海绵城市下的校园有机更新规划设计

海绵城市下的校园有机更新规划设计

引言

我国大学校园的建设高潮已经持续有近二十年,高校的发展也从快速新建期进入到了品质提升期。不少高校在现有校园的基础上利用存量用地开始进行校园改扩建。可以预见,校园改扩建和已建成校区的提升改造将成为未来高校建设中面临的主要问题。与此同时,校园改扩建的内涵也不断丰富,突破拆旧建新或改造建筑立面等单一旧有模式,逐渐过渡到以新带旧、整体提升、弹性生长、多目标治理的有机更新阶段。由于老校区多规划于海绵城市战略提出之前,原有规划主要关注空间结构、功能分区等问题,在生态规划方面考量不足。随着近年来海绵城市理念和低影响开发理念的推广,建设海绵校园的生态规划设计思想已经受到普遍认可,对已建成校园进行生态效益提升的迫切性也逐渐显现出来。如何在校园改扩建过程中,实现有机更新,综合解决新老校区统筹、提升校园生态效益和凸显校园特色等相关问题的研究迫在眉睫。

1有机更新理论和海绵城市理念

1.1“有机更新”理论

“有机更新”理论认为城市发展类似于有机体的生长过程,城市的更新应该像生物学上的新陈代谢,在原有机理上生长,而不是机械地推倒重来。“更新”包含了“发展、优化”,“有机”强调新与旧、城市与环境的和谐。这启发我们,当把校园看成一个有机体时,新建区域应该与建成区域形成整体,校园与所在的自然环境和谐共存;在解决已建成区域的问题时,采用逐步整治、细心修补的方式,而不是大拆大改的粗暴方式。

1.2海绵城市

“海绵城市”旨在用生态的措施调控雨水,使城市可以像海绵一样弹性调节水资源。海绵城市的核心思想是尊重自然的低影响建设理念和水生态平衡,其思想本源也是“有机”的。吴良镛院士提出通过持续的城市“有机更新”,走向新的“有机秩序”[1]。在海绵城市视角下,水生态平衡也是一种“有机秩序”。因此从海绵城市的视角来看,海绵校园既是校园有机更新的目标,也是校园有机更新的手段。既要通过海绵措施进行校园的有机更新,又要在有机更新后构建整体的海绵校园。

1.3海绵校园有机更新的特点

“海绵校园”有机更新规划相较传统校园改扩建,在规划前期应对现状条件和建设目标进行合理评估,应注重四个方面的工作:(1)规划前充分了解校园的现状,进行详实的现状调研。侧重两方面:一是校园的自然条件,如气候、水文、地形、土质构成、植被、生态敏感区等条件;二是现有建设情况,如建筑、道路、绿化、铺装以及现有水生态系统的构成情况。(2)对校园现有问题进行分析梳理。除了通过观察和分析,还可以对师生进行现状评价和需求调查,充分掌握师生的意见和期望。(3)确定校区中不宜改造的区域。如名人故居、古树植被等,是校园的人文财富,应妥善保留。另外为避免浪费投资,质量较好或近期改造过的区域也不宜再重复改造。部分绿地本身为高台绿地或基层是饱和土的,如无必要也不必大动干戈进行海绵改造。(4)以解决问题为导向,充分考虑已建设的实际情况,制定适宜的海绵校园目标。海绵校园的年径流总量控制率等指标的实现难度和所需投资与校园自身条件有较大的相关性。适宜的海绵校园目标应以解决现状问题、实现校园可持续发展为导向,指标不可盲目过高,増加建设难度和经济成本反而有违“有机更新”思想。

2有机更新规划案例

2.1项目概况

项目位于珠海市高新区唐家湾,规划用地约330公顷,其中建设用地约195公顷,另有135公顷为山体林地。已建成区域约占可建设用地的30%,建筑面积55.8万平方米。未来待建建筑面积11.4万平方米。对校园现有建成区进行分析,校区北侧沿城市主干道已经形成几个学院组团;东区用地已基本建设完成,主要是学生生活区和体育活动区;西侧建成部分教职工生活区;自然水体环绕湖心岛屿形成校园核心景观区(图1)。

2.2生态基底条件分析

校区所在珠海属于海绵城市试点城市,属于南亚热带海洋性季风气候,年降雨量介于1700~2200mm之间,有充沛雨量。基地内有赤花山的一部分自然山体,山上有小型水库一座,校园内有人工湖、百年荔枝林,具有得天独厚的自然条件。场地由西南赤花山至东北城市道路高差逐渐降低,在场地东北有市政排洪渠。山水格局和较高的绿地率为实现海绵校园提供了良好的自然基底(图2、图3)。

