寓教于樂的海綿城市設計
——以試點城市西寧市城西區第二幼兒園為例

沈 敏 李萬龍 羅汝鵬

1.西寧市海綿城市管理服務中心 青海 西寧 810000 2.西寧市園林規劃設計研究院 青海 西寧 810000

2016年西寧市成為第二批海綿試點城市，學校環境作為試點區建設的核心項目，不僅要完成海綿建設指標要求，還是海綿城市理念的宣傳窗口，將海綿城市設計與教學活動融為一體，培養孩子們的綠色意識，讓“青山綠水”生態文明思想融入孩子們的內心是該項目的設計初心。

1. 基本情況

1.1項目概況

城西區第二幼兒園位于試點區九分區，占地面積約5238m2，學校主體建設2017年9月投入使用，分別是3層主教學樓和生活服務樓組成，分為大班、中班、小班三個年級各四個班，3至6歲學齡兒童約為120名。

1.2自然條件

西寧市地處黃河腹地青藏高原東部，屬大陸高原半干旱氣候，是西北地區典型的川道河谷型城市。多年年均降雨量410mm，年均蒸發量1212mm，降雨時空分配不均，全年以中小雨為主，多為單峰雨型[1]。

1.3場地條件

根據學校巖土工程勘察報告，地質構造屬于濕陷性中等偏弱區，表層土壤構造以黃土質土和粉質黏土為主，土壤滲透系數均大于5*10-6m/s。豎向南高北低，西側主入口與外圍城市支路存在高差，易在主入口處形成積水點。學校采用雨污分流的排水系統，屋面雨水與地面雨水散排至場地雨水井，最終排入市政管網。

1.4其他條件

學校采用封閉管理，兩個出入口分別與市政支路和光華小學相連。學校主體建成后，考慮周邊片區幼兒上學的訴求，先期招收兩個幼兒班進行教學活動，校園環境只進行了簡單的鋪裝與少量綠化，為后期海綿城市建設提供了優化契機。

2. 方案設計

2.1 設計目標

學校海綿城市設計既要滿足教學活動場地要求，還要營造自然生動的綠色空間，同時還要達到試點區詳細規劃提出的海綿指標要求：年徑流控制率76.3%（對應設計降雨量9.60㎜），年SS總量削減率不低于60.3%。將多種訴求充分融合，結合多種手段表現，實現寓教于樂的雙重體驗目標。

3. 設計原則

按照系統性原則，將不同功能訴求，統籌考慮，系統化設計，綜合實現海綿目標與景觀融合。遵循綠色生態原則，結合海綿城市低影響設施，突出節約、環保、綠色生態理念。強調創新性原則，以設施做法為突破，創新技術手段，以植物配置為亮點，創新景觀表現。

4. 設計流程

4.1豎向設計與匯水分區

依據學校兩個外排雨水口的標高，將學校場地劃分為A、B兩個匯水分區，進一步梳理場地豎向，細化出10個排水分區，為雨水的收集和利用提供更科學的依據（圖1）。

圖1 幼兒園豎向與匯水分區圖

4.2排水分區與功能分區

統籌場地功能訴求與海綿理念融合，以匯水分區為基礎，細化的排水分區為主線，劃定組合出不同的功能分區。利用不同的活動體驗，傳遞海綿理念，將雨水的消納貫穿于綠色生態的教學活動中。A匯水分區細化為8個排水分區，按活動功能區組合為：1排水分區為主入口區，3、4、5、6排水分區為歡樂天地，2排水分區為小小農場，7、8排水分區為故事花谷，共4個功能分區。B匯水分區細化為2個排水分區。9排水分區為幾何王國，10排水分區為童趣樂園，共2個功能分區。（圖2、圖3）

圖2 幼兒園功能分區與排水分區圖

圖3 幼兒園總海綿設計平面圖

4.3技術流程與總徑流控制量

按照綠色優先、地上與地下結合、景觀與功能并行的布置原則。在設計中綜合效益最優的方式進行布局。屋面、道路雨水通過引導、截流方式，將雨水傳遞至周邊下凹綠地、雨水花園中。大面積廣場通過豎向調整，進一步理清雨水徑流方向，沿徑流方向設置綠地逐級進行吸納、調蓄。綠地內雨水通過地形營造，匯入綠地內低點的綠色設施中。綠地最低點通過布設雨水管網將超標雨水溢流至外圍市政管網，滿足校園雨水排放安全，通過技術流程制定，功能分區的布置，根據不同類型下墊面的投影面積，計算出綜合徑流系數0.635，利用容積法：V=10HΨF，計算幼兒園總設計雨水消納量為31.6m3[2]，計算出場地雨水消納量，合理布設海綿設施，達到總徑流控制量的海綿目標。

5. 分區設計與目標實現

根據幼兒園設計調蓄容積31.6m3的目標要求，通過匯水分區的指標分解，結合排水分區進一步細化，使海綿設計目標與幼兒園多種教育活動相銜接，突出教學與海綿理念融合的主題思想。

5.1主入口區（1排水分區）

此區域與外圍市政道路相連，是接送兒童的停留空間，鋪裝面積較大，缺少綠地布置。通過匯水面積計算出雨量1.33m3，并和地塊豎向結合在場地低點布置截留溝收集雨水后，排至相鄰排水分區的設施中進行雨水調蓄。同時在主入口區布置樹陣栽植喬木，提供綠蔭，體現以人為本的思想。

