摘要：海绵城市的建设工作会受到增量成本的影响，尤其是在项目建设之初。该文基于重庆地区大量的民用建筑海绵城市建设实践，提出了单位用地面积海绵城市增量成本的6个影响因素，分别为年径流总量控制率、年径流污染物去除率、绿地率、建筑密度、透水铺装率、绿色屋顶率，并简要分析了上述因素是如何作用和影响海绵城市建设增量成本的。为便于项目早期海绵城市建设增量成本的估算，该文指出：单位用地面积海绵城市建设增量成本可基于6个指标拟合得到，并基于多个完成的海绵城市建设项目，分别对高层建筑、洋房建筑、别墅建筑三种类型的海绵城市建设增量成本进行了拟合分析，得出了3个拟合公式。结果显示，别墅建筑的单位用地面积海绵城市建设增量成本拟合性最好，偏差最小。
关键词：海绵城市；增量成本；年径流总量控制率；年径流污染物去除率；线性回归
0引言
近年来，加强生态文明建设被不断提到新高度，海绵城市建设作为生态文明建设的重要内容得到了快速发展。2016年重庆市人民政府办公厅了《关于推进海绵城市建设的实施意见》[1]，意见要求力争到2020年，试点区县（自治县）城市建成区30%以上、非试点区县（自治县）城市建成区20%以上的面积达到目标要求；2030年，全市城市建成区80%以上的面积达到目标要求。海绵城市的建设，增量成本是其中的影响因素之一，国内的其他地区对海绵城市建设增量成本也进行了相关研究。唐树英等人[2]针对市政道路的LID，提出了市政道路年径流总量控制、污水再生利用等6种具体效益指标及计算标准，利用全生命周期（LCA）成本理念，构建出了环境综合效益和经济综合效益模型，并以南方某城市试点道路为例，验证了综合效益模型的可行性。胡期光等人[3]分析了海绵城市理念下既有居住小区绿化改造项目与传统绿化改造项目相比产生的增量成本和获得的增量效益，运用费用效益分析理论对既有居住小区绿化改造项目进行分析。杨秋侠等人[4]选取西安建筑科技大学校园一部分，按照效益-成本双重目标进行绿色基础设施规模设计，运用NSGA-Ⅱ算法寻找绿色基础设施建设规模效益-成本关系，发现在一定范围内，随着汇水区域降雨截留量比例的提高，汇水区域单位面积承担的建设成本提高较缓慢，在此范围内选取建设方案比较经济；超出该范围，汇水区域降雨量截留比例的增加会使汇水区域单位面积的建设成本急剧变大。
1民用建筑海绵城市主要技术措施
海绵城市的建设技术措施多种多样，在不同的场合下选取的技术形式不尽相同，主要根据年径流总量控制率（如重庆地区一般为70%～80%）、年径流污染物去除率（如重庆地区一般为50%～55%）两个指标，选用透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、雨水收集回用等技术措施。每种技术措施因其做法、实施难易程度、造价、适用性等因素存在较大差异，具体实施时，应根据项目实际情况选用[5-6]。
2海绵城市建设增量成本的影响指标分析
经过大量的项目设计实践发现，海绵城市的建设增量成本受场地年径流总量控制率、年径流污染物去除率、绿地率（绿地面积占建设用地面积的比例）、建筑密度、透水铺装率、绿色屋顶率等指标影响。此外还有雨水资源化利用等指标，雨水资源化利用方式较多，一般以满足绿化灌溉、道路冲洗的要求为主[7]，但雨水资源化利用一般受年径流总量控制率的影响，因此可不单独考虑。一般而言，场地年径流总量控制率越大，需要控制的径流量亦越大，需要的容积式控制措施的容量（如下沉式绿地、雨水花园、雨水收集池等）亦越大，例如在年径流总量控制率为60%的情况下，对应的降雨厚度为11.0mm（以重庆武隆区数据为例），而在年径流总量控制率为80%时，对应的降雨厚度为22.1mm，增加了近100%。