率。
年SS總量去除率=年徑流總量控制率低影響開發(fā)設(shè)施對 SS的平均去除率。
根據(jù)美國流域保護中心(Center For Watershed Protection,CWP)的研究數(shù)據(jù),本項目的低影響開發(fā)設(shè)施的污染物去除率分別?。和杆佈b地面取85%、景觀水池取70%、雨水花園取90%。
項目的年SS總量去除率
=0.75=0.630.5。
綜上分析,項目在采取透水鋪裝地面、下沉式綠地、景觀水池、雨水花園和雨水收集回用設(shè)施等低影響開發(fā)措施后,能夠較好地滿足集聚區(qū)對項目滯蓄能力和污染物去除效果的要求。
清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司副院長、副總建筑師。中國工程咨詢協(xié)會副會長、教育部教育建筑專家委員會委員、香港建筑師學(xué)會會員。主要代表作品:徐州博物館、大連理工大學(xué)創(chuàng)新園大廈、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院、先正達北京生物工程實驗室、清華大學(xué)圖書館北館等。
王宇婧
清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司綜合三所建筑師。清華大學(xué)建筑學(xué)學(xué)士、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)碩士。
為什么要建設(shè)綠色中小學(xué)校園
目前,隨著低碳節(jié)能觀念和技術(shù)的成熟,綠色節(jié)能成為建設(shè)領(lǐng)域的共識和必然路徑。中小學(xué)校校園的綠色設(shè)計成為關(guān)注的熱點之一,在綠色設(shè)計方向提升其目標和動力既是可持續(xù)發(fā)展的要求,也是學(xué)校建立自身特點和提升教學(xué)效果的途徑之一。
可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展觀已成為人類的普遍共識,作為世界上人口最多的國家之一,教育未來世界主人的中小學(xué)校,是踐行這一理論的重要陣地?!熬G色校園”建設(shè)的重要性體現(xiàn)在校園的全過程建設(shè)中,也體現(xiàn)在校園作為環(huán)境對學(xué)生人格的塑造中。
根據(jù)教育部2014年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報中的數(shù)據(jù),我國現(xiàn)有小學(xué)20.14萬所,初中學(xué)校5.26萬所,高中階段學(xué)校2.57萬所。全國中小學(xué)校在校生人數(shù)1.8億人,校舍面積總數(shù)達162606萬m2。盡管其每個規(guī)模不大,但總數(shù)眾多。目前的中小學(xué)校園普遍存在校園環(huán)境建設(shè)單一、建筑能耗管理缺失的問題。鄭觀應(yīng)曾說:“學(xué)校者,造就人才之地,治天下之大本也?!睂W(xué)校建設(shè)對于社會發(fā)展的意義不言而喻。推進總數(shù)龐大的中小學(xué)綠色校園建設(shè),將有力推進整個社會的綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展。
據(jù)美國Heschong Mahone Group的研究成果表明,學(xué)校教室的自然采光設(shè)計直接影響著學(xué)習(xí)效率和成績。其他條件相同時,在自然采光條件最好教室中的學(xué)生比在自然采光條件最差教室中的學(xué)生在一年的數(shù)學(xué)測試中進步20%,在閱讀測試中進步26%。另一研究則表明,當通風(fēng)方式得到改善時,學(xué)生的缺勤率減少達60%??梢?,建設(shè)綠色的中小學(xué)校園,改善學(xué)校建筑采光通風(fēng)等環(huán)境對營造健康的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境和提高教學(xué)質(zhì)量意義重大。
中小學(xué)校園是學(xué)生學(xué)習(xí)成長的環(huán)境,人改變環(huán)境,環(huán)境也影響人的行為,中小學(xué)綠色校園是學(xué)生可持續(xù)教育的直接載體。我國古代就有鐘靈毓秀一說――只有凝聚了天地間的靈氣,才能孕育出優(yōu)秀的人物。被稱為“俄羅斯教育心理學(xué)的奠基人”的烏申斯基也說過:“美麗的城郊、馥郁的山谷,凹凸的原野,薔薇色的春天和金黃色的秋天,難道不是我們的老師嗎?”環(huán)境對人產(chǎn)生的潛移默化的作用是不可忽視的。因此,中小學(xué)綠色校園本身即是可持續(xù)發(fā)展理念的載體。建設(shè)綠色校園有利于充分發(fā)揮環(huán)境育人的功能,讓學(xué)生從小樹立綠色、環(huán)保、低碳的理念,養(yǎng)成良好的節(jié)能環(huán)保的生活習(xí)慣,對推廣綠色理念、節(jié)能意識發(fā)揮著深遠的社會影響。
同時,中小學(xué)綠色校園本身也可成為一種有效的教育資源,將校園內(nèi)的一些綠色措施與可持續(xù)教育結(jié)合起來,讓學(xué)生在真實環(huán)境中進行體驗,主動探索研究,可以激發(fā)其對環(huán)境的熱愛,同時培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究的能力。
中小學(xué)校園綠色設(shè)計
“綠色校園”是指“在其全壽命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地)、保護環(huán)境和減少污染,為師生提供健康、適用、高效的教學(xué)和生活環(huán)境,對學(xué)生具有環(huán)境教育功能,與自然環(huán)境和諧共生的校園。”如何建設(shè)綠色中小學(xué)校園,在校園設(shè)計時需要從哪些方面著手,綠色校園建設(shè)有哪些原則和方法?下面將從綠色校園環(huán)境、建筑節(jié)能以及建筑舒適性三個方面來具體闡述。
綠色校園環(huán)境
(1)校園總體布局
在進行校園規(guī)劃總體布局設(shè)計時,應(yīng)基于校園所在地的氣候環(huán)境,結(jié)合建筑功能,形成校園總體布局策略。在此基礎(chǔ)上通過校園物理環(huán)境仿真模擬技術(shù),如日照模擬、風(fēng)環(huán)境模擬、照明系統(tǒng)模擬以及立面采光遮陽模擬等的應(yīng)用,將校園總圖布局方案進行不斷修正,最終形成符合綠色校園要求的能夠營造良好校園物理環(huán)境的布局,如圖1為北方某小學(xué)風(fēng)環(huán)境分析圖。
(2)生態(tài)綠化系統(tǒng)
如果說教學(xué)樓、體育館、禮堂等是中小學(xué)校園中的“圖形”,那生態(tài)綠化系統(tǒng)就是承載這些建筑的“基底”。一個有機豐富的生態(tài)綠化系統(tǒng)對于中小學(xué)校園環(huán)境的塑造不可或缺,有時還能彌補建筑布局的不足。在進行生態(tài)綠化系統(tǒng)的構(gòu)建時,可靈活借鑒景觀生態(tài)學(xué)的理念。其主要目標是將校園環(huán)境中的自然、建筑與人類活動三方面統(tǒng)一為一個相互促進、相互影響的有機整體。
在具體設(shè)計過程中,應(yīng)先從宏觀區(qū)位出發(fā),使校園的景觀格局與其所在大區(qū)域的地形、地貌、植被以及水體等要素協(xié)調(diào)。中觀層面,可借鑒景觀生態(tài)學(xué)中的“斑塊一廊道一基質(zhì)”模式,基質(zhì)是整個校園綠化系統(tǒng),斑塊是規(guī)劃設(shè)計中的景觀節(jié)點,而廊道則是將各節(jié)點與整個校園聯(lián)系起來的道路、河流等。微觀層面,在植被的選擇上應(yīng)充分考慮學(xué)校所在地域氣候特征,選用合適的樹種。在具體“斑塊”設(shè)計時應(yīng)考慮到多樣性,并利用不同種類動植物在時間、空間和營養(yǎng)生態(tài)等方面的差異來合理配置。同時,還可循環(huán)利用綠地凋落以及綠肥等形成整個系統(tǒng)的自肥循環(huán)機制,這樣也可減少綠地維護工作,進而降低運營費用。
(3)“海綿”校園
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的提高,許多城市在快速建設(shè)的過程中也面臨著嚴重的內(nèi)澇問題,并伴隨著徑流污染、水資源匱乏等發(fā)展困境。在這樣的背景下,國家提出了“海綿城市”的概念――“海綿城市就像一塊海綿那樣,能把雨水留住,讓水循環(huán)利用起來,把初期雨水徑流的污染削減掉。”
