● 合作单位:中国建筑科学研究院有限公司、中国建筑设计研究院有限公司、中国中建设计集团有限公司
我国城镇建设已进入以存量为主、高质量发展的新阶段。老旧住区的改造作为重大惠民工程和拉动经济发展的新引擎,受到中央和政府有关部门的高度重视,已然成为社会各界聚焦的新热点,更成为广大城镇居民的殷切期待。
2018年7月,科技部启动了“十三五”国家重点研发计划项目“既有城市住区功能提升及改造技术”,下设六大课题。我院作为课题五“既有城市住区海绵化升级改造技术”牵头单位,联合中国建研院、中国建筑设计院、中国中建设计集团三家机构,紧紧围绕“既有城市住区”和“海绵化”两大专业方向,针对既有城市住区改造特点及海绵化提升中的痛点难点问题,共同开展为期三年的科技研发工作,进行全链条的技术方法研究和重点攻关。
课题坚持以人为本、问题导向,以系统性、科学化、精准化为引领,以信息化工具为支撑,通过实地调研及案例研究、政策与技术体系研究、示范工程技术应用等,构建了系统化的技术体系,研发了精准化评估技术、关键问题核心技术,并在既有城市住区海绵化改造评估技术、改造集成技术、海绵设施与景观系统有机融合技术、海绵化智能监测与信息化技术等4方面形成突破:
契合老旧小区分级改造模式,从改造需求出发,聚焦城市住区尺度的涉水问题及改造条件,针对公共区域和老旧小区两个层次,从技术理性和居民感知评价两个不同视角选取评估要素,并纳入政策及资金支持子项,分别构建评估方法及指标体系,为精准化识别问题、遴选改造项目、确定改造分级提供科学依据。
承接分级改造评估结果,按照基础类、完善类、提升类三种分级,分别研究与之对应的实施技术路径,制定单项-集成技术方法和图示,并以设计新方法和适宜的新技术研发为目标,采用“问题导向→技术研究→设备研发→技术应用”的方法体系,细化各类适用措施的尺寸、技术参数指导,有效解决和应对国内工程措施设计、施工粗放的问题。
针对以往海绵化设施与建筑、绿地、道路等要素结合不够、景观性不佳、公众接受度低、复合功能发挥不足等问题,课题从系统融合角度出发,研究海绵设施景观化融合方法,制定图文并茂的通用性设计导则,并按照不同气候区、不同场所特点,遴选出生长习性与不同海绵设施相匹配的植物种类,详细给出生态习性、生物特征、观赏特性、园林用途、适用地区、适用海绵设施类型等指标,形成海绵化改造植物库。
围绕既有城市住区海绵化性能升级改造目标,研发海绵化性能指标一体化监测模拟工具,并有效甄选关键监测指标,研究监测指标间的关联度,明确监测布点系统方法,优化数据采集装置性能及数据传输认证方式,使模拟工具与监测方法相辅相成,为既有城市住区海绵城市建设监管、运维管理、考核评估和综合管理提供数据支撑。
综合各类待改造区面临的问题及不同的改造需求,开创性提出建立既有住区“分级改造”理论体系,包括现状分级评估体系、分级响应技术体系及配套支撑体系,并按照基础类、完善类、提升类三种改造类型,有针对性的制定分级改造方案,有效应对既有住区更新改造量大面广、资金紧张和诉求多元的挑战。
“分级改造”理论不仅在本课题贯穿始终,还被整个“既有城市住区”大项目组及其他平行课题所采纳。
(1)研发了我国第一个住区尺度的海绵化改造评估标准,既落实了我国海绵城市建设总体要求,也填补了住区层面缺乏海绵化改造科学评判标准的空白,并采取技术理性+居民感知相结合的方式,改进了技术标准视野。该标准现已正式发布,经科技查新及专家评议,达国际先进水平。
(2)承接海绵化分级改造评估结果,首次在海绵化改造的细分领域建立完善“分级改造”适宜技术体系,并从设施尺寸、水力坡度、工艺流程等方面着手,优化海绵设施设计参数。同时,针对国内现有透水铺装存在的形式单一、功能不足等问题,试制并研发了两种集渗、滞、净于一体的高强度透水铺装设施,不仅具备施工周期短、安装便捷、施工技术要求低等特点,也更加适应既有城市住区的改造特点。
(3)充分考虑海绵与景观的融合,从海绵设施与建筑、绿地、道路广场、水系、小品、通用设施六个方面,系统建立了海绵设施与景观融合的方法体系,梳理提出60余项景观要素融合的途径,并针对全国九大气候分区、不同场地条件、不同海绵设施提出典型植物配置模式,遴选形成海绵适用植物库1000余种。对改善海绵设施建设效果、提高居民接受度、降低养护难度等方面起到积极作用。
(4)基于开源的跨平台地理信息系统(QGIS),SWMM模型,应用水文数学模型和计算机模拟仿真技术,自主研发了可控的既有城市住区海绵化改造模拟软件,实现海绵设施的可视化定量分析评估,并为监测数据的载入预留了数据接口。
基于课题研究成果,选取不同气候区的多个城市,开展综合及专项示范应用。以玉溪综合示范工程为例,在示范改造过程中以玉溪市海绵城市建设为牵引,基于海绵化“分级改造”评估体系,将3.45平方公里既有城市住区划分为基本类、完善类、提升类,并充分吸纳本项目其他课题研究成果,采取“1+N”技术模式,提出差异化改造方案,统筹推进“空间挖潜、生态修复、管网改造、停车改善、社区美化、健康慢行、智慧管理”技术应用。不仅实现了一次改造多重受益的目的,也堪称综合改造技术在同一项目中集成应用的典范。
明责任,设立课题及各项示范工程资料保管专员,针对示范工程建立跟进单位-跟进专员-资料管理专员三级负责制。
抓经费,严格按照预算执行经费管理,定期查阅课题财务明细,及时完成经费调剂申请和批示,保证专款专用,独立核算。
课题自研究伊始便提出分级改造的三种分类方法,与日后国家和部委出台的老旧小区改造相关政策的要求高度吻合。
主编协会标准1部,参编标准3部,形成各类研究报告/专题报告8份,设计新方法1套、专利1项、软著1项、试制设备2套、著作1部,论文12篇,为既有城市住区改造提供了强有力的技术支持。
课题负责人连续三年在全国绿建大会、规划学会专委会上做主旨报告,与相关专业领域研究团队进行技术交流。同时,课题研究成果及工程案例不仅连续三年收录在《既有建筑改造年鉴》中,且经技术查新和成果鉴定达先进水平。
课题研究注重产学研用结合,联合项目其他课题承担单位,共开展了14项综合示范工程,由本课题主导推进3项示范工程,包含2平方公里规模以上绿色低碳区或健康城区示范2项,居住区环境品质和基础设施综合改造示范1项。
上述示范工程经专家评议,顺利取得城科会授予的健康标识,其中玉溪综合改造示范达“金级”,遂宁达“银级”标准。示范工程改造使得住区面貌焕然一新,各项绿色及健康性能得到了显著提升,受到驻地居民的广泛好评,也吸引了很多业内同行参观学习。
本项目为国家重点研发项目课题,具有很高的创新性。产出包括标准、设备、专利和专著等,并在典型城市示范应用。建议项目报奖时,补充与城市更新项目的结合内容。本项目还可以考虑申报规划学会的科技进步奖。