年径流污染物去除率越高，越需要去污率高的设施，根据《重庆市低影响开发雨水系统设计标准》，绿地的年径流污染物去除率为50%～60%[8]。绿地是天然的海绵体，其雨量综合径流系数为0.15，绿地率对场地海绵城市增量存在较大影响，绿地率越高，项目本底条件越好，越容易实现更高指标的海绵城市要求，也就意味着，在同样的海绵城市指标条件下，绿地率越高，海绵城市增量成本越低。建筑密度是指在一定范围内，建筑物的基底面积总和与占用地面积的比例，该比值越大，建筑物的基底面积越大，开发强度越高，硬化面积比例也越高，地块的综合径流系数越大，为达到年径流总量控制的要求，其总控制容积也越高。透水铺装率越高，场地中应用的透水铺装比例大，可有效降低场地综合径流系数，降低径流。但透水铺装的品质差异较大，价格相差也较大，从150～700元/m2不等，对于海绵城市建设存在较大影响[7]。对于年径流总量控制率较高的场地（如大于80%），由于场地条件受限制，需要采用雨水收集回用系统。雨水回用系统形式多样，有钢筋混凝土式雨水收集池，也有PP模块式雨水收集池，两者价格差别也较大。钢筋混凝土的雨水收集池，占地空间较大，PP模块式雨水收集池单价较高，但是施工速度较快[9-12]。项目建设初期，往往要对海绵城市的建设增量成本进行估算，但因建设初期，资料深度不足，无法进行精确计算，但上述6个指标一般可以获取。经过大量的项目实践及研讨，发现年径流总量控制率、年径流污染物去除率、绿地率（因绿地率指标由绿地面积指标折算得到，不能反应实际情况，本文采用绿地面积比例，即绿地面积占用地面积的比例）、建筑密度、透水铺装率、绿色屋顶率共计6个指标对海绵城市建设增量成本影响较大，因此，考虑基于上述6个指标，采用多元线性回归得到单位建设用地面积的海绵城市建设增量成本。
3样本的选取情况分析
本文选取了重庆地区的大量项目进行统计分析计算。总计项目数量为97个，分别为高层、洋房、别墅、混合业态、公建等，数量依次为37、19、9、21、11，其中高层项目样本量最大，混合业态中主要为高层+洋房、洋房+别墅、高层+洋房、高层+洋房+别墅4种业态，公建类型项目中包含了办公、学校、商业等项目（图1）。针对各个项目的年径流总量控制率和年径流污染物去除率进行了统计分析，按照年径流总量控制率≤60%、＞60%且≤70%、＞70%且≤80%、＞80%四个类别进行分级，经统计分析，年径流总量控制率指标在＞60%且≤70%的比例最低，在＞70%且≤80%的比例最高（图2）。对于年径流污染物（SS）去除率指标，按≤45%、＞45%且≤50%、＞50%且≤55%、＞55%四个档次进行分类统计分析，发现＞50%且≤55%的比例最高（图3）。因混合业态（包含4类建筑）和公建类建筑（包含3类建筑）中，细分的样本量较少，故本文不讨论混合业态和公共建筑，仅对高层、洋房、别墅类建筑的海绵城市建设增量成本进行拟合分析。
4海绵城市建设增量成本拟合分析
4.1高层建筑。将37个重庆地区的高层建筑的增量成本进行多元线性回归分析，得到公式（1），回归分析的结果如表1所示，相关系数R2为0.972，表明拟合程度较好，相关系数高。X=-45.65xX1+9.07xX2+11.33xX3+11.04xX4+49.99xX5+19.03xX6（1）其中，X：单位用地面积的海绵城市建设增量成本（元/m2）；X1：绿地面积比例；X2：建筑密度；X3：年径流总量控制率；X4：年径流污染物去除率；X5：绿色屋顶率；X6：透水铺装率。按照以上拟合公式对37个高层建筑海绵城市建设增量成本进行计算分析，从图4可知，如以偏差±20%计，处于此范围内的点数为31个，占比为83.8%。