學(xué)校校園作為城市中的小社會,也應(yīng)引入海綿城市理念,著力構(gòu)建能彈性適應(yīng)環(huán)境變化與自然災(zāi)害的“海綿校園”。具體來說,要結(jié)合校園內(nèi)水系、道路、廣場、綠地等空間載體,建設(shè)低影響開發(fā)的雨水控制與利用系統(tǒng)。如加深蓄水池深度、降低水溫;改造道路、廣場,增加透水性地面比(透水路面磚每平方米可儲存雨水量達8~12L),提高校園蒸發(fā)能力;改變傳統(tǒng)集中綠地建設(shè)模式,將小規(guī)模的下凹式綠地滲透到校園中;將收集到的雨水循環(huán)利用到衛(wèi)生間排水和綠地灌溉水等,如圖2為德國某學(xué)校采用下凹式綠地等形成海綿校園。
建筑節(jié)能
在建筑的全生命周期中,只有不到30%的能耗來源于建造過程,而大部分源于建筑使用過程中。能源的使用效率不僅僅是節(jié)約問題,更影響到溫室氣體排放甚至氣候變化。中小學(xué)校園建設(shè)中需要將節(jié)能充分考慮到建設(shè)和運營的各階段中,具體可圍繞如下九個核心方面開展:建筑材料選擇、新能源利用、建筑護、供暖(北方供暖地區(qū))制冷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、設(shè)備調(diào)控、學(xué)校管理。每個方面需要遵循的原則列舉如下。
(1)建筑材料選擇:保溫材料具有熱阻大、可以延緩熱量傳入和傳出維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定的優(yōu)點,在實際工程中應(yīng)選用保溫性能好、難燃的保溫材料。例如混凝土材料,既有優(yōu)異的防火和保溫性能,也可減少建造和運營成本,在使用過程中碳排放量遠小于鋼結(jié)構(gòu)建筑。
(2)新能源利用:應(yīng)優(yōu)先考慮利用可再生能源,然后再考慮利用傳統(tǒng)的化石能源。以太陽能為例,可考慮采用太陽能熱水器為學(xué)生宿舍和食堂提供熱水、使用太陽能光伏發(fā)電(圖3)為校園路燈供電、利用地源熱泵進行供暖等。中小學(xué)校建筑的用能高峰與太陽能的供給時間基本一致,因此利用效率較高。學(xué)校還可利用活動場地敷設(shè)中小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。此外,還應(yīng)充分考慮附近聯(lián)合用能的可能性,如利用臨近生產(chǎn)企業(yè)的余熱進行供暖等。
(3)建筑護:應(yīng)提高建筑圍護的熱工性能(保溫性、密閉性),減少建筑本身的熱量損失,降低供暖、制冷負荷。同時還應(yīng)當注重建筑保溫和隔熱材料的異同,針對不同地區(qū)氣候和熱工分區(qū),采用低傳熱系數(shù)或高熱穩(wěn)定性的材料。
(4)供暖(北方供暖地區(qū))制冷系統(tǒng):應(yīng)選用合理的能源供應(yīng)方式。供暖系統(tǒng)需實現(xiàn)以樓宇、樓層或房間可調(diào),房間散熱器應(yīng)安裝溫控閥,熱耗應(yīng)可計量。
(5)通風(fēng)系統(tǒng):建筑應(yīng)安裝機械通風(fēng)系統(tǒng),保證供暖(或供冷)季節(jié)在窗戶關(guān)閉的情況下有足夠新風(fēng)量,春秋過渡季節(jié)則以能夠開窗自然通風(fēng)為宜。
(6)遮陽系統(tǒng):適當采用外遮陽設(shè)施,既可以防止室內(nèi)過熱和眩光,又可將自然光導(dǎo)入室內(nèi),提高室內(nèi)照度。
(7)照明系統(tǒng):以充分利用自然光為前提,燈具的布置與窗戶方向平行,按照與窗戶的距離分組獨立開關(guān)。在開關(guān)和調(diào)控上也可選擇體感調(diào)控、下課自動關(guān)燈、上課需手動開燈、與外遮陽系統(tǒng)聯(lián)動控制(外遮陽打開時自動關(guān)燈)等方式。
(8)設(shè)備調(diào)控:采用能效級別較高的設(shè)備(如冷凝鍋爐、能效等級二級以上的制冷機、T5燈管和LED照明設(shè)施等)。合理配置診斷用能設(shè)備,建立有效的用能設(shè)備控制系統(tǒng)(如非授課時段供暖設(shè)備的低溫運行、可根據(jù)作息時間控制的照明燈具開關(guān)系統(tǒng)等),提高能源的利用效率,最大限度地節(jié)約終端能源和一次能源。
(9)學(xué)校管理:建設(shè)過程只是節(jié)能的開始,如何在使用過程中貫徹節(jié)能理念則是重要問題。因此,應(yīng)提高節(jié)能減排在學(xué)校管理中的重要性,提高相關(guān)技術(shù)人員的針對性政策和技術(shù)培訓(xùn),完善管理制度,將節(jié)約能源的各項措施作為學(xué)生的第二課堂。
建筑室內(nèi)舒適性
中小學(xué)校學(xué)生正處于生長發(fā)育的重要階段,而他們學(xué)習(xí)生活中的大部分時間在教室等室內(nèi)空間中度過,因此提高建筑室內(nèi)舒適性對中小學(xué)生的健康成長具有重要意義。中小學(xué)校的室內(nèi)舒適度主要包括空氣質(zhì)量、聲響效果、采光照明及防止眩光等幾方面。下面將從這幾個方面列舉改善室內(nèi)舒適性的具體措施。
(1)光環(huán)境
良好的照明是理想課堂環(huán)境的必要條件。國家標準中對于各空間的光照強度指標都有相應(yīng)規(guī)定,設(shè)計應(yīng)遵從這些指標。無論從心理學(xué)角度還是從能效角度來說,教室都應(yīng)盡可能地做到自然采光,特殊方式有天窗、導(dǎo)光板等。金屬百葉簾外遮陽也是一種高效利用自然采光的方式,上部可以將自然光引入房間深處并反射至天花板,下部還保持遮陽,當教師采用投影儀時還可遮擋過強的陽光。此外,室內(nèi)采用淺色有利于漫反射的涂料進一步改善室內(nèi)采光效果(圖4)。當需要人工照明來補足照度時,應(yīng)采用有鏡面反射格柵燈罩、電子鎮(zhèn)流器。
(2)聲環(huán)境
一個舒適、良好的聲環(huán)境不僅能使學(xué)生清晰識別和理解講課內(nèi)容,還可減輕教師上課時的教學(xué)負擔。改善教室聲環(huán)境,首先應(yīng)保證采用的墻體、門、窗等滿足國家規(guī)定的隔聲標準。同時,教室內(nèi)還需要控制混響時間,避免不利反射聲,提高語言清晰度。許多教室通過增加吸聲吊頂可以把混響時間降低到合適的水平,局部墻面加裝吸聲的做法也可大幅減少墻體之間的反射聲。在控制噪聲方面,教室地面采用耐磨的橡塑合成材料地面可有效減少學(xué)生在地面上拖動桌椅時所發(fā)出的噪聲。此外,還應(yīng)減少教室內(nèi)機械設(shè)備產(chǎn)生的噪音,如風(fēng)機盤管、分體空調(diào)以及風(fēng)扇等。
(3)空氣質(zhì)量
室內(nèi)空氣質(zhì)量直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,奧地利某研究項目對室內(nèi)空氣質(zhì)量與學(xué)生注意力關(guān)系進行了分析(圖5)。為保證良好的空氣質(zhì)量,德國在供暖地區(qū)的普通教室安裝機械通風(fēng)設(shè)備。在無法安裝通風(fēng)設(shè)備的學(xué)校,安裝帶有綠、黃、紅三色顯示的空氣質(zhì)量探測器(圖6),實時了解空氣質(zhì)量狀況并根據(jù)情況開窗通風(fēng),其做法值得我們借鑒。
負壓通風(fēng)設(shè)備也可保證教室內(nèi)必要的換氣次數(shù),并且成本較低。但負壓通風(fēng)只適用于于人員不是很密集、冬天不是很冷并且采用單走廊模式的教學(xué)樓。帶熱回收的送排風(fēng)機組也是可提高室內(nèi)舒適度的設(shè)備,建筑布局為一側(cè)教室,一側(cè)走廊的教學(xué)樓較適合采用這種技術(shù)。
(4)熱舒適性
保證熱舒適性分為冬季供暖與夏季制冷。
在選擇供暖系統(tǒng)時,應(yīng)優(yōu)先采用能效高的制熱系統(tǒng),如燃氣鍋爐、熱泵或利用熱電聯(lián)產(chǎn)的市政供暖系統(tǒng)等。在一些條件不滿足的學(xué)校,應(yīng)改造燃煤鍋爐,使其配有先進的控制和過濾除塵裝置。
在散熱器的選擇上,應(yīng)針對學(xué)校寒暑假、周末和夜晚使用率低的情況采用可以實現(xiàn)分室溫度調(diào)節(jié)的散熱器。散熱器供暖系統(tǒng)還應(yīng)能對學(xué)校教室迅速、強烈的使用變化做出迅速響應(yīng),因此推薦采用水容量較少,并能快速加熱和冷卻的散熱器,不建議采用輻射供暖裝置(如地暖等),或僅用其滿足基本負荷。
在考慮制冷技術(shù)前應(yīng)先設(shè)法將冷負荷降到最低,這方面的措施有:1)在建筑南向安裝金屬百葉遮陽裝置或較為簡單且經(jīng)濟實用的固定遮陽裝置;2)安裝吊扇;3)在涼爽的夜晚利用被動式通風(fēng)或機械式通風(fēng)對建筑的主體結(jié)構(gòu)進行降溫;4)通過綠化、井水、水池改善建筑微環(huán)境;5)外墻和屋面的外表面顏色盡量選擇淺色。
