莊鴻溢，李欣潼，盧靖，林子博，曾煜民

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院）

1 引言

《2019年佛山市水資源公報(bào)》顯示，佛山市禪城區(qū)年降水量1832.3mm，由于受到暴雨強(qiáng)降水和城市快排的影響，佛山市經(jīng)常發(fā)生城市內(nèi)澇，而舊城區(qū)尤為嚴(yán)重，傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)已無法滿足降雨排水的需求。根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2013〕24號），我國光伏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩和市場開發(fā)不足等問題，而佛山市擁有光伏產(chǎn)業(yè)基地，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展位于全國前列。因此，利用好雨水資源和光伏資源，將節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用到城市更新中，能夠?yàn)槠渌鞘懈绿峁┙梃b。

2 MGCS生態(tài)節(jié)能系統(tǒng)

MGCS生態(tài)系統(tǒng)概念的提出是基于雨水分類收集管理系統(tǒng)（Management-M）、雨水花園系統(tǒng)（Rain Garden-G）、城市水窗冷卻系統(tǒng)（Cooling-C）、城市光伏節(jié)能系統(tǒng)（Solar-S）四個(gè)子系統(tǒng)，主要融合了海綿城市中關(guān)于雨水利用的相關(guān)技術(shù)和光伏產(chǎn)業(yè)的相關(guān)應(yīng)用，對舊城區(qū)進(jìn)行改造升級，解決城市內(nèi)澇，資源不足等問題。

3 品字街歷史文化街區(qū)現(xiàn)狀研究

品字街歷史文化街區(qū)位于佛山升平和汾江河交匯處，街區(qū)由永安路，升平路，南堤路包圍而成，屬于佛山市中心城區(qū)的祖廟商業(yè)文化中心。街區(qū)建筑破損問題較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為升平路沿街建筑外立面受損。街區(qū)中基礎(chǔ)設(shè)施和排水設(shè)施老化嚴(yán)重，排水系統(tǒng)管道存到淤堵以及混接的現(xiàn)象，局部內(nèi)澇和水體污染等問題較為嚴(yán)重。

4 雨水分類收集管理系統(tǒng)

4.1 雨水分類處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景

目前我國多數(shù)城市存在“暴雨即澇”、“城中看?！钡痊F(xiàn)象，同時(shí)“以快排為主”的傳統(tǒng)排水方式使70%以上的雨水不能被加以利用，城市缺水問題也難以得到解決[1]。因此，將雨水進(jìn)行分類，形成一個(gè)雨水分類收集管理系統(tǒng)，有助于該片區(qū)的生態(tài)發(fā)展趨勢。

4.2 雨水分類處理系統(tǒng)組成

雨水可分為屋面徑流、路面徑流和覆被地表徑流。屋面徑流在整個(gè)雨水徑流中所占的比例較大，可以很好地利用起來；路面徑流主要是硬質(zhì)地面、街道等產(chǎn)生的徑流；覆被地表徑流經(jīng)過地表下滲匯集后進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)。故將該系統(tǒng)主要分為分類收集、分類管理以及分類使用三部分。

1）分類收集

道路可采用適當(dāng)比例的透水鋪裝，將雨水進(jìn)行粗處理后收集。通過改變綠地設(shè)計(jì)從而延長徑流時(shí)間，有助于雨水下滲。通過建造綠色屋頂和下沉式綠地等對雨水進(jìn)行收集。

2）分類管理

雨水通過收集后，進(jìn)行不同程度的粗過濾。由于雨水在初期徑流時(shí)攜帶了大量的污染物質(zhì)，故可采用過濾工藝、沉淀工藝以及消毒工藝等去除徑流中的懸浮顆粒、有機(jī)污染物和重金屬離子等有害物質(zhì)，使雨水可再利用，分類管理可有效提高城市的雨水利用率。

3）分類使用

屋面雨水水質(zhì)較好，有可引流收集直接利用的優(yōu)勢，可用于景觀用水、綠地灌溉等。路面雨水需要經(jīng)過多種手段的特殊處理，處理后可用于街區(qū)的公廁用水等。覆被地表徑流經(jīng)由綠地過濾后，可用于灌溉植物、清洗設(shè)備和景觀用水等。

5 雨水花園系統(tǒng)

5.1 雨水花園概述

雨水花園是在自然形成或人工挖掘的淺凹綠地內(nèi)種植地被植物的專類工程設(shè)施。通過土壤和植物過濾、凈化和儲(chǔ)存雨水，從而減少地表凈流量。雨水花園是一種兼具觀賞價(jià)值、生態(tài)性、持續(xù)發(fā)展的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。

5.2 雨水花園的功能組成

雨水花園既滿足生態(tài)功能，又滿足觀賞功能，是建設(shè)海綿城市的重要實(shí)踐。雨水花園能有效改變地表徑流，減輕排水管網(wǎng)壓力，改善該片區(qū)環(huán)境問題。主要組成有四部分。

