海绵城市建设实施方案研究-海绵城市设计案例分析.ppt

海绵城市设计研究方案案例分析 北京缺水 华北缺水 中国缺水 我国人口是世界人口的20 但中国的淡水资源仅有世界的10 不到 而且这其中的75 已经污染了 七大水系中 不适合做饮用水源的河段已接近40 中国的三分之二城市缺水 整个华北平原的地下水位都在下降 北京地下水下降的速度是每年1米左右 中国正试图通过建设大规模的引水设施 解决北方城市缺水难题 南水北调工程 为城市 解渴 但中国城市真的缺水吗 城市内涝等由积水而引起的灾害已成为困扰城市的严重问题 我们到底需要什么样的治水方式 自然的智慧 水的大生态循环 万物相生和谐共处的自然理水方式 天人合一 道法自然 古人的智慧 老子指出 天 与 人 皆同源于 道 因而是统一的 他说 人法地 地法天 天法道 道法自然 既然人和天都产生于自然生成这个同一过程 因此 人的一切行为活动包括治水也应该将遵循自然规律 并以之其作为行为准则 传统的智慧 宏村 浣汲未防溪路远 家家门前有清泉 巍峨苍翠的雷岗为牛首 参天古木是牛角 由东而西错落有致的民居群宛如庞大的牛躯 引清泉为 牛肠 经村流入被称为 牛胃 的月塘后 经过滤流向村外被称作是 牛肚 的南湖 人们还在绕村的河溪上先后架起了四座桥梁 作为牛腿 这种别出心裁的科学的村落水系设计 不仅为村民解决了消防用水 而且调节了气温 为居民生产 生活用水提供了方便 创造了一种 浣汲未防溪路远 家家门前有清泉 的良好环境 全村现保存完好的明清古民居有140余幢 古朴典雅 意趣横生 这种别出心裁的科学的村落水系设计 不仅为村民解决了消防用水 而且调节了气温 为居民生产 生活用水提供了方便 创造了一种 浣汲未防溪路远 家家门前有清泉 的良好环境 全村现保存完好的明清古民居有140余幢 古朴典雅 意趣横生 传统的智慧 支穿曲渠 吐纳交贯 舟揖旁道 井邑罗络未有如吴城者 故虽号泽国而未尝有溺之灾 苏州城 河网密布 纵横交织 因太湖地区地形四周高仰 中间低洼 苏州城内修建大量塘浦以使高地有灌溉之水 而低地筑堤作围可以防洪排涝 由此 低田常无水患 离天常无旱灾 而数百里之内 常获丰熟 吴郡记载 或五里七里而为一纵浦 又七里或十里为一横塘 因塘浦之土以为堤岸 使塘浦阔深 堤岸高厚 则水不为害 而可是趋于江也 传统的智慧 徽州民居 四水归堂 徽州民居依山傍水而聚 顺应地势建造村落 天井作为重要的组成部分 也少不了水系的融合 天井中排水道与巷道中的排水道相连 利用山势的坡度 造成水系的落差 溪水常年流动 建筑与水系一静一动 人工水系网络既有利于生活 生产 也便于防火 调节小气候 净化空气 美化环境 极具生态功能 徽州古民居独具特色的天井也与水系密切相关 既利于污水排走 又能收集雨水 中华的传统智慧给予我们的启迪尊重环境因素与自然规律 做到天人合一 道法自然 国际思潮 低影响开发模式是上个世纪90年代末 美国提出的一种较为先进的雨水管理模式 其原理是通过分散的 小规模的源头控制机制和设计技术 来实现对暴雨径流的管理和控制 低冲击开发模式的基本目标是使区域开发后水文状态尽量接近开发前的状态 不增加地表径流量 LID低影响开发模式 LID的核心雨水调蓄方式包括入渗 蒸发 滞留 蓄集等 采用的基本措施有生物滞留带 绿色屋顶 植草沟 雨水花园 储水池等 LID技术可以减少约30 99 的暴雨径流并延迟大约5 20分钟的暴雨径流峰值 LID技术可有效去除雨水径流中的磷 油脂 氮 重金属等污染物 并具有中和酸雨的效果 是可持续发展技术的核心之一 LID能将雨水大部分留在原地以回补地下水 变雨水成为资源 海绵城市 会呼吸的城市 1 1海绵城市概念1 2海绵城市五个原则1 3海绵城市两大途径1 4海绵城市四种角色1 5海绵城市四大指标1 6海绵城市八大技术 1 海绵城市就是比喻城市像海绵一样 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 