4.2洋房建筑。将19个洋房建筑的增量成本进行多元线性回归分析，得到公式（2），回归分析的结果如表1所示，相关系数R2为0.957，表明拟合程度较好，相关系数高。X=-35.31xX1-6.52xX2+133.81xX3-93.52xX4+60.92xX5+15.38xX6（2）其中，X：单位用地面积的海绵城市建设增量成本（元/m2）；X1：绿地面积比例；X2：建筑密度；X3：年径流总量控制率；X4：年径流污染物去除率；X5：绿色屋顶率；X6：透水铺装率。按照以上拟合公式对19个高层建筑海绵城市建设增量成本进行计算分析，从图5可知，如以偏差±20%计，处于此范围内的点数为17个，占比为89.4%。
4.3别墅建筑。将8个别墅建筑的增量成本进行多元线性回归分析，得到公式（3），回归分析的结果如表1所示，相关系数R2为0.999，表明拟合程度较好，相关系数高。X=-37.81xX1-43.28xX2-73.15xX3+136.09xX4+66.90xX5-3.33xX6（3）其中X：单位用地面积的海绵城市建设增量成本（元/m2）；X1：绿地面积比例；X2：建筑密度；X3：年径流总量控制率；X4：年径流污染物去除率；X5：绿色屋顶率；X6：透水铺装率。按照以上拟合公式对8个别墅建筑海绵城市建设增量成本进行计算分析，从图6可知，拟合值与实际值偏差较小，处于-3.2%～5.7%，线性回归效果好。
4.4总体分析。从上述3种业态的单位建设用地面积海绵城市建设增量成本看：（1）三种建筑业态下，R2值均较高，均大于0.95，其中又以别墅项目为最高，达0.999；（2）部分业态下，拟合值与实际值偏差较大，这主要受部分项目的建设单位技术选择标准的影响（如部分单位对技术选择具有倾向性）；（3）由于选择的样本数量有限，相关指标（年径流总量控制率及年径流污染物去除率）在近期新建海绵城市项目中有所提升，对增量成本存在一定的影响；同时，随着部分产品（如绿色屋顶、透水铺装）市场应用更广泛，单项设施成本将降低。因此，本文拟合得到的海绵城市建设增量成本公式仅适合于现阶段市场行情。随着海绵城市建设项目的增多，可供拟合分析的样本量将增加，建设单位或其成本部可采用此方法进行分析，得到贴合性更好的海绵城市单位面积增量成本拟合（估算）公式，供工程项目决策。
5结语
针对大量项目对海绵城市建设增量成本的影响分析，发现海绵城市的建设增量成本主要受场地年径流总量控制率、年径流污染物去除率、绿地率（绿地面积占建设用地面积的比例）、建筑密度、透水铺装率、绿色屋顶率等指标影响。选择不同数量的样本，对高层、洋房、别墅三类型建筑的海绵城市建设单位面积增量成本进行了拟合分析，基于对不同类型的建筑进行分析发现，高层建筑海绵城市建设增量成本X=-45.65xX1+9.07xX2+11.33xX3+11.04xX4+49.99xX5+19.03xX6（R2=0.972）；洋房建筑海绵城市建设增量成本X=-35.31xX1-6.52xX2+133.81xX3-93.52xX4+60.92xX5+15.38xX6（R2=0.957）；别墅建筑海绵城市建设增量成本X=-37.81xX1-43.28xX2-73.15xX3+136.09xX4+66.90xX5-3.33xX6（R2=0.999），并对拟合结果与实际值进行分析，发现别墅建筑的海绵城市建设增量成本拟合性最好。
作者:戴辉自 秦砚瑶 陈璞玉 单位:中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司绿色建筑设计研究院
