基于海绵城市理念下的透水砖及铺装设计

基于海绵城市理念下的透水砖及铺装设计

摘要：海绵城市＂理念作为一种重要的城市建设规划的重要手段在国外兴起，

因其良好的调节作用，后续不断发展壮大，送也引起了国内外学者的广泛关注，

在这样的一个生态环保的理念下，我们研究相关的理论。得出城市的大面积硬质

化地面铺装也是影响整个城市未来生态发展的一个重要方面。应该采用先进的科

学的新型的透水性路面设计来取代往的不太环保的硬质化地面，从而促进城市生

态平衡发展。

关键词：海绵城市理念；透水砖；铺装设计

1 海绵城市概述

海绵城市的建设，是在尊重和利用自然规律的前提之下，一旦出现洪涝灾害

的情况，可以快速的吸纳雨水，进行排水的工作。就像海绵体一样，这是城市建

设的新理念和发展趋势。尤其是县城的规划建设，更应该依据海绵城市的理念进

行规划，这是因为大多数县城管网的排水能力差，借助海绵城市的理念，可以加

强县城对雨水的储存，净化，排除以及再利用。这样既能解决雨水过大给县城带

来的压力问题，又能净化雨水，还能够解决新城缺水的问题，这是一举多得的好事，同时也对我国城市化建设具有重要的知道意义和作用。因此，海绵城市理念

应该运用到城市建设之中。

2透水砖设计的要素

2.1倒角

绝大多数砖体块具有倒角边缘，实心的90度直角的砖体实际上是整个砖块

内的弱点。如果两个相邻的块与以二者之间的界面为中心的载荷一起被压缩，则

力由该上翼缘承受。施加在块内的压力不再完全是压缩力；部分力变成拉伸力，

虽然混凝土是压缩中的优良材料，但是张力非常弱，导致砖体外观被破坏。小倒

角的添加可有效消除拉伸力，从而增加砖体的抗压强度。

2.2肋条

砖块有各种各样的规格，但业界基本采用了一种通用的方式一一肋条，其通

过砖体与肋条之间的间隔创建一个空隙，让水通过。在一些砖体上，肋条的间隔

距离是比较大的，并且以一种偏移图案的方式以产生大约6mm宽度的接头。也

有制造商选择“标准”3mm间隔肋条，但是它们布置在块上，使得肋条对肋条，从

而创建6~宽的接头。还有将两者结合在一起的块：与补充的笔尖一起偏移的笔尖。

2.3尺度

尺度是指相对于人体空间物体大小的体现，是各种铺装设计中的一种重要度

量方法。尺度设置非常重要，其关系到铺装设计的成败。用作路面铺设的透水砖

块材的厚度不宜大于50毫米，同时砖块的长与厚的比值不能大于4。

3透水砖铺装设计的原则

3.1材料与生产的生态设计原则

实践表明，对污染进行末端治理已不能满足国家可持续发展的基本需求，要

从根本解决工业生产给生态环境造成的影响，必须从源头开始对可能出现的污染

进行预防。产品设计能有效从源头解决污染预防。生态设计原则及是保证产品在

原材料加工、生产制造、运输、使用及报废处理的整个生命周期过程中对环境影

响最小。这样既可以从源头上做到污染预防，又能在末端省却许多清理污染的过

程，极大节约产品生产成本及资源，做到真正的可持续发展。基于这种生态设计

的原则，本文采用两种方式分别从材料和生产方面降低透水砖对环境的影响。其

一是利用建筑废渣作为普通地面砖的骨料，其二是采用液压干法成型混凝土砖。

相较于现有的陶瓷砖在制作过程中需要燃烧大量的煤炭资源，造成的大量污染，

建筑废渣与液压成型方式从材料到生产过程以生态设计原则为基准，其在源头上

避免了污染，后期维护成本也大大降低。

3.2便于安装的人性化设计原则

透水砖设计是一个系统设计，在进行砖体设计时，应该考虑安装人员的作业

情景、行为习惯、身体结构、心理状态及安装时的思维模式等，并结合安装人员

的使用情景心理等进行分析。透水砖的安装要考虑人体力学的原则，其大小、重

量都直接影响工人在安装、搬运透水砖时所耗费的时间与体力，因此设计的砖体

规格既要符合一个人搬运的体力，还要保证安装时的效率。

4透水砖设计实践

4.1实践背景

内江市恒世达建材有限公司是在2001年成立的内江彩砖厂发展起来的民营

企业，于2011年开始生产透水砖与透水路沿石产品，公司主要利用建筑垃圾、

各种废矿、尾矿等固废材料生产市政、园林景观产品，主要有天砂砖系列，彩色

压模沥青路面系列，水工护坡、干垒挡墙系列、路缘石等新型混凝土系列生态环

保景观产品。公司拥有一套具有全国先进水平的全自动化免托板砖机生产线，拥

有生态路面砖自主知识产权，年产生态环保景观产品30万平米以上。本次设计

主要是依据对透水砖的调研，总结现有透水砖在实际应用上存在的问题，并通过

对技术人员、安装运输人员、结合该公司多年的市场销售经验，以及对生产过程

中存在的问题，进行完整的透水铺装系统的设计。

4.2设计分析

设计研究阶段首先将对透水砖铺装系统在功能定义和使用环境方面进行分析，这部分的研究将确定以使用者为导向的产品功能定位。其次，本研究还将透水砖

的材料分析、砖形加工工艺、安装铺设情景和透水铺装的设计要素与原则中的研

究结论进行整合，使研究结论更好的应用到透水砖铺装系统的设计实践中。最后，本研究将通过物理性能测试对透水铺装系统进行可行性评估分析。

4.3功能定义

透水砖铺装系统的功能是有效的环节城市的大量硬质化铺装所带来的城市问题，它有几方面的功能：首先是通过透水点有规则的排列可以将雨水回流地表径流；其次通过包围设计对砖体的强度提高使地面铺装有更佳舒适的体验感；第三

通过对两种砖形的造型设计，以不同的组合形式来提高城市铺装的艺术设计感，

丰富铺装多样性；最后通过该铺装系统的设计可以更好的优化产品运输包装安装

的流程。通过这样的几种方式来实现对硬质化地面的解决措施。透水砖铺装系统

要现有城市地面有相同的使用情境，因此透水性铺装系统的使用环境使同样的，

它不但要有有效的透水性和承受高强度的压力与磨损，还要承担城市公共环境的

美观化的体验感、并且还要结合现有的市场经济承受能力。

通过对透水砖对功能定义进行分析，满足透水砖铺砖系统的产品应该具有透

水性、强度高、耐磨性、防滑性、铺装多样性的产品特征。在透水砖的造型设计中，必须要具备这样的产品语言，才能匹配透水铺装系统的铺装要求。

4.4设计实践方案

4.4.1砖形设计