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 源头分散 慢排缓释 1 1概念定义 维持场地开发前后径流不变 核心目标 雨水总量控制目标应以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌的径流排放量为标准 刚柔并济 双管齐下 海绵城市的建设 强调优先利用绿色 生态化的 弹性 或 柔性 设施 并注重与传统的 刚性 工程设施进行有效衔接 通过 刚柔相济 建立和完善城市的 海绵体 强化对城市径流雨水的排放控制与管理 从而实现缓解城市内涝 削减径流污染负荷 提高雨水资源化水平 降低暴雨内涝控制成本 改善城市景观等多重目标 最终为城市构建起可持续 健康的水循环系统 海绵城市 1 1概念定义 末端雨水快排模式 海绵城市处理模式 1 3海绵城市两大途径 海绵城市 区域层面 生态系统保护与恢复 区域层面应识别河流 湖泊 湿地 坑塘 沟渠等重要的生态基础设施 并加以保护和修复 以留出足够的雨水涵养和生态调蓄空间 1 3海绵城市两大途径 河流 湿地 湖泊 城市层面 低影响生态开发 1 3海绵城市两大途径 四种参与角色 1 4海绵城市四种角色 四大指标率 下凹式绿地率下凹绿地面积 对应地块绿地总面积 绿色屋顶覆盖率绿色屋顶面积 建筑屋顶总面积 透水铺装率透水铺装人行道 停车场 广场面积 人行道 广场 停车场总面积 下凹绿地率 50 新城建设中 透水铺装率 50 公共区域 70 绿色屋顶率20 50 下垫面径流系数一定汇水面积内径流量与降雨量的比值 城市建筑密集区0 60 0 85城市建筑较密集区0 45 0 6城市建筑稀疏区0 20 0 45 1 5海绵城市四大指标 1 6海绵城市八大技术 植被缓冲带 生态河床 水系河道 主要利用滨水的乔木 灌木 草本构建的不同植物群落带以及水岸的土壤 砂石等渗透性材料对雨水进行生态管理 在雨水径流最终注入水体前完成对雨水径流减速 雨水渗透减量 雨水过滤净化的作用 生物多样性 100 200米水土保持 80 100米防治污染 30 50米降温等生态方面 200米 建筑场地 屋顶雨水污染程度轻 可通过收集 净化之后存储起来 供社区绿化灌溉 浇洒道路 冲洗厕所以及车辆清洗等使用 常用的措施包括屋顶绿化 雨水花园和雨水池 绿色屋顶 垂直绿化雨水花园 雨水收集池 下凹绿地 生态滞留塘 雨水湿地 绿地公园 绿地公园常用的调蓄措施包括下凹绿地 雨水湿地和生态滞留塘 其可通过自然滞留 土壤渗透控制地表径流 推迟洪峰时刻 达到消减径流的目的 同时滞留设施中含有大量的湿生植物 因此可通过植物吸附以及物理沉淀等机制去除污染物 达到水体净化目标 植被草沟 蓄水池 透水地坪 道路广场 绿地公园常用的调蓄措施包括下凹绿地 雨水湿地和生态滞留塘 其可通过自然滞留 土壤渗透控制地表径流 推迟洪峰时刻 达到消减径流的目的 同时滞留设施中含有大量的湿生植物 因此可通过植物吸附以及物理沉淀等机制去除污染物 达到水体净化目标 海绵城市的构建关键在于不断提高 海绵体 的规模和质量 1 对原有的海绵体进行有效保护通过科学合理划定城市的 蓝线 绿线 等开发边界 最大限度地保护原有的河流 湖泊 湿地 坑塘 沟渠等 海绵体 不受开发活动的影响 维持城市开发前的自然水文特征 2 要逐步恢复和修复已受到破坏的 海绵体 要综合运用物理 生物和生态手段 使受到破坏的绿地 水体 湿地等 海绵体 的水文循环特征和生态功能逐步得以恢复和修复 并维持一定比例的生态空间 3 在城市开发建设过程中要创建一定规模的 海绵体 在城市建设中优先采用具有渗透 调蓄 净化等 海绵 功能的雨水源头控制和综合利用设施 提高 绿色 基础设施建设比例 同时 根据城市排水防涝的实际需求 适当开挖河湖沟渠 扩充水域 以促进雨水的调蓄 渗透和净化 案例实践 海绵城市规划 2 1陈家镇国际实验生态社区2 2临港新城综合区2 3郑州东站金融创新集聚区 2 陈家镇国际实验生态社区 