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绿色建筑施工中的低影响开发(LID)策略应用
摘要:低影响开发(LID)是绿色建筑施工中的重要策略之一,该策略以模拟自然水文循环的方式,实现雨水下渗、滞蓄、蒸发以及再利用,以此降低城市化对生态环境的冲击。本文主要针对LID 策略在绿色建筑施工中的具体应用加以详细探讨,希望施工方以LID 为指导展开合理的场地规划与设计、构建雨水收集与利用系统、优化绿色基础设施建设以及加强施工管理与监测,以此为基础推动建筑行业的可持续发展。
关键词:绿色建筑;施工;低影响开发(LID);策略;应用
伴随城市化的不断推进,传统的雨水管理模式难以高效应对极端气候所带来的水环境问题,使得城市内涝、面源污染等问题越来越严峻。低影响开发(LID)理念作为新型城市雨洪管理模式,如今逐渐在各个地方推广开来。近年来,我国在“海绵城市”建设背景下,也积极推动了LID 技术在城市规划及建筑施工中的应用。以下就是本文基于LID 核心理念,对LID 策略在绿色建筑施工中实践策略的详细探讨。
一、低影响开发(LID)概述
低影响开发(Low Impact Development,LID)属于新型城市雨洪管理模式之一,首次在 20 世纪90 年代提出,随后在全球范围内得以广泛应用开来。该技术体系的核心理念在于对自然水文循环过程加以模拟,并采用分散式、源头控制的方式,依靠雨水的下渗、滞蓄、蒸发以及再利用等途径,减少城市化进程对生态环境所带来的负面影响,由此极大程度缓解城市内涝、降低面源污染并积极改善水生态环境[1]。
进入 21 世纪,在城市化进程不断加快的过程中,传统的雨水管理方式过度依赖管网排放,显然难以高效应对极端天气带来的洪涝风险,而低影响开发理念逐渐被越来越多的地区所采纳。中国自2014 年便开始“海绵城市”建设的大力推广工作,逐渐将LID 概念应用到国内城市规划、道路建设以及小区开发等领域。 该理念在实际落实中,其涉及的LID 技术体系主要包括雨水花园、下凹式绿地、透水铺装、生态滞留池、绿色屋顶等多项措施,这些措施在有效削减暴雨径流的基础上,还可以进一步优化城市生态景观。其中,根据2016 年发布的《中国海绵城市建设绩效评估报告》,典型示范区应用LID 措施后,其地表径流总量减少了 30%-50% ,雨水资源化利用率得以显著提高。此外,研究表明,在年降水量约为 600mm 的城市区域,依靠合理配置的 LID 设施也使得年均雨水径流削减率达到 45% 以上,极大缓解了雨洪压力[2]。
现如今,面对越发严峻的城市水环境问题,低影响开发模式被越来越多的城市作为可持续发展的重要技术路径之一。因此,LID 技术在未来的城市规划以及基础设施建设中,其应用范围必将持续扩大,与绿色建筑、智慧城市、生态修复等领域的融合也会更加深化[3]。
二、LID 策略在绿色建筑施工中的应用措施
(一)开展场地规划与设计
施工方在场地规划与设计阶段要全面且深入的勘察施工现场,仔细测量地形地貌,绘制精准的等高线图,详细记录植被的种类、分布范围以及生长状况,同时对水系的走向、流量和水质情况进行全面梳理。施工方为了切实保护原有的生态系统,针对场地内生态价值较高的自然植被群落要设置严格的保护区域,禁止任何形式的破坏。对于湿地和水体,施工方除了要保留其原状之外,还要借助生态修复手段提升湿地和水体的生态功能,比如清理湿地内的污染物,并种植适宜的水生植物。施工方在布局建筑物是则要紧密结合场地朝向及功能需求,依据当地的主导风向合理调整建筑物的间距,满足建筑物自然通风的需求,使得室内空气有效流通,降低机械通风的能耗。施工方在确定建筑物朝向时,要注意充分考虑太阳辐射角度,保证室内自然采光充足,减少人工照明的使用时间。在设计道路坡度是要进行精确计算,其坡度可以控制在 0.3%~0.5% ,排水走向则要依据地形和 LID 设施的分布加以规划,将雨水自然引导至雨水花园、植草沟等设施[4]。
(二)构建雨水收集与利用系统