若采取了上述被動措施后依然有供冷需求,則建議在改造時采取分體式空調(diào),先進高效的分體式空調(diào)能效比較高,相對于陳舊設(shè)備可節(jié)電50%。
【關(guān)鍵詞】建筑小區(qū);降雨入滲;回填土壤厚度;雨水積蓄
中國城市化的迅速發(fā)展,使得有限的土地資源顯得非常稀缺,逼使建筑小區(qū)的建設(shè)朝著高大上方向發(fā)展,小區(qū)的土地利用率幾乎到達了極限。很多小區(qū)地面幾乎被建筑整體占用完了,沒能留下一點點的空隙。最常見的情況是地下建筑空間將小區(qū)用地全部占盡。近年來,每年到了雨季,城市內(nèi)澇的現(xiàn)象比比皆是。城市內(nèi)澇除了自然氣候條件逐年變壞、暴雨更加集中的情況以外,城市雨水的出路是最大的問題。我們知道,雨水的出路不外乎是排和蓄的問題。城市越大,其匯水區(qū)域越大,匯水量必然增加,排放量也會大大增加。再加上底面硬化區(qū)域增大,雨水徑流系數(shù)增加,雨水排水峰值形成更快。海綿城市概念的提出,就是充分利用現(xiàn)有資源,用時間換空間來解決雨水蓄和排的問題。雨水入滲地下,利用大地來存蓄雨水是一個有效的解決方案,只是城市提供雨水自然入滲地下的通道是越來越少。建設(shè)城市綠地、下凹場所、地下雨水調(diào)蓄池、地下蓄水池等等,是城市規(guī)劃建設(shè)要解決的問題。作為小區(qū)建筑,如何充分利用有限資源來解決雨水蓄留問題,是本篇文章討論的重點。
1小區(qū)回填土壤蓄存雨水的提出
現(xiàn)今的建筑小區(qū)為了爭取最大的建筑面積,一般情況下是將整個小區(qū)的用地面積全部開挖后建成地下室。地面雨水除了按規(guī)劃要求設(shè)置的雨水調(diào)節(jié)池能接收部分調(diào)節(jié)雨水量外,其余大部分是由雨水管網(wǎng)系統(tǒng)排入市政雨水管網(wǎng),雨水入滲地下,幾乎沒有條件。為了減輕小區(qū)排入市政雨水管網(wǎng)的雨水排水量,還有沒有其他可供儲蓄雨水的地方呢?筆者將目光投向到小區(qū)的綠化區(qū)域。對于建筑小區(qū)綠地率(居住區(qū)用地范圍內(nèi)各類綠地面積的總和占居住區(qū)用地面積的比率)的規(guī)定,《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》要求為:新區(qū)建設(shè)綠地率不應(yīng)低于30%,舊區(qū)改建綠地率不宜低于25%;《成都市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定(2014)》對住宅用地、住宅兼容商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地的綠地率規(guī)劃控制指標按為:第一分區(qū)≥25%,第二分區(qū)≥25%,第三分區(qū)≥30%,第四分區(qū)≥30%。以成都市建筑設(shè)計研究院的三個實際工程為例,印證小區(qū)的綠地情況:案例一,位于成都市金牛區(qū)金牛鄉(xiāng)金牛村的成都頤園項目,規(guī)劃建設(shè)凈用地面積73573.26m2,項目總?cè)莘e率約0.719,建筑密度約22.79%,總規(guī)劃建筑面積約為88274.9m2,綠地率30.21%。案例二,成都正基一期項目,地上建筑面積58779.39m2,建筑層數(shù)為14~18層,建筑高度為54.3~78.7m,綠地率35.2%。案例三,位于成都市雙流縣的成都新鴻洋公司星空花園,規(guī)劃建設(shè)凈用地約56667.1m2。綠地率35%。對以上設(shè)計的典型建筑小區(qū)進行分析后,發(fā)現(xiàn)綠地率通常在30%~35%左右。建筑小區(qū)既然有一定比例的綠地,但它們有沒有蓄存雨水的能力呢?為此做進一步的研討分析。
2小區(qū)綠地土壤現(xiàn)狀分析
成都地區(qū)建筑小區(qū)內(nèi)綠地土壤主要用于小區(qū)內(nèi)花卉、草坪、地被、灌木、喬木等植物的種植。其綠地土壤多采用自然土,主要為酸性紫色土,母質(zhì)為石灰性紫色砂頁巖,全剖面呈均一的紫色或紫紅色,結(jié)構(gòu)較為松散,總孔隙度在40%左右。建筑小區(qū)綠地根據(jù)植被類型不同,對土壤厚度要求是不一樣的。對本文案例三個小區(qū)的調(diào)查結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1結(jié)果,建筑小區(qū)土壤厚度通常在0.2~1.0m之間。小區(qū)中土壤的含水率隨季節(jié)是變化的,而且變化很大。調(diào)查結(jié)果顯示,成都建筑小區(qū)內(nèi),降雨間隙期內(nèi)的土壤含水率通常在15%~20%左右。另外,有一個問題值得引起重視,就是在建筑小區(qū)內(nèi)覆土層中,實際的下層回填土并沒有按設(shè)計要求進行回填,回填土中含有大量的建筑垃圾。因此,小區(qū)內(nèi)綠地回填土的孔隙率和含水率還值得作進一步的探討和研究。
3降雨入滲過程中土壤含水率變化情況的理論分析
降雨入滲是降雨滲入土體形成土壤水的基本水文過程。降雨經(jīng)植被層的截流損失后降落入土壤表面,在土壤界面發(fā)生水分的分配和轉(zhuǎn)化,部分水分通過土壤孔隙入滲,部分水分在土壤表面蒸發(fā),其余水分將沿坡面流動匯集形成地表徑流。對于一次降雨過程來說,降雨期間地表水汽含量近于飽和,土壤表面蒸發(fā)量可以忽略不計,而地表徑流是在降雨強度超出土壤下滲容量時產(chǎn)生的,故土壤積蓄雨水的能力決定了降雨雨量的分配。通常情況下,土壤含水率沿深度方向變化。1943年,貝德曼(Bedman)和科爾曼(Colman)在考察均質(zhì)土層下滲過程中土壤水分剖面變化情況時發(fā)現(xiàn),不同的土壤,盡管它們在下滲過程中,土壤水分剖面的具體變化不完全相同,但都可以劃分為四個有明顯區(qū)別的水分帶(圖1)[2]。最上層為飽和帶,這一帶厚度不大,一般不到1.5cm,而且隨著降水時間的增長,這一厚度變化緩慢。飽和帶以下為水分傳遞帶,這是一個土壤含水量沿深度分布比較均勻、厚度較大的非飽和土層,其厚度隨供水時間的增長不斷增加,土壤含水量介于田間持水量和飽和含水量之間,約為飽和含水量的60%~80%。水分傳遞帶以下為濕潤帶,它是連接水分傳遞帶和濕潤鋒的水分帶。在這一帶中,土壤含水量沿深度迅速減小,并且在下滲過程中不斷下移。這一帶的平均厚度也大體保持不變。濕潤帶與下滲水尚未涉及到的土壤的交界面稱為濕潤鋒。在濕潤鋒處,土壤含水量梯度很大,因此在該處將有很大的土壤水分作用力來驅(qū)使?jié)駶欎h繼續(xù)下移。濕潤鋒是一個土壤間的接觸面,故又稱為濕潤鋒面或下滲鋒面。降雨入滲的過程就是土壤中含水率動態(tài)變化的過程。
4不同厚度、不同初始含水率的土壤積蓄雨水能力理論測算結(jié)果
由于氣候條件的影響,土壤中的含水量是不一樣的。那么,初始含水量不同的土壤,其蓄水狀況又是如何的呢?依據(jù)周春華等研究的理論模型[3],對深度在0.60~1.80m,初始含水率在12%~24%范圍內(nèi)的土壤積蓄能力進行了理論計算,結(jié)果如表2所示。從表2可以看出,土壤積蓄雨水的能力與土壤厚度成正比,土壤厚度越大,其積蓄雨水的能力越強;土壤積蓄雨水的能力與土壤初始含水率成反比,土壤初始含水率越高,其積蓄雨水的能力越弱。以覆土厚度1.20m為例,在初始含水率為15%時,其土壤積水量可達177.8mm;而在初始含水率為21%時,其土壤積水量則減少到106.7mm。
5不同重現(xiàn)期暴雨過程累計入滲量的理論計算結(jié)果
以草地植被為例,參照劉目興等建立的計算模型[4],按成都市降雨雨型對不同重現(xiàn)期暴雨過程的累計入滲量進行理論計算,結(jié)果如表3所示。根據(jù)以上數(shù)據(jù)的分析,可以得出以下結(jié)論:(1)隨初始含水率的增大,累計入滲量增大。這主要是由于初始含水率由土壤結(jié)構(gòu)決定,初始含水率越大,土壤的孔隙度和孔隙率越大,入滲速度越大。(2)暴雨重現(xiàn)期增大,累計入滲量也增大,但增幅變小。這主要是由于土壤積蓄雨水的能力受降雨強度影響,隨暴雨強度的增大,土壤積蓄能力受限。根據(jù)以上結(jié)果,可見當初始含水率為15%的草地,在3a重現(xiàn)期的成都暴雨雨型下,可以入滲量233.86mm的雨水量。
6建筑小區(qū)土壤厚度變化的經(jīng)濟性分析
由于用地緊張,建筑小區(qū)地上部分主要用于居住建筑、道路,通過地下車庫的建設(shè)來滿足車位要求,并在地下室頂板覆土層實施景觀、綠化。在這樣的條件下,設(shè)計建筑小區(qū)土壤厚度時,應(yīng)結(jié)合地下室頂板結(jié)構(gòu)條件進行經(jīng)濟性分析。以標準柱網(wǎng)為例(8m×8m,柱截面600mm×600mm),頂板板厚180mm,主梁截面400mm×800mm、450mm×900mm,次梁采用井字梁250mm×600mm、250mm×700mm;頂板上覆土厚度分別取0.6m、0.9m、1.2m、1.5m;活荷載考慮景觀取8kN/m2(因消防車道分部范圍有限,不具代表性,本次研究未作考慮)。根據(jù)PKPM計算結(jié)果,對不同覆土厚度的混凝土、鋼筋用量統(tǒng)計見表4。由表4可知,土壤厚度從0.9m增加到1.2m時,鋼筋增量為8%;而土壤厚度從1.2m增加到1.5m時,鋼筋增量為13%。土壤厚度變大,經(jīng)濟性變差。地下室頂板覆土厚度控制在0.9~1.2m的厚度較為合適。