2.3现状问题分析

通过实地调研和分析,现状校园在以下四个方面的问题较为突出:(1)空间结构不清晰。校园自2002年起建设,经过近15年无序发展,建筑布局松散。中心空间模糊,校园特色不突出。山体及水体在建设过程中进行过零散的景观改造及修整,但仍缺少统一的主题及连贯的景观体系。(2)交通系统过于城市化。与城市一般区域的交通需求相比,校园内部交通有两个特点,一是对慢行系统的需求较大,自行车和步行是师生日常校内交通的主要方式;二是为了保障师生安全,减少对教学生活的干扰,校园内应避免规划过长过直的机动车道路,并尽量减少机动车道宽度,将机动车通行速度限制在40公里以下。因此校园一般采用窄机动车道、宽非机动车道的形式比较合理。而现有校园道路采用大尺度的几何化路网,道路断面机动车道过宽。道路、广场、球场等场地多采用硬质铺装铺设,这部分面积占校区总用地面积越大,校园地面的涵水、透水能力越差。(3)水系碎片化,生态效益不佳。虽然校园具有良好的绿化和水面资源,但由于水系不连贯,弹性调蓄能力较差。基地高差大造成径流冲刷快,加之场地内采用截洪沟和雨水渠的传统快排模式,大多数雨水资源未得到利用就直接被排进市政排洪渠,造成雨水资源浪费。在夏季强降雨时,又往往造成瞬时径流洪峰,对市政排洪管道带来超负荷压力。同时,校园大部分驳岸采用混凝土砌筑的硬化岸线,生态效益较低。环绕校园的市政排洪渠不仅没有景观性,还成为卫生死角,成为城市和校园之间的鸿沟。(4)建筑风格杂乱,校园个性不突出。由于缺乏整体把控,多次改扩建采用了不同的建筑风格,造成校内建筑风格杂乱。校方也意识到这个问题,并设想通过“穿衣戴帽”的方式,统一贴面砖或粉刷,抹掉各年代的风格差异。我们则认为,场地内现有建筑自然呈现了学校各个阶段的发展历程,应该被视为校园的场所记忆,可以梳理但不应该被抹杀。

2.4规划构思

校园有机更新是一个复杂的过程,要梳理自然演变的逻辑,尊重校园现状,又要输入新的设计理念,建立新的“有机秩序”。虽然既有问题呈现多元性,但各问题之间又是相互关联的。有机更新规划面临的挑战就是要在现状的混沌中建立秩序,在起伏的地形中寻找隐藏的线索,描绘出清晰的校园形象和文化脉络,理清校园发展思路。通过对校园现状的综合分析,我们认为,校园处于城市建设区,场地内较大规模的自然山林和水体是难能可贵的自然资源,也是平衡整个城市区域生态容量的有利因素。珠海较为充沛的降雨量为雨水资源的利用提供了条件。规划应抓住基地有山有水的特质,采用对自然资源进行最充分的利用和可持续发展的生态规划方式,以构建海绵校园为导向,整体解决新老校区统筹、提升校园生态效益和凸显校园特色等问题(图4)。

3有机更新规划的策略

通过梳理现状,分析问题,规划从场地规划、绿色交通、生态景观、建筑措施、雨洪系统五个层面提出有机更新策略,确定了“山水校园,湿地花海,文脉传承,岭南特色”的总体规划特点,构建整体海绵校园。

3.1场地规划

校园因山就势,整体呈现“山—水—城”的空间格局。

(1)依山

根据《珠海经济特区城乡规划条例》严格保护赤花山25米等高线以上山体,保护范围内不允许建设。靠近山体的地块,建筑群注重顺应山势组团式布局,通过组团之间的绿地和建筑架空层保留雨水径流通道(图5)。

(2)环水

沿滨水湖岸,结合岸线处理和道路改造形成绵延1.2公里的海绵校园湿地花海。湿地承接山体雨水资源和地表雨水,通过沉淀、曝晒和植物净化,过滤后补充到景观湖面。其中散点式布置校园公共建筑,与花海、绿道、广场相交织,形成独具特色的校园景观。

(3)筑城

建筑群集中布局能减少硬质铺装的面积,为生态斑块和生态廊道留出空间。在校园东北沿城市道路地块,规划适当提高了建设强度,一方面为内部留出生态空间,另一方面衔接校园机理和城市机理,为校园建立严谨有序的城市界面。

3.2绿色交通

校园道路可分为慢行交通系统和机动交通系统。慢行系统的人行道、慢跑道、自行车道可采用渗水铺装。由于投资、维护等原因,机动车道较少采用可渗路面。通过协调校园交通体系减少机动车道,是增加透水性、实现道路“海绵化”的重要途径。规划建议改造校园中过宽的机动车道,收窄机动车路面,降低机动车道交通面积增加绿道等慢性系统。对于南侧建成生活区,经过可行性分析,建议将贯穿生活区的机动车道改为生活性的绿道系统,禁止机动车在生活区中心穿越。针对校园尺度,建议设置校内公交电瓶车流线。加强公共交通、绿色出行,减少机动车带来的面源污染问题。对校内停车场和广场的铺装进行改造升级,增加透水性设计。