临港新城综合区 郑州东站金融创新集聚区 生态海绵社区 低影响开发雨水系统 生态水环境构建弹性水公园 国际生态海绵社区OnenessofHeavenandHuman ConventionalWisdomof 陈家镇是崇明岛近期开发建设的重点地区以及主要展示窗口 已确定为国家第二批发展改革试点镇 未来将是一个具有国际先进水平的 国际实验生态社区 具有重要的意义 同时场地于夏秋两季受台风影响较为频繁 且台风侵袭时常伴有暴雨洪涝灾害 所以我们希望通过一系列LID措施 将其打造为 具有一定国际影响力和前瞻性的 陈家镇国际实验生态社区 案例实践一 陈家镇现状水文状况 陈家镇开发前土地利用形式主要包括稻田 灌渠 水体和村庄等 经测算原始地表径流量约占年总降雨量的28 这也间接说明场地大量的灌渠和水田对雨洪滞蓄起到了重要作用 原始雨水径流系数 0 28 2年重现期24小时降雨流量为设计标准 雨水径流控制率 100 陈家镇海绵系统规划布局 生态滞留塘 非下凹绿地 径流方向 中心雨水花园 社区绿地 雨水分区 单元雨水调蓄箱 下凹绿地 蓄水池 城市河道 植被草沟 十字双轴 内外双环的水系布局源头分散 系统布局的调蓄机制 陈家镇雨水生态循环过程 溢流 溢流 溢流 建筑屋顶雨水生态调蓄措施 集中设置 模块组合雨水收集 生态滞蓄 建筑屋顶雨水技术主要为单元雨水调蓄池和组团中心雨水花园 规划建议采取集中设置 0 5 1万平设置一个雨水箱 一个社区一个雨水花园 于组团核心位置结合绿地设置中心雨水花园 功能组成一个系统的雨水网络 道路雨水生态调蓄措施 生态式5m植草浅沟 生态式3m植草浅沟 生活式2m植草浅沟 社区绿地 城市河道 公共绿地 分级设计 系统组合 充分利用道路绿化带和隔离带设置植草浅沟 进行径流消减和水质净化 结合道路性质 一般布置方式有三种 生态式 蓄水式以及生活式 生态效益 1 消减区域内的地表径流量2 净化道路初级雨水地表径流3 保证生态河道健康水质4 减少城市道路植被灌溉量 慢行道植草浅沟铺装绿地 快速路 蓄水式 社区道路 生活式 城市主路 生态式 道路雨水生态调蓄措施 十字双轴 内外双环绿道成网 水绿交融 规划对现状河道水系进行梳理 结合城市绿廊形成水绿交织的生态网络基底 依托良好的自然景观资源 构建点线面结合的绿化景观体系 营造富有特色的空间 绿地河道雨水生态调蓄措施 海绵指标控制导则 1 径流系数控制导则为更好的指引规划与实践操作 本案从用地性质出发 提出了详细的地表径流系数控制导则 建议组团用地在0 5 0 6之间 2 下凹绿地率 透水铺装率 绿色屋顶率基于陈家镇国际低碳实验社区的构想 规划建议提高场地绿地率 大力推广可渗透材料 提高透水路面 透水铺装比例 降低开发后场地雨水地表径流系数 增大雨水下渗率 降低对城市水循环的影响 3 单元面积控制容积基于零地表径流目标构想 该海绵系统不同机制需要相应的单元调蓄容积以内部消解场地雨水 陈家镇海绵系统控制导则 用地径流系数控制Runoffcoefficient 组团用地0 5 0 6左右 组团用地整体地表径流系数降低至0 5 0 6左右 引导50 左右的雨水可持续下渗 以回补地下水资源 基于上述综合措施 将陈家镇国际低碳社区的综合地表径流系数控制在0 52左右 保证年降雨的48 可回渗 城市规划用地径流系数控制导则 为更好的指引规划与实践操作 本案从用地性质出发 提出了详细的地表径流系数控制导则 城市雨水措施示意图 陈家镇海绵系统控制导则 指标率控制Runoffcoefficient 不同下垫面管控导则 提高绿地下凹率 规划设置50 70 的下凹绿地 不仅可以控制本身的雨水 还可调控场地其他部分溢流雨水 同时可消减100年一遇绿地本身全部地表径流 基于陈家镇国际低碳实验社区的构想 规划建议提高场地绿地率 大力推广可渗透材料 提高透水路面 透水铺装比例 降低开发后场地雨水地表径流系数 增大雨水下渗率 降低对城市水循环的影响 提高道路铺装渗透率 建议广场铺装透水比例达60 70 