7結(jié)論
城市建筑小區(qū)內(nèi)土壤具有一定的積蓄雨水能力。通過以上的探討,可以認為在城市建筑小區(qū)內(nèi),土壤厚度越大,其蓄水能力越強。但是,城市建筑小區(qū)由于受工程建設(shè)特定性質(zhì)的約束,土壤厚度是有一定的限制的。經(jīng)粗略研究,認為城市建筑小區(qū)內(nèi)土壤厚度設(shè)置在1.0~1.2m,基本滿足常用的雨水設(shè)計重現(xiàn)期要求,而且,對于土壤中的積水排放也是合理的。影響土壤積蓄雨水能力的外界條件太多,還有很多的問題值得更加深入地進行研究探討。
參考文獻
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[2]周春華.大埋深條件下降雨入滲補給過程分析[D].長安大學(xué),2007.
【關(guān)鍵詞】海綿城市;雨水利用;
【前 言】我國是一個非常缺水的國家,卻水患頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計目前我國的人均水資源的占有率僅為全球人均水資源占有率的1/4,缺水城市卻多達300多個。特別是南方一些降雨量大的城市,反而卻成了全國的缺水城市,雨水因為沒有合理地收集利用都白白流失掉了。隨著城市化進程的迅速發(fā)展,城市中路面、廣場、建筑群等硬化而不透水的面積日益增多。一方面雨水不能像開發(fā)前一樣滲入地下補充地下水,進而形成城市的地下大漏斗,而且隨著地下水的嚴重超采,使得城市周圍的水系干枯,隨之而來產(chǎn)生熱島效應(yīng),生態(tài)環(huán)境也逐年惡化;另一方面降雨來臨時,雨水迅速匯集形成大量地表徑流,加之雨水系統(tǒng)設(shè)計標準偏低,極易導(dǎo)致排水不暢造成地面積水和城市內(nèi)澇。隨著全球氣候變化,這種內(nèi)澇災(zāi)害逐年增多,如何變水患為水歡是亟待解決的一個大問題。
一、國內(nèi)外雨水利用現(xiàn)狀
德國和日本已走在城市雨水收集、處理系統(tǒng)技術(shù)的最前面,而且發(fā)展非常迅速,目前已建立各種城市雨水收集、處理和應(yīng)用系統(tǒng);我國的城市雨水處理和應(yīng)用方面起步較晚,特別是處理和綜合利用方面。我國的雨水資源十分豐富,年降水量達61900億m3,是我國可利用的重要的淡水資源之一,但對城市雨水處理和綜合利用方面還很不完善,雖然有部分地區(qū)建立了雨水收集系統(tǒng),但還未對城市雨水進行綜合處理應(yīng)用。部分成熟的雨水利用技術(shù)從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。
二、關(guān)于道路設(shè)計中的雨水利用措施
國家提出了海綿城市的概念,其宗旨是低影響開發(fā)的建設(shè)理念。一方面通過低影響開發(fā)控制超標雨水徑流排放,另一方面提高城市雨水管渠系統(tǒng)建設(shè)標準,從對城市原有生態(tài)系統(tǒng)進行保護、生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)、低影響開發(fā)等方面著手實施低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的建設(shè)。生態(tài)優(yōu)先,因地制宜、統(tǒng)籌建設(shè)。實現(xiàn)城市生態(tài)環(huán)境影響最低的開發(fā)建設(shè)理念,就需要合理控制開發(fā)強度,在城市中保留足夠的生態(tài)用地,增大城市透水面積比例,最大限度地減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞。同時,可根據(jù)需要通過適當開挖河湖溝渠、建設(shè)蓄水池、庫等措施,擴展水域面積,使雨水經(jīng)過積存、滲透和凈化再合理利用,形成良性循環(huán)。根據(jù)環(huán)境保護與內(nèi)澇防治要求等,合理確定低影響開發(fā)控制目標與指標。
2.1道路橫斷面采用下凹式隔離帶。路面雨水順道路橫坡進入下凹式分隔帶,淺層土壤飽和后多余雨水通過平篦雨水收水井(收水井加截污籃)進入雨水主管內(nèi)。雨水主管設(shè)滲井,收集的雨水通過滲井下滲進入土壤深層通過滯滲補充地下水。如圖1所示。
2.2非機動車道采用高承載透水藝術(shù)地坪、人行道采用透水便道磚。非機動車道路面結(jié)構(gòu)采用高承載透水藝術(shù)地坪(露骨料透水混凝土),此種結(jié)構(gòu)具有高透水率:透水系數(shù)2.81mm/s,同時還具有高承載力和較強的耐久性和裝飾性。人行道采用透水便道磚、透水結(jié)構(gòu),基層采用級配碎石,可以減少地表徑流,減輕雨水管道壓力,以利于雨水的下滲和地下水的補充。
2.3源頭控制,雨水宜分散收集并就近利用。作為市政排水系統(tǒng)的外衍部分,道路兩側(cè)地塊內(nèi)部也應(yīng)采取類似的調(diào)蓄利用措施。其中建筑設(shè)計時要考慮的屋面雨水的充分收集利用,屋面雨水經(jīng)由屋頂天溝收集可直接就近排入景觀水池或地下蓄水池。小區(qū)路面的初期雨水可在蓄水池進水口設(shè)置截流處理設(shè)施,之后流入蓄水池。蓄積的雨水,可用于澆灑綠地,道路以及洗車等雜用。小區(qū)宜采用下凹式綠地,透水鋪裝,加大雨水地面滲透率,下滲補充地下水,從而減少徑流,并通過各種方式提高雨水的回收利用率。
2.4多余雨水補充回用于景觀水體。雨水除澆灑和回灌地下外,還可進行回收再利用,方法是在西上澤街、蘭州街、東上澤街南側(cè)主管設(shè)引水管,將西大道雨水主管內(nèi)初雨過后水質(zhì)較好的上層雨水引至園博園內(nèi)的調(diào)蓄池,多余徑流可為區(qū)內(nèi)景觀水體補水。雨水的收集和利用源頭控制是關(guān)鍵。首先是認識問題,在國外,雨水收集和利用系統(tǒng)應(yīng)用非常普遍,但在國內(nèi)由于環(huán)保更多帶來的不是經(jīng)濟效益而是社會效益并且是長期的才能見效的行為,宣傳和推廣還需要時間,認知也需要有個過程。其次是成本問題,雨水的綜合利用比普通雨水系統(tǒng)費用要高,開發(fā)商處于利益考慮,很少會在成本較高的雨水綜合利用系統(tǒng)上主動投入資金。只能從政策法規(guī)上采取一些措施來引導(dǎo)和控制。鑒于此,雨水綜合利用系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)更適合在一些公共建設(shè)項目中使用,如行政中心、公交站場、大型場館等只具有服務(wù)功能的公共性質(zhì)的建筑,應(yīng)率先考慮實施。在前期設(shè)計時考慮雨水綜合利用系統(tǒng),盡管會產(chǎn)生一些投入,但是由于形成有規(guī)模的雨水循環(huán)利用系統(tǒng),后期還可因此節(jié)省用水成本。
三、關(guān)于居民小區(qū)簡單措施
居民小區(qū)安裝簡單的雨水收集和利用設(shè)施,雨水通過這些設(shè)施收集到一起,經(jīng)過簡單的過濾處理,就可以用來建設(shè)觀賞水景沖刷路面,或供小區(qū)居民洗車和沖洗馬桶,這樣不但節(jié)約了大量自來水,還可以為居民節(jié)省大量水費。
小區(qū)中水處理工藝流程有三種類型:1)生物處理方法;2)物理化學(xué)處理方法;3)物理處理方法。其中,物理處理的方法在目前的工程實踐中可操作性低,不推薦使用。生物處理方法適用于可生化性較好的廢水,從原水水質(zhì)可以看出,其水質(zhì)穩(wěn)定,BOD5/CODcr的比值大于0.5,生化性好;而且,廢水中含有大量的溶解性固體物質(zhì),更宜采用生物處理方法去除。在市政道路排水設(shè)計中,可以注意與綠地、小區(qū)雨水池相配合,并且利用小區(qū)污水處理設(shè)施,將部分雨水處理后,可以排入附近渠道,以補充景觀用水。
四、結(jié)語
雨水能起到調(diào)節(jié)、補充地區(qū)水資源和補給地下水資源的作用。針對目前雨水造成的徑流污染,雨水的收集、處理和綜合利用技術(shù)成為我國急需解決的問題。合理的規(guī)劃雨水處理和利用設(shè)施,不僅能解決現(xiàn)存的徑流污染問題,也為生活和工業(yè)用水提供水源。但要合理、有效利用雨水資源,還需要根據(jù)不同地區(qū)的具體情況深入研究。
參考文獻:
[1]顧正斌.北方城市道路雨水資源化利用及其效益分析研究[D].河北工程大學(xué),2007.