3.3生态景观

校园总体规划方案的最大特点是通过水岸景观的湿地化,综合解决现有驳岸的硬质化、削减主干道机动车道宽度、构建校园绿道系统等问题,达到建立校园空间中心主轴、提升校园生态性能,营造校园特色景观的多重目的。保持场地中心区域的现有标高,在环湖路岸线挖填一系列深浅不一的水泡,成为串联校园东西的一条湿地景观带。通过这些水泡系统中植物和基底的设置,形成沉淀池、曝气池、渗滤池等处理措施,构成收集、净化和循环利用的水生态处理系统。从南侧山体流冲下来的雨水径流,在水泡的多层沉淀和过滤后补充进景观水面,达到节水目的。不同深度的水泡可以为水生和湿生植物群落提供多样的栖息地,以当地乡土植物,形成富有自然野趣的湿地风光。在局部区域采用花卉混播,步行栈道和绿道穿插其中,形成独具特色的湿地花海校园景观(图6)。

3.4建筑措施

由于校园建筑的屋面面积比较大,采用绿化屋面是海绵校园的一个重要措施。新规划建筑物均采用屋顶花园、平台绿化、局部架空等措施,既是海绵措施,也是对岭南建筑特点的呼应。对原有建筑屋顶进行绿化屋面改造,优先采用简单式种植屋面,自重轻,对原有结构影响小。华南地区采用一体化草盆进行佛甲草毯形式的屋顶绿化效果较好,构造简单,改造成本和营运成本低。同时采用雨水管断接的方式,把屋顶经雨水管流下的雨水导入建筑经过改造的绿地或雨水花园中。校园现有建筑风格和颜色较为杂乱,但建成时间最长不过十几年,质量尚可。穿衣戴帽式的立面改造浪费投资、有违生态校园建设理念。规划方案建议通过增加遮阳百叶、立体绿化墙、底层架空等适合岭南地域性的生态措施,提升建筑节能的同时形成绿色生态的校园整体形象(图7、图8)。

3.5雨洪系统

按照海绵城市“源头控制、中途传输、末端调蓄”的雨洪管理思路,在校园内设置了具有弹性、依次递进的生态雨洪管理系统:(1)渗:以绿化屋面、雨水花园、下沉绿地等措施促进雨水下渗;(2)滞:在有坡度的图8 现有建筑外立面改造措施示意(图片来源:项目组绘制整理)地方采用分层波浪式缓坡设计,增长下渗时间,尽量使雨水能够以自然的方式吸收与排放;(3)净:无法就地入渗的雨水汇入湿地等雨水滞留措施,经过曝氧处理和植物净化,补充进景观水体;(4)蓄:整合用地内现有水库和碎片化的水塘,形成连贯的水系,使其更具弹性发挥好雨水蓄调的功能,减少外排;(5)用:通过下埋式的雨水净化设施,将雨水净化后提供校园冲洗、灌溉用水;(6)排:在校园排洪渠与市政排洪渠之间设置调节水闸,夏季强降水天气时,校区自身无法及时消纳的超标雨水可以迅速排入市政泄洪渠,避免内涝风险。

4结语

在城市生态问题日益突出的情况下,校园建设理应落实海绵城市理念,成为城市生态格局中关键的绿色斑块[2]。珠海某高校改扩建总体规划是一次海绵校园理念下的校园有机更新设计实践。首先根据基地特征,合理布置建设强度,保护生态敏感区、存留山体雨水通道,对湖岸进行生态化改造,营造湿地花海的校园景观。通过道路改造,尽量压缩机动车道等硬化地面,保持场地的最大可渗透性,为建设“海绵校园”创造良好的基底条件。在建筑风格问题上,定位为注重遮阳通风、适宜立体绿化的岭南建筑风格,注重采用地域性的节能措施,避免了用穿衣戴帽这种流于表面的方式来协调新旧建筑。以整体建设海绵校园为目标,以海绵生态措施为途径,进行新旧校区的整体规划提升,从生态文明这一更深层次上找到校园弹性发展的“有机秩序”。

参考文献:

[1]吴民镛.旧城整治的“有机更新”[J].北京规划建设,1995(03):16-19.

[2]王明洁,吴中平,孙阳.以低影响开发理念为导向的“海绵校园”概念规划设计研究与实践[J].建筑与文化,2019(08):204-206.

作者:王明洁 郑少鹏 吴中平 孙阳 单位:华南理工大学建筑学院