大同市黃河給水工程凈水廠凈水車間設計體會