作為數(shù)據(jù)主要來源之一的城市規(guī)劃設(shè)計,應(yīng)當具有三維可視化效果和相應(yīng)的專業(yè)屬性信息。我國的《城市設(shè)計管理辦法》中明確提出:要加強新技術(shù)的應(yīng)用,鼓勵城市、縣人民政府城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門,充分利用三維仿真技術(shù)、BIM等新技術(shù)開展城市設(shè)計工作。本文在分析我國城市設(shè)計信息化軟件的發(fā)展現(xiàn)狀后,以實現(xiàn)城市設(shè)計的智能化、立體化、專業(yè)化為目標,研究集三維建模、三維仿真、審核分析于一體的智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng),為城市設(shè)計工作提供科學(xué)高效的實用工具。
二、城市設(shè)計信息化軟件發(fā)展現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)公司研發(fā)的三維圖形規(guī)劃設(shè)計軟件多以展示功能為主,長期以來,我國的城市規(guī)劃設(shè)計一直依賴于國外軟件,采用美國軟件AutoCAD繪制二維平面,以Photoshop、3DSMAX、MAYA等軟件做效果圖。這些軟件大都是通用的圖形展示和三維建模平臺,在綜合應(yīng)用方面存在諸多缺陷。首先,在各個軟件中完成的設(shè)計成果相對獨立,存在數(shù)據(jù)格式不兼容或轉(zhuǎn)換困難等問題,使得設(shè)計成果之間信息無法共享。其次,所有軟件均為通用產(chǎn)品,不具有或具有很少的專業(yè)屬性,不能很好地融合我國城市設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)的專業(yè)標準規(guī)范。最后,在城市設(shè)計中,以平面二維設(shè)計為主,三維造型僅為出效果圖而作,大量的經(jīng)濟技術(shù)指標和實際建成效果沒有準確的三維數(shù)據(jù)作基礎(chǔ),無法進行全面分析,在方案設(shè)計中,無法實現(xiàn)空間與屬性數(shù)據(jù)在設(shè)計過程中的實時互動,無法形成直觀生動的仿真場景。面對城市規(guī)劃設(shè)計發(fā)展的新形勢,迫切需要運用先進的技術(shù)研發(fā)新的三維設(shè)計系統(tǒng),該系統(tǒng)應(yīng)融合國家關(guān)于城市設(shè)計的標準規(guī)范,包含豐富的模型庫,具有強大靈活的三維造型功能,設(shè)計過程可實現(xiàn)數(shù)圖智能聯(lián)動、渲染即時動態(tài),設(shè)計成果實景仿真,使規(guī)劃設(shè)計走向三維智能化,提升規(guī)劃設(shè)計的效率和質(zhì)量。
三、智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計
智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)秉承直觀、生動、真實、所見即所得的三維規(guī)劃設(shè)計理念,將三維技術(shù)與建筑規(guī)劃專業(yè)結(jié)合,順應(yīng)了城市設(shè)計和方案研究的發(fā)展趨勢,是對現(xiàn)有城市設(shè)計信息化軟件的有益創(chuàng)新。在關(guān)鍵技術(shù)方面,主要運用CAD/三維模型雙向轉(zhuǎn)換引擎、三維模型/GIS雙向轉(zhuǎn)換引擎、三維建筑自由造型、大場景三維渲染顯示技術(shù)等;在業(yè)務(wù)方面,主要研究動態(tài)規(guī)劃指標計算、三維狀態(tài)下快速日照分析、規(guī)劃約束控制分析、規(guī)劃方案動態(tài)虛擬現(xiàn)實仿真等應(yīng)用功能。在此基礎(chǔ)上采用海量數(shù)據(jù)管理技術(shù),探索數(shù)字虛擬城市的建設(shè)。在上述思想指導(dǎo)下,智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)在三維基礎(chǔ)圖形繪制、數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換引擎、規(guī)劃指標動態(tài)計算、規(guī)劃方案輔助分析決策、城市規(guī)劃方案三維仿真等方面進行研究與開發(fā)。該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)采用層次化設(shè)計思想,能夠?qū)崿F(xiàn)不同層次間的相互獨立性,保障系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性、實用性和可擴展性。該系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)支撐層、平臺層和應(yīng)用層三部分構(gòu)成:
四、智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)功能模塊設(shè)計
1、三維建模
系統(tǒng)提供功能強大的轉(zhuǎn)換工具,能夠快速將平面圖形轉(zhuǎn)換為三維模型。軟件可通過對整張DWG圖紙直接導(dǎo)入、復(fù)制局部圖素粘貼到繪圖區(qū)域以及在繪圖區(qū)域中直接繪制源實體等方式,從DWG圖紙中獲取設(shè)計方案的“源實體”,完成源實體創(chuàng)建后,即可通過定義、繪制、圖庫引用和圖類轉(zhuǎn)換四種方式快速將平面圖形轉(zhuǎn)換為三維空間中的專業(yè)實體。此時,平面圖紙中各類實體的屬性也得以保留并準確轉(zhuǎn)換到三維空間中,隨著建筑的拉伸轉(zhuǎn)換,相關(guān)的屬性和指標將實時顯示在窗口中,實現(xiàn)了圖形和屬性相互關(guān)聯(lián)、即時互動。提供各類常規(guī)的三維造型手法,用戶可對建筑形體自由地進行動態(tài)拉伸、任意角度切割、轉(zhuǎn)角弧化等,可拼接塑造帶屬性的建筑,支持復(fù)雜造型的設(shè)計,對于架空、錯層和變化性質(zhì)等樓層構(gòu)成均設(shè)置了簡單易用的操作手法,所有造型均可高效率、高質(zhì)量完成,三維建模定義過程快捷、簡單、形象。
2、三維仿真
三維建模完成之后,通過三維仿真功能,可對方案的設(shè)計成果進行進一步渲染處理,使設(shè)計方案更逼真、生動。根據(jù)建筑行業(yè)的實際需求,系統(tǒng)針對建筑的外觀,提供了豐富的材質(zhì)庫,用戶可方便地進行材質(zhì)刷貼,具有圖片刷貼、紋理刷貼、涂料粉刷、紋理參數(shù)設(shè)置、紋理替換、材質(zhì)模仿、建筑仿膚等功能。針對方案的細節(jié),提供光暈、燈光、玻效、霧化、水效等功能,用戶可設(shè)置方案的光影效果、各類實體效果,模擬自然環(huán)境中的真實狀態(tài)。針對方案的展示匯報,提供三維場景漫游功能,用戶可制作視頻集錦,進行視頻輸出,便于方案展示,此外還可以把仿真場景渲染成高精度的效果圖。
3、審核分析
針對轉(zhuǎn)換后的小區(qū)模型,系統(tǒng)提供了定性查詢?yōu)g覽、定量指標審核、規(guī)范檢測、日照分析和失誤檢測等功能,審批人員可以進行全方位的方案審核,并可根據(jù)需要輸出各類統(tǒng)計分析圖表。定性審核:包含查詢?yōu)g覽、圖類控制、分類查詢和透明對比等功能。定量審核:包含指標屬性、用地平衡、經(jīng)濟指標、建筑屬性等功能。規(guī)范檢測:包含紅線檢測、綠地檢測、間距檢測、車位檢測等功能。日照分析:包含動態(tài)位移、動態(tài)拉伸、等時線等分析功能,極大地方便了審批人員對日照時數(shù)的檢測和方案動態(tài)調(diào)整。失誤檢測:檢測分析設(shè)計失誤等原因造成的錯誤重疊,杜絕因此而導(dǎo)致的虛假指標現(xiàn)象。
五、未來技術(shù)展望
1、實現(xiàn)與三維城市的對接