城市道路达40 50 以综合调控硬质地面的雨水下渗率 提高屋顶绿化率 建议规划屋顶绿化率达30 50 以生态过滤初级雨水 减少初级弃流 单元面积控制容积Complextechnology 单元面积控制容积 基于零地表径流目标构想 该海绵系统需要储蓄除下渗外全部的地表径流 年均约为260万吨 其中道路植草浅沟需调蓄23 5 组团雨水设施需调蓄60 5 公共绿地需调蓄10 广场铺装需调控6 陈家镇海绵系统控制导则 碳汇经济效益 回用雨水收集量及分配量 回用雨水经济效益估算 总量 年均雨水收集总量为265万吨分配量 40 雨水渗入地下30 雨水作为景观灌溉用水30 雨水作为市政工程用水 1 景观灌溉节省费用 600万元2 市政用水节省费用 500万元3 排水设施节省费用 550万元总计回用雨水收益约为1650万元 碳汇经济效益 100万元 年均经济效益1750万元 陈家镇海绵系统效益估算 生态水环境 上海临港新城综合区 弹性水公园 案例实践二 环形水系结构优化 水面率和水网密度提高 生态水廊道规划 生态水廊道规划 健康水质保持规划 盐碱地生态改良措施 弹性水公园规划 郑州东站金融创新集聚区 案例实践三 生态廊道规划 低影响开发系统 生态廊道规划 生态廊道碳汇分析 低影响开发系统 世博会最佳实验区 海绵建设实践 3 城市最佳实践区位于世博会围栏区的浦西E区 同时邻接世博园区的陆上和水上门户 基地面积约为16 85公顷 包括南北两个街坊 将用人行天桥加以连接 2013年6月成为亚洲首个Leed ND铂金级预认证示范街区 世博期间基地总平 北区 创新和文化创意交流区 南区 城市创意体验活力与展示区 上海设计中心 北楼 阿尔萨斯馆 南楼 B1案例联合馆 北区综合楼 宁波馆等 文化与时尚中心 品牌与艺术的对话 B3B4馆 世博创意秀场 B3 2展馆 南区综合楼 方案设计中 当代艺术博物馆 未来馆 世博后基地总平 生态世博 绿色世博 基于环境保护与生态建设的实际需求 规划提出生态世博的概念 通过屋顶绿化 低洼绿地 渗透性辅面等措施的应用 以收集雨水减少污染 展现雨水生态持续发展的趋势 瑞典滚珠轴承制作公司案例联合展馆2 马德里案例馆 沪上生态家 上海馆 伦敦馆 澳门馆 上海设计中心 北 阿尔萨斯馆 罗阿馆 汉堡馆 上海设计中心 南 案例联合展馆1 成都馆 北区综合楼 西安 宁波馆 光电幕墙 立体绿化 上海设计中心 北楼 三项技术 光伏发电板 水幕墙及智能控制系统 巧妙的实现了玻璃幕墙建筑的 冬暖夏凉 设计中心南立面采用了两种绿色设计手法 分别是采用立体绿化的 植被墙 和覆盖着太阳能光伏发电板的外层幕墙 玻璃幕墙 三个部分 建筑的玻璃幕墙分为三部分 由外及内依次是 太阳能光伏发电板 外层玻璃 空气层以及伴有潺潺流水的水幕墙 太阳能光伏板 外层玻璃 水幕墙 冬季模式 外层幕墙的所有通风口关闭 太阳能光伏发电板依旧运作 给建筑提供部分用电 在夏季开启的水幕墙关闭 其间的空气层被太阳能光伏电板的余热及太阳辐射加热 通过风机将热新鲜的热空气源源不断地送往室内 夏季模式 外层幕墙的所有通风口开启 太阳能光伏发电板将产生的电能供给水泵 通过水泵的输送 水幕从上而下流经最后一层幕墙 带走建筑的热量 在水幕墙的水帘 光伏发电板的阴影以及外部幕墙通风口的共同作用下 其间的空气层被降温 从而起到给建筑降温的作用 生态调节模式 上海设计中心 北楼 内层玻璃幕墙 玻璃幕墙上的太阳能光伏发电板面积约为72 2平方米 发电量6600瓦 无法满足整个建筑的能耗 但在其与水幕墙的共同作用下 展馆的能耗已远小于同类建筑 外层玻璃幕墙和光伏板 上海设计中心 北楼 主体结构采用钢筋混凝土框架和剪力墙体系 大面积窗和局部4层的外墙均采用了钢结构 有利于材料的模数化 该馆的 植被墙 采用盛装轻质种植土的土袋和标准的种植箱 并整合具有施肥功能的专业微灌系统 立体绿化 鱼形活水公园 实践区北区面积为7 13h 雨水收集量为929m 3天利用水量为267m 其余662m 雨