施工方在构建屋面雨水收集系统时可以采用高质量的雨水斗,雨水斗的安装位置要经过精确计算,确保安装合理的雨水斗可以收集最大范围的屋面雨水。施工方在选择雨水管道管径时也要根据屋面面积和当地降雨量来定,以保证管道排水通畅,避免出现积水现象。初期弃流装置要选用高效能产品,以便精准去除雨水中的泥沙、杂物和初期污染物。雨水储存设施的规模则要综合考虑建筑的用水需求、当地降雨量以及雨水收集量的历史数据,经过精确计算后确定蓄水池或者水箱的最佳容积,确保在满足非饮用用水需求的同时,也不会造成资源浪费。施工方针对地面雨水的收集则要选择合适的透水铺装。其中,行人区域可以采用透水砖,保证其孔隙率不低于 15% ,以便雨水快速下渗。车行道则可以采用透水混凝土,注意其抗压强度要满足承载要求。施工方在设计植草沟时要依据雨水流量和地形条件,一般情况下沟深控制在 20 - 30 厘米,宽度控制在30 - 50 厘米,坡度控制在 0.3%-0.5% 。此外,施工方还可以种植菖蒲、芦苇等根系发达、耐水湿的草本植物。雨水花园则要根据场地空间设计其合适的规模和形状,种植多种耐水湿且净化能力强的美人蕉、鸢尾等植物,充分发挥植物和土壤的协同作用,深度净化雨水。雨水利用系统的设计则要根据不同用水场景的水质要求,选择过滤、消毒等合适的工艺,使得雨水可以满足建筑景观灌溉、道路冲洗、厕所冲洗等非饮用用途,进而高效利用水资源[5]。
(三)完善绿色基础设施建设
施工方在建设绿色屋顶时要根据屋顶的荷载情况展开精准规划。针对荷载较小的屋顶可以采用简单式绿色屋顶,选用佛甲草、垂盆草等耐旱、耐瘠薄的草本植物,种植层厚度控制在 5 - 10 厘米,在有效截留雨水减少屋面径流的同时,还可以降低建筑能耗。据测算,简单式绿色屋顶可以将屋顶温度降低 5 - 8℃。而针对荷载较大的屋顶可以将其打造成花园式绿色屋顶,种植月季、杜鹃等花卉,紫薇、木槿等灌木,以及樱花、桂花等小型乔木,由此构建出多样化的生态景观,并增加雨水截留量,进而提高屋顶的生态功能。此外,施工方在构建雨水花园时则要充分考虑场地条件,面积至少为 5 平方米,深度在 15 - 25 厘米之间,周边设置溢流口,以免过多的雨水淹没植物。下沉式绿地的下沉深度可以设置在 10 - 20 厘米,面积则可以根据场地空间来定,以种植乡土植物为主,由此强化生态适应性[6]。
(四)施工管理与监测
绿色建筑施工中科学的施工管理以及精准的动态监测,不仅可以确保LID 策略有效落地,还可以推动建筑全生命周期的可持续运行。因此,施工方在施工阶段要建立标准化的施工流程,并采用智能监测系统实时跟踪雨水资源管理、基础设施运行以及环境影响等情况,并对其进行及时优化。施工方在施工前期要展开高精度的测绘作业和水文分析,建立施工区域的雨水径流模型,并结合BIM(建筑信息模型)技术,对不同工况下的雨水收集、渗透以及排放路径的精准模拟,以此优化施工方案。施工过程中则要注意采用高透水性材料,并严格控制填土、硬化以及排水设施的施工标准,最大程度确保LID 设施功能的稳定性。此外,在绿化施工阶段,施工方则要优先选择本土耐旱植被,以提高雨水的自然蒸发效率,并减少后期维护耗费的成本。施工完成后,则要构建完善的长期运行监测体系,并借助物联网及大数据分析技术实时监控雨水收集系统、渗透设施、生态排水系统的运行情况,并依据监测数据展开动态优化。特别是在极端降雨事件发生期间,施工方要保证监测系统可以提前预警雨水积聚情况,并结合智能调控系统对雨水进行自动分流和滞蓄管理,最大程度降低洪涝灾害的发生概率。此外,建筑运营阶段,施工方还要建立科学合理的LID 设施维护机制,展开对雨水调蓄池、渗透管道及生态绿地运行情况的定期检查,确保雨水资源管理系统稳定运行[7]。
三、LID 策略在绿色建筑施工中的应用案例分析
低影响开发(LID)策略已经在多个绿色建筑项目中得到了广泛应用,并在实际工程中取得了不错的成效。其中,北京市某生态科技园区的绿色建筑施工便是该策略成功应用的典型案例。该项目自2018 年启动建设以来,始终秉持生态优先、低碳发展的理念,并借助合理规划雨水管理系统、优化场地布局、构建绿色基础设施、强化施工过程监测等措施,使得建筑全生命周期内LID 策略得以充分应用,有效降低了雨水径流、提高了水资源利用率,并显著改善了建筑微气候环境。