近年來,許多先進的技術(shù)已經(jīng)運用到城市規(guī)劃與管理的方方面面,一些城市利用三維技術(shù)與VR技術(shù)建立起了三維城市。三維城市直觀呈現(xiàn)了城市的現(xiàn)狀面貌,隨著時代的發(fā)展,我國的政府部門和民眾對城市設(shè)計越來越重視,希望能從整體平面和立體空間上統(tǒng)籌城市建筑布局,協(xié)調(diào)城市景觀風(fēng)貌。當下我國的城市建設(shè)中,經(jīng)常會出現(xiàn)一些遭人詬病的建筑,這些建筑與城市的整體環(huán)境格格不入,破壞了城市設(shè)計的整體美感,這些多是因為在城市設(shè)計過程中沒有處理好局部與整體的關(guān)系造成的。所以未來的城市設(shè)計在做好微觀設(shè)計的同時,還應(yīng)著眼于城市規(guī)劃與建設(shè)的全局,我們可以把某一棟、某一地塊的建筑設(shè)計置于三維城市的宏觀大場景中,從體量、色彩與周圍建筑的協(xié)調(diào)度以及各項專業(yè)的指標等角度,綜合衡量設(shè)計方案的合理性。智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)與三維城市的對接能夠?qū)崿F(xiàn)從微觀和宏觀層面對城市設(shè)計與規(guī)劃的綜合考量,有利于保持城市建筑的協(xié)調(diào)性、風(fēng)貌的整體性,促進城市建設(shè)的和諧發(fā)展。
2、兼顧地上、地下空間,實現(xiàn)一體化設(shè)計與管理
如果說建筑、道路等地上空間是城市建設(shè)的“面子”,那城市的地下管線就是城市的“里子”,城市由地上空間與地下空間共同組成,城市的設(shè)計與規(guī)劃也應(yīng)同時兼顧城市的面子和里子,不能只注重城市的“面子工程”。近年來,我國城市的內(nèi)澇現(xiàn)象較為嚴重且普遍存在,城市的地下管線猶如城市的“血管”,它應(yīng)保持通暢,才能保證城市的正常運轉(zhuǎn)。我們現(xiàn)在提倡的建設(shè)海綿城市和綜合管廊,都在努力為城市的地下管線減壓,促進城市地下管線建設(shè)的科學(xué)性與合理性。所以未來的城市設(shè)計在做好地上設(shè)計的同時,還要更加關(guān)注地下管線的設(shè)計與規(guī)劃,從局部做好了地下管線的科學(xué)設(shè)計與建設(shè),有利于達到城市地下管線全局建設(shè)合理性的目標。城市的地上和地下作為不可分割的整體,需要運用先進的技術(shù)手段,促進兩者共同協(xié)調(diào)發(fā)展,實現(xiàn)地上、地下一體化設(shè)計與管理。
六、結(jié)語
城市設(shè)計作為城市建設(shè)重要的前期階段,需要經(jīng)過綜合考量,科學(xué)決策,因而運用先進的技術(shù)手段來進行城市設(shè)計與輔助決策是尤為必要的,智慧規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)將為城市設(shè)計提供嚴謹、科學(xué)的設(shè)計和分析工具,實現(xiàn)對設(shè)計方案的建模、造型、仿真、審核分析的一體化管理。大力建設(shè)智慧城市的今天,需要緊隨時展的脈搏,加強對先進技術(shù)的探索和運用,不斷改進和完善城市設(shè)計的方法、手段,促進實現(xiàn)數(shù)字化、智慧化的城市設(shè)計與管理。
作者:許利峰 李美華 丁偉 單位:住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進中心 洛陽眾智軟件科技股份有限公司
參考文獻:
[1]龐可.三維設(shè)計技術(shù)應(yīng)用及前景展望[J].電力建設(shè),2003(05):24-5
[2]張俊.參數(shù)化的精細三維建模技術(shù)研究與實現(xiàn)[D].東華理工大學(xué),2016.
關(guān)鍵詞:建筑 建筑結(jié)構(gòu) 防火
一.建筑火災(zāi)特點
在火災(zāi)事故中, 火災(zāi)對高層建筑物的危害比對低層建筑物更大。其火災(zāi)特點主要表現(xiàn)為:
(一)火勢蔓延途徑多、危害大; 疏散困難, 容易造成重大傷亡事故;消防設(shè)施不夠完備, 撲救困難; 功能復(fù)雜, 起火因素多。發(fā)生火災(zāi)時, 由于建筑材料和構(gòu)件被燃燒或破壞, 整個建筑結(jié)構(gòu)必然遭遇到不同程度的局部破壞或全部倒塌。造成的后果是:
(二)對鋼結(jié)構(gòu)的影響。鋼的耐火性能較差, 受熱后很快出現(xiàn)塑性變形, 被火燒15 分鐘左右, 構(gòu)件會嚴重變形, 隨著局部的破壞, 造成整體失去穩(wěn)定或者破壞甚至倒塌。對于破壞后的鋼結(jié)構(gòu)是很難修復(fù)的。
(三)對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的影響。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 在高溫作用下, 鋼筋伸長, 預(yù)加應(yīng)力逐漸喪失, 從而降低結(jié)構(gòu)的承載能力。
對砌體結(jié)構(gòu)的影響。在高溫下砌塊內(nèi)部受熱不均, 導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)容易開裂。同時磚墻發(fā)生倒塌。
(四)火災(zāi)時, 一旦上部結(jié)構(gòu)倒塌, 落在下面樓板上的物質(zhì)大量吸收滅火后的污水, 大大地增加樓板的荷重, 使樓板因超載而塌落。一旦滅火水落在高溫的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面, 因其突然冷卻造成結(jié)構(gòu)表面收縮裂開, 表皮剝落,不僅破壞了鋼筋保護層, 而且因主拉鋼筋被燒, 導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)破壞。
(五)高溫下建筑材料的強度隨著溫度的升高而降低, 加上火災(zāi)中結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的熱應(yīng)力等因素, 火災(zāi)對高層結(jié)構(gòu)的影響比一般建筑的影響更復(fù)雜。
二.提高耐火極限的措施
為了保證建筑的安全使用,在設(shè)計防火設(shè)施時,必須要盡可能的提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限。
主要的方法可以分為兩大類:設(shè)計構(gòu)造和防護層。
(一)在建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計時,適當增加構(gòu)件的截面尺寸,是提高構(gòu)件耐火極限的有效方法。而,在處理混凝土構(gòu)件時,合理的增加保護層厚度,也是一種非常簡便、有效的措施。因為鋼筋的強度變化,是決定混凝土構(gòu)件的耐火性能的標準?;驹硎牵和ㄟ^增加保護層厚度,能夠有效的延緩熱量向內(nèi)部鋼筋的傳遞速度,這樣可以很好的防止鋼筋強度下降的速度,這樣就教好的提高了構(gòu)件的耐火能力。有效的改善結(jié)構(gòu)的細部構(gòu)造,也可以很好的提高耐火性能。如增加構(gòu)件的約束可以減少撓曲;加強易受高溫影響的部位,或者盡量避免;增加鋼筋的錨固長度和改變錨固方式,比如將直線錨固改為吊鉤、彎鉤或機械錨固;處理好構(gòu)件之間的接縫,避免穿透性縫隙。通常情況下,構(gòu)件的防護層有三類:耐火保護層、耐火吊頂和防火涂料。實踐表明,鋼構(gòu)件的耐火性能很低,如果不加其他保護措施,鋼構(gòu)件的耐火極限一般僅為0.25h,這無疑是不能滿足防火設(shè)計要求的,所以鋼結(jié)構(gòu)往往需要做防護層。
(二)使用防火涂料,可以利用其在火焰高溫作用下能迅速膨脹發(fā)泡,形成較為結(jié)實和致密的海綿狀隔熱泡沫層或空心泡沫層的特點,將火焰與基材相隔離,可以有效的阻止火焰在基材上的傳播和蔓延,進而可以阻止火災(zāi)的擴大。從種類上看,防火涂料的種類多種多樣,從涂層厚度的角度上看,可以分為薄涂型和厚涂型。薄涂型厚度在2—7mm,用于鋼構(gòu)件時,耐火極限可以達到0.5-1.5h;厚涂型厚度在8—50mm,耐火極限可以達到0.5—3.0h。
三.建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計
(一)建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的基本思想
建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計, 必須遵循國家有關(guān)規(guī)定, 針對火災(zāi)特點, 采用可靠的防火措施, 做到保障安全、方便使用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。高層建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的基本思想就是要使高層建筑的基本構(gòu)件遇火時要有足夠的耐火極限,保證結(jié)構(gòu)不破壞,不會因失穩(wěn)而倒塌, 在火災(zāi)過后便于進行加固和維修。高層建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的目的是在規(guī)定的時間內(nèi), 使結(jié)構(gòu)在火災(zāi)作用下, 達不到承載能力或變形的極限狀態(tài), 以保證結(jié)構(gòu)完整, 有利于消防人員的及時趕到并能保證人們逃離現(xiàn)場。