1）道路滲透系統(tǒng)

道路滲透系統(tǒng)是指雨水通過路面之間的礫石填充空間滲透到下面礫石層的鋪裝系統(tǒng)。雨水中的污染物和懸浮物在滲透過程中會(huì)被截留，起到凈化作用。

2）綠色屋頂

綠色屋頂即在屋頂上鋪設(shè)柔軟的綠色植被，減緩降雨徑流，過濾空氣中的污染物[2]。雨水徑流通過處理收集，用于景觀灌溉和公廁用水。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，初步判定對街區(qū)北部和東部部分居民樓屋頂進(jìn)行綠色屋頂?shù)母脑?，從而達(dá)到調(diào)節(jié)小氣候生態(tài)環(huán)境的目的。

3）人工濕地

人工濕地是一種人工淺水生態(tài)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)用于處理和儲(chǔ)存雨水徑流，通過污染物的沉降或由植被處理提升雨水質(zhì)量。品字街歷史文化街區(qū)靠近汾江河，可以建造有工程土壤介質(zhì)和穿孔的排水管道，通過過濾污染物并提供雨水儲(chǔ)存來改善區(qū)域內(nèi)的土壤、濕度等條件。

4）輔助供水

輔助供水指的是從家庭和企業(yè)產(chǎn)生的灰水，幾乎可以用于任何不需要高質(zhì)量用水的用途，其中包括冷卻塔和公廁用水等。再生水的成本較低，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，某種程度上減輕了用水緊張的情況。

6 城市水窗冷卻系統(tǒng)

6.1 城市水窗冷卻系統(tǒng)概述

城市水窗指在城市環(huán)境中，能夠?qū)崿F(xiàn)大氣圈、生物圈、土壤圈、水圈之間通暢的能量與物質(zhì)交換，保障城市安全與生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展的非硬地界面，包括各類城市綠地、農(nóng)田、裸土地、荒草地、無硬化地的水域等[3]。

6.2 城市水窗冷卻系統(tǒng)組成

對于城市大幅度硬底化的弊端，如何將水元素運(yùn)用到其中，通過水的聯(lián)系將城市生態(tài)系統(tǒng)激活，成為最重要的問題。

1）地面水景布置

在品字街歷史文化街區(qū)布置地面水景節(jié)點(diǎn)，對城市起到冷卻降溫、緩解熱島效應(yīng)的作用。地面水景用水來源于雨水收集，形成一個(gè)資源循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。

2）HVAC系統(tǒng)

通過建于社區(qū)內(nèi)部的HVAC熱交換設(shè)備，在夜間將雨水冷卻到5℃以下，在白天將冷卻水通過管道流向街區(qū)內(nèi)的各棟建筑，從而達(dá)到降溫的作用，最終達(dá)到城市冷卻的效果。

7 城市光伏節(jié)能系統(tǒng)

7.1 城市光伏節(jié)能系統(tǒng)概述

城市光伏節(jié)能是在可再生能源的基礎(chǔ)理念上提出來的，利用太陽能的可再生能源發(fā)電優(yōu)勢，為品字街歷史文化街區(qū)提供電能系統(tǒng)。使用光伏節(jié)能系統(tǒng)有助于減少對化石燃料的依賴，從而保護(hù)環(huán)境，并且使用光伏發(fā)電也可以減少公用事業(yè)費(fèi)用。

7.2 光伏節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

光伏產(chǎn)品的應(yīng)用將大大提高品字街歷史文化街區(qū)能源的利用，將光伏能源有效地運(yùn)用在街區(qū)的日常生活中，能減少對其他能源的一來，也能創(chuàng)造更多的就業(yè)和商業(yè)機(jī)遇。

1）加裝太陽能板

通過在街區(qū)內(nèi)屋頂加裝太陽能板，由太陽能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)自然能源的一個(gè)轉(zhuǎn)換[4]。太陽能板的吸收作用，同時(shí)也能減少屋頂?shù)臒崃?，對建筑起到降溫的作用?/p>

2）光伏節(jié)能供電點(diǎn)

通過對停車場進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查，街區(qū)內(nèi)有13個(gè)停車場。通過設(shè)立汽車充電樁，為新能源車提供固定的充電點(diǎn)，減少傳統(tǒng)電能的使用。

8 結(jié)語

通過MGCS生態(tài)節(jié)能系統(tǒng)的綜合改造，對品字街歷史文化街區(qū)進(jìn)行城市更新設(shè)計(jì)。將水、綠化、能源、生活有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅能夠解決城市內(nèi)澇，資源短缺，建筑老舊破損等問題，更是提出了一種新的城市更新理念，豐富了現(xiàn)有的城市更新的技術(shù)方法，其成果能夠推廣到全國大部分城市的城市更新中。