本次项目在场地规划方面,施工方全面考虑了地形地貌、水文条件以及植被特征,随后借助下沉式绿地、生态水系、透水铺装道路等方式,使得雨水在源头处便得以有效渗透和滞蓄。此外,该项目采用了错落式的建筑布局方式,使建筑群落间形成了自然通风廊道,在提高空气流通效率的同时,也优化了降水的自然汇集路径。在雨水收集与利用系统建设中,本次项目将雨水收集装置设置在建筑屋面,并搭配初期弃流、沉淀过滤以及生态净化等多级处理措施,使得深度处理后的雨水可用于绿化灌溉、道路冲洗、景观水体补充。其中,屋顶绿化与透水铺装结合应用,也进一步提高了雨水的滞蓄能力,使其提升了至少 30% ,有效降低了地表径流的污染负荷。此外,该项目在绿色基础设施建设方面,施工方采用了大量的生态排水系统,避免了传统雨水管网的单一输送模式。有机组合起来的生物滞留池、植被缓冲带、渗透塘等设施,使得雨水在流经中得到梯级净化,并在地下水系统中得到充分补充。特别是在园区道路建设中,透水混凝土与生态植被相结合的设计方案,将地表雨水的入渗率提高了40% ,进而缓解了暴雨期间的积水问题。本次项目在施工管理与监测方面也全面引入了BIM 技术和智能化监测系统,以此实时监测雨水径流、渗透率、生态系统变化等重要参数,确保LID 设施在施工阶段以及后期运营中得以稳定运行。本次项目所取得成效详见表1。
表1 北京市某生态科技园区应用 LID 所取得的成效

结合北京市某生态科技园区绿色建筑项目,从上述相关数据可以看出,所应用的LID 策略在降低雨水径流量、提升水资源利用效率以及优化生态环境方面取得了显著的成效。特别是在应对城市洪涝、优化水循环系统、提高建筑可持续性方面,所展现出的综合优势更加突出。因此,LID 策略在未来绿色建筑施工领域值得继续深入推广,结合区域环境特征,因地制宜优化LID 策略的实施方式,使得生态环境与建筑功能高度融合在一起[8]。
四、结语
综上所述,绿色建筑施工中低影响开发(LID)策略逐渐得到了广泛的应用,可以极大缓解城市水环境问题,推动建筑领域的可持续发展。施工方合理规划场地布局、构建雨水收集系统、完善绿色基础设施以及优化施工管理,可以进一步提高水资源利用率,以此降低雨洪压力,并显著改善生态环境质量。伴随城市化进程的不断加快,未来建筑行业LID 技术的应用范围将持续扩大,并与智慧城市、和生态修复等领域深度融合,由此推动城市的可持续发展。
参考文献
[1] 朱芳琳,唐秀霞,丁玥,等. 低影响开发措施对大尺度区域雨洪控制效果的研究[J]. 青岛理工大学学报,2023,44(1):93-100.
[2] 姜芊孜,赵宇桑,詹雨尘. 基于 SWMM 的东平县中心城区低影响开发设施规模量化与布局[J].现代城市研究,2024(7):54-60.
[3] 吴京戎,蒋翔. 基于耦合模型和 AHP-TOPSIS 法的 LID 设施改造方案研究[J]. 中国农村水利水电,2024(4):74-82.
[4] 蒋琴华,王顺晨. 基于专项模拟模型的综合办公园区 LID 技术应用探索[J]. 绿色建筑,2023(5):69-73,84.
[5] 刘富勤,刘欣然,吴京戎. 基于SWMM 模型与NSGA-Ⅱ多目标优化的LID 布局研究[J]. 人民长江,2024,55(4):125-132,141.
[6] 史本宁,韩璐,李锐,等. 基于 SWMM 精细化建模的 LID 措施径流削减能力量化研究[J]. 城市道桥与防洪,2024(12):120-126.
[7] 朱芳琳. 基于 SWMM 的 LID 方案地表径流和面源污染控制效果模拟及综合评价研究[D]. 山东:青岛理工大学,2023.
[8] 阿木布乃. 凉山州甘洛县某产业园区截流式分流制雨水径流优化控制[D]. 四川:四川农业大学,2023.
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