(二)高層民用建筑構(gòu)件防火設(shè)計
我國《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045- 95 (2001 版)根據(jù)高層民用建筑的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性、疏散和撲救難度等將其分為兩類: 相應(yīng)高層民用建筑的耐火等級分為一、二兩級。一類建筑物的耐火等級不應(yīng)低于二級。與高層建筑直接相連的裙房,其耐火等級不應(yīng)低于二級。建筑物的地下室,其耐火等級應(yīng)為一級,高層建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限不應(yīng)低于表1 規(guī)定的耐火等級。因此建筑構(gòu)件的耐火設(shè)計指標實質(zhì)上是建筑構(gòu)件的耐火性能,它是以耐火極限的長短來衡量。我國對建筑構(gòu)件的耐火極限,按國家標準《建筑構(gòu)件耐火試驗方法》(GB9978) 通過耐火試驗,按時間—溫度標準曲線確定的,該方法同70 年代國際標準化組織的試驗方法ISO 834 的條件基本一致。
(三)建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計
建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計要求結(jié)構(gòu)有一定的抗火時間, 能在規(guī)定的時間內(nèi), 在預(yù)期的火災(zāi)模式下,不至于達到承載能力極限狀態(tài)或變形能力極限狀態(tài), 不超前喪失整體穩(wěn)定而倒塌, 以便消防人員及時滅火, 減少人員傷亡, 減輕結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的損害, 縮短災(zāi)后恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能的周期, 減少間接損失。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火設(shè)計是以概率理論為基礎(chǔ),按結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)或變形能力極限狀態(tài),建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火計算模型,計算構(gòu)件的防火系數(shù)Rf ;用力學(xué)分析計算構(gòu)件在火災(zāi)時構(gòu)件承受的有效荷載和溫度共同作用下的荷載效應(yīng)Sf; 當Rf >Sf 時, 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不倒塌; 當Rf
結(jié)束語:在建筑設(shè)計階段,設(shè)計人員必須針對各種可能出現(xiàn)的火災(zāi)隱患,結(jié)合建筑工程的實際狀況,在設(shè)計時采用先進的理念,采用實用的設(shè)計方案,確保建筑結(jié)構(gòu)的耐火限度達到相關(guān)的標準。
參考文獻
[1]董芳芳.高層建筑現(xiàn)狀分析與其火災(zāi)預(yù)防對策探討[J]山西建筑,2011
【關(guān)鍵詞】小城鎮(zhèn);雨水花園;水體景觀
隨著海綿城市的建設(shè)理念逐漸深入人心,雨水花園作為一種主要的建設(shè)載體逐漸成為城市雨水收集利用規(guī)劃研究中的熱點問題[1][2]。而在雨水花園的設(shè)計中,充分利用收集的雨水建設(shè)水體景觀成為雨水花園建設(shè)的重要組成部分[3][4]。另一方面,隨著我國城鎮(zhèn)化工作的推進,小城鎮(zhèn)的雨水花園如何進行水體景觀的設(shè)計逐漸成為新型小城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃中不可回避的問題。在小城鎮(zhèn)雨水花園的水體景觀建設(shè)中需要參考已有城市雨水花園建設(shè)的經(jīng)驗確定規(guī)劃原則,并根據(jù)這些原則確定水體設(shè)計及配景設(shè)施的選擇。
1.小城鎮(zhèn)雨水花園水體景觀規(guī)劃的原則
在小城鎮(zhèn)建設(shè)中,人口相對較少,人均土地面積相對大中城市較為充分,可利用土地資源和生態(tài)資源相對充分。但是,在對雨水花園的日常維護中小城鎮(zhèn)投入的人力和財力相對大中城市較為薄弱。因此在小城鎮(zhèn)雨水花園的水體景觀規(guī)劃應(yīng)注意以下原則。
1.1首先需要滿足雨水收集利用效率
設(shè)置雨水花園首要目的是進行雨水的收集利用,因此雨水收集是首要任務(wù)。因此,水體景觀設(shè)計的前提首先是滿足雨水收集和排洪排澇的基本要求,不能因為水體景觀犧牲其基本功能。
柳城縣城的雨水收集處理調(diào)蓄利用工程是實現(xiàn)項目水安全和水環(huán)境建設(shè)目標的重要工程。因此,柳城縣雨水花園的功能定位第一是調(diào)蓄雨洪,聯(lián)合防洪排澇,減輕排水和處理系統(tǒng)的壓力,防止水澇的發(fā)生。
1.2生態(tài)功能優(yōu)先
雨水花園是一個立足于自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地,主要功能是用于匯聚并吸收來自匯水面積流域范圍內(nèi)的雨水,所以本質(zhì)上是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。那么在水體景觀建設(shè)中就應(yīng)該充分考慮生態(tài)功能。特別是在小城鎮(zhèn)建設(shè)中,由于客觀原因,相對大中城市人類開發(fā)相對滯后,生態(tài)功能相對較好,因此在水體景觀建設(shè)中要充分考慮雨水花園已有的生態(tài)功能。
針對柳城縣城水環(huán)境綜合整治的目標,根據(jù)控規(guī)綠帶,在考慮生態(tài)系統(tǒng)的特點和功能的基礎(chǔ)上,綠地專項規(guī)劃的編制將主要利用恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論,根據(jù)柳城地區(qū)的氣候和地理特點,合理進行植物搭配,構(gòu)造人工生態(tài)體系,形成自然景觀,同時為魚類、蝦類、蟹類、蛙類等提供棲息環(huán)境。
1.3充分考慮經(jīng)濟性
小城鎮(zhèn)人口相對較少,且經(jīng)濟一般沒有大中城市發(fā)達,因此在雨水花園的維護中人力和財力支出相對較低,這就要求在水體景觀的設(shè)計中充分考慮經(jīng)濟性。
比如,在柳城縣雨水花園水體景觀的綠化設(shè)計中就綜合考慮了苗木的來源、成活率及適應(yīng)性,苗木的品種、規(guī)格的用量,地形地貌對植物的生長,地面給排水的影響。遵循適地適樹的原則,選擇距苗點近、苗源豐富的植物,節(jié)約前期投資。選擇管理粗放、容易養(yǎng)護的品種,以節(jié)約后期投資,并且盡可能將工程場地內(nèi)耕植土作為綠化種植土使用,施工過程中對現(xiàn)場土進行鑒別并分類臨時堆放,以便后續(xù)綠化施工利用。
2.水體景觀水渠設(shè)計值得注意的問題
2.1水體景觀在保證功能的前提下,以水渠自然生態(tài)功能為主,水渠以植物配置為主,通過和水景的有機結(jié)合,達到生態(tài)自然化原則,與雨水花園(調(diào)蓄池)的景觀性良好銜接。
2.2妥善處理水渠生態(tài)建設(shè)與城市規(guī)劃用地、道路交通及周邊建筑的關(guān)系,共建城市“生態(tài)走廊”。
2.3水渠建設(shè)過程中盡量保留現(xiàn)狀樹木,避讓不開的需移栽回植。
3.雨水花園配景值得注意的問題
3.1雨水花園植物配景
無論雨水花園大小水面的植物配置,與水邊的距離一般要求有遠有近,有疏密之分,切忌沿邊線等距離栽植,避免單調(diào)呆板的行道樹形式。但是在某些情況下,又需要造就濃密的“垂直綠障”。