5.2 小小農場（2排水分區）

此區域位于主入口區北側，利用場地開辟學校實踐課堂，讓孩子們走進生活，走進自然，用自己的體驗去發現世界，認識世界，激發孩子們保護自然、愛護生態環境。設計圍繞該主題展開了相關場地設計，布置了小溫室、種植田、游戲沙坑等設施，在考慮海綿城市設計時，從鋪裝材料、綠色設施選型等入手，分析下墊面，得出2排水分區設計徑流控制量0.44m3，同時協調外來排水分區的雨量1.33m3，統籌區域場地豎向調蓄片區總雨量1.77m3。溫室屋頂與道路雨水利用豎向將雨水引導至種植田中，進行滲透，利用雨水澆灌農作物，種植田低處利用游戲沙坑做調蓄設施—雨水花園，調蓄場地總容量3.9m3，場地內道路采用透水磚、砂礫石等透水材料，用自然滲透的方式滲入土壤中，進行吸收[3]。在圍欄處布置高、低錯落的蔬菜種植箱，即豐富校園景觀，也達到了截流雨水的作用。整個區域通過孩子們動手體驗和觀察體驗，教育孩子們珍惜水資源，利用雨水的綠色發展理念，提高孩子們的生態環境意識。

5.3 歡樂天地（3排水分區、4排水分區、5排水分區、6排水分區）

此區域位于幼兒園中心區域，是孩子們的主要活動廣場，也是幼兒園主要建筑的匯水區域，設計圍繞排水分區目標，在雨水徑流的路線上靈活布置綠地，通過綠地自然吸納雨水，讓孩子們觀察雨水從天空降落到土壤吸收的每一個過程，整個區域通過四個排水分區的綜合調蓄6.9m3雨水，未完成的指標傳遞至8排水分區消納。綠地的布局在完成海綿設計目標時，也劃分出了不同的活動場地，在場地上布置不同年齡段使用的游戲器械，滿足活動要求。在綠地中栽植不同類型的植物，豐富校園景觀，讓孩子們感受四季的變化，認知自然界。

5.4 故事花谷（7排水分區、8排水分區）

此區域位于幼兒園生活服務樓南側，場地狹長高差較大。設計結合地形特點，通過景石與綠地，營造豐富地形，形成自然下凹綠地和雨水花園，消納自身區域及整個匯水分區的末端調蓄總量為15m3，達到海綿城市設計要求。同時在場地內布置景觀亭一座，滿足教職工休息和兒童室外活動要求，在景石上篆刻與大自然息息相關的不同文字如水、日、土等，形成視覺感知；在場地內大量栽植宿根花卉和景觀小品相呼應，突出“故事花谷”的主題特色，讓孩子們能夠聆聽關于大自然的故事。

5.5 幾何王國（9排水分區）

此區域位于主教學樓北側是孩子們的另一處活動小廣場，設計利用廣場和道路豎向將雨水排至兩側綠地，部分屋頂雨水通過截流管引入至綠地。沿綠地設計不同形式的幾何圖案做下凹綠地，形成帶狀的匯水區域，消納雨水1.96m3，最終利用綠地自然坡向流入匯水區低點。幾何圖案以銹蝕鋼板為邊，中間填充白色鵝卵石并栽植不同的果樹，強調每一個圖案節點景觀。用雨水收集強化孩子們對幾何圖案和植物的認知。

5.6 童趣樂園（10排水分區）

此區域是B匯水分區的最低區域，在低點設置雨水花園，統籌各排水分區雨水，消納雨水6.96m3，最終超標雨水溢流至外圍市政雨水管網。此區域雨落管斷接采用透明玻璃進行引導，可以讓孩子們清楚的看到屋頂雨水如何引導至雨水花園；在雨水花園中修建木質棧臺，可以看到雨水花園中引來的青蛙、蝴蝶等各類小動物、小昆蟲，可以觀察不同的植物生長，感受雨水花園的奇妙世界，讓他們學到更多的自然知識。

分區設計完成了海綿調蓄容積34.16m3和削減60.2%的SS目標任務（表1），同時以不同的手法實現了寓教于樂的教學實踐，通過操場活動的體驗讓孩子們了解雨水的收集和利用的過程；通過小小農場的動手實踐，提高孩子們的體能，了解水對自然界的重要作用，珍惜雨水保護環境的意識；通過游戲和觀察能力的培養，讓孩子們在大自然這本生動活潑的教材中理解人與水的關系，體驗自然的美妙和神奇；利用文字和圖案擴大孩子們的認知領域，以場地的生動性啟發親近大自然，培養對自然的認識度；利用廢棄物做景觀處理，在潛移默化中受到珍惜自然資源，愛護地球的生態環境教育。

表1 各排水分區徑流控制計算表

6.結語

設計圍繞雨水的收集、消納、利用、溢流的完整路線實現了海綿設計目標。實現了教育、海綿城市建設目標與自然景觀融合一體，使海綿理念兼顧場地活動的一次生動實踐，為今后海綿城市設計帶來了啟迪和升華。