駁岸的植物配置的原則是既能使山和水融成一體,又對水面的空間景觀起著主導(dǎo)作用。土岸邊的植物配置,應(yīng)結(jié)合地形、道路、岸線布局,有近有遠,有疏有密,有斷有續(xù),曲折延綿,自然有趣。石岸線條生硬、枯燥,植物配置原則是露美、遮丑,使之柔軟多變,一般配置岸邊垂柳和迎春,讓細長柔和的枝條垂至水面,遮擋石岸,同時配以花灌木和藤本植物,如鳶尾,菖蒲,三角梅,地錦等來布局遮擋,增加活潑氣氛。
3.2雨水花園石景的配置
在傳統(tǒng)的造園藝術(shù)中堆山疊石占有十分重要的地位。石配景在園林景觀設(shè)計中是獨具特色的裝飾品,又起到襯托與分割空間藝術(shù)的效果。雨水花園多處山坡,且與溝渠相連,在高差或景觀節(jié)點的交匯處,可考慮置石,既能掩飾不同功能點的交代也能提升景觀價值。
3.3雨水花園觀賞魚配景
動物是水景規(guī)劃設(shè)計中的重要要素之一。水是生命之源,離開了水就意味著失去了動物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。另一方面,因為動物的存在,水景變得更具有靈性,更具有可觀賞與可互動性,成為依水景觀中的又一個閃光點。
4.4雨水花園護岸及維護設(shè)施
大型水體或規(guī)則水體常采用整形式直駁岸,用磚、混凝土、石料等砌筑成整形岸壁。小型水體或水位穩(wěn)定的水體常采用自然式山石駁岸,以作成巖、磯、崖等形狀。
在柳城縣雨水花園水體景觀規(guī)劃中主要采用自然型駁岸和多種人工自然型駁岸相結(jié)合,兼顧生態(tài)性和人工建設(shè)的景觀性,在部分雨水花園(調(diào)蓄池)等受規(guī)劃地塊限制的水池,水體緊鄰路邊或建構(gòu)筑物邊緣而沒有綠化緩沖地帶的,應(yīng)架設(shè)欄桿。
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1.景觀規(guī)劃設(shè)計課程現(xiàn)狀分析
(1)過于強調(diào)軟件操作
高職教育需培育高學(xué)術(shù),高技能人才;高職教育固然要重視技能,但技能不單單是軟件的操作,因為軟件只是一種工具而已。設(shè)計能力、施工能力本身就是一種技能,是不同于單純理論的實際操作。就目前高職景觀規(guī)劃課程來看,大多偏重于CAD,PS,SU等軟件的實際操作,忽略了學(xué)生的設(shè)計能力,動手能力,創(chuàng)造能力,解決實際問題的能力,生態(tài)意識及社會意識。學(xué)生們往往軟件操作能力很強,但是設(shè)計的實際項目缺乏分析,不夠合理。
(2)課程體系及課程內(nèi)容不夠系統(tǒng)
景觀規(guī)劃設(shè)計是一門綜合性的課程,交叉性很強,涉及內(nèi)容廣泛,需要植物學(xué),生態(tài)學(xué),社會學(xué),城市規(guī)劃等相關(guān)學(xué)科輔助。首先,就課程體系而言,學(xué)生除了基本的景觀規(guī)劃設(shè)計課程及CAD,PS,SU等基礎(chǔ)軟件課程之外,還應(yīng)了解RS,GIS等信息技術(shù)及參數(shù)化設(shè)計軟件課程,景觀技術(shù)課程,植物搭配課程,景觀生態(tài)課程等。其次,就課程內(nèi)容而言,涵蓋范圍較小,內(nèi)容不夠系統(tǒng)。目前的課程內(nèi)容除了講解基本原理之外,主要包含公園規(guī)劃設(shè)計、居住區(qū)景觀規(guī)劃、道路廣場景觀規(guī)劃和園林植物4個知識模塊,這些內(nèi)容之間的關(guān)系是什么?除此之外,還應(yīng)包含哪些內(nèi)容?這些都是值得探究和改進的。比如,將知識模塊設(shè)置為廣場規(guī)劃設(shè)計,帶狀空間場所規(guī)劃設(shè)計,濱水帶規(guī)劃設(shè)計,面狀景觀規(guī)劃設(shè)計,居住區(qū)景觀環(huán)境規(guī)劃設(shè)計等內(nèi)容的話,學(xué)生掌握起來會更直接,更系統(tǒng)。
2.發(fā)展方向
(1)以就業(yè)為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容改革
目前的教學(xué)內(nèi)容基本分為公園規(guī)劃設(shè)計、居住區(qū)景觀規(guī)劃、道路廣場景觀規(guī)劃和園林植物4個知識模塊。而目前景觀規(guī)劃設(shè)計崗位多分布在建筑設(shè)計公司,園林設(shè)計公司,以及小型的設(shè)計工作室,涉及到的實際項目主要是以以上4個模塊為主,分方案設(shè)計、擴大初步設(shè)計、植物景觀設(shè)計、施工圖設(shè)計等具體崗位。因此新的課程教學(xué)目標和內(nèi)容,除了講解以上4個模塊的基本原理及相應(yīng)案例外,還應(yīng)掌握景觀項目方案設(shè)計、擴大初步設(shè)計、植物景觀設(shè)計等專業(yè)技能,能完成各階段全套圖紙設(shè)計與文本制作并熟悉相關(guān)設(shè)計規(guī)范。具體體現(xiàn)為①景觀設(shè)計原理部分,學(xué)生應(yīng)掌握4大模塊的設(shè)計原理;對氣候影響,地形改造,土地利用,植物配置,水資源的了解與掌握。②設(shè)計前期工作階段,學(xué)生應(yīng)了解任務(wù)書;會實地測量;能夠?qū)嵉刭Y料與相關(guān)資料的收集與整理,并作出綜合分析與評價。③方案設(shè)計階段,學(xué)生應(yīng)會分析并繪制總體平面圖及各類分析圖,透視效果圖等。④擴初設(shè)計階段,學(xué)生應(yīng)會使用CAD表達相關(guān)圖紙:總平圖,道路設(shè)計、植物配置、景觀節(jié)點的平、立(剖)面圖等。
(2)高職院校的學(xué)生必須經(jīng)過基礎(chǔ)理論,專業(yè)理論,頂崗實習(xí),最后到職場的過程,每個環(huán)節(jié)都是必不可少的。首先,必須加強基礎(chǔ)理論課程教學(xué)。雖然高職教育與本科教育不同,高職教育更加重視實踐,但基礎(chǔ)課程是提高職業(yè)技能的奠基石,是學(xué)生的職業(yè)道德及行業(yè)規(guī)范的重要體現(xiàn)。其次,專業(yè)理論應(yīng)實行項目化教學(xué)。教師必須是有實際項目操作的經(jīng)驗和能力,帶領(lǐng)學(xué)生共同參與到實際項目中來,在做項目的同時,幫助學(xué)生掌握解決實際問題的能力,創(chuàng)意創(chuàng)新的能力,軟件操作能力。再次,頂崗實習(xí)環(huán)節(jié)是強化專業(yè)技能的重要手段。頂崗實習(xí)要鼓勵學(xué)生走出去,到國外,到長三角,珠三角等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)進行實習(xí)鍛煉,了解新銳的設(shè)計理念及先進的設(shè)計技術(shù),開闊設(shè)計視野。
(3)積極推進師資建設(shè)
培養(yǎng)高技能學(xué)生的前提是教師必須專業(yè),推進師資建設(shè)包含兩方面含義:首先,在校教師需走出去,一是到企業(yè)中,接受鍛煉,了解最現(xiàn)實的行業(yè)需求;二是參加相關(guān)培訓(xùn),接觸新觀點,新理念。比如,自去年起,景觀行業(yè)興起了一股“海綿城市”的建設(shè),“海綿城市”的設(shè)計理念被應(yīng)用到很多景觀設(shè)計中。可是什么叫“海綿城市”?它是如何應(yīng)用到景觀規(guī)劃設(shè)計中的?應(yīng)該用到什么樣的環(huán)境中?具體實施過程中的流程及技術(shù)是什么?對于教師來講,如果沒在企業(yè)中接觸實際項目或參加相關(guān)專題培訓(xùn),很難將“海綿城市”的設(shè)計理念帶給學(xué)生。其次,盡可能聘請企業(yè)員工到學(xué)校進行專題講座,企業(yè)員工來自生產(chǎn),實踐一線,熟悉各種類型的景觀規(guī)劃設(shè)計的設(shè)計規(guī)范及設(shè)計方法,他們會用實際工作的角度給學(xué)生講解現(xiàn)實而直觀的實際案例。
(4)采用靈活的教學(xué)方法
目前教學(xué)方式主要有講授法、案例討論法、參觀考察、點評作業(yè)等方法。這幾種教學(xué)方法在應(yīng)用時要協(xié)調(diào)統(tǒng)一,靈活運用。比如,對于高職學(xué)生來講,可能對單一的講授法不敢興趣,因此可以將案例討論法作為知識傳達的重要方式,對某個案例進行深入、細致的講解、討論,會比講授法的效果更好。除此之外,應(yīng)以教師工作室為教學(xué)平臺,形成師傅帶徒弟的教學(xué)模式。學(xué)生跟著老師做項目,討論方案,學(xué)習(xí)軟件的靈活運用等;與此同時,老師也可以將某些設(shè)計理念及原理告知學(xué)生,并讓其學(xué)會使用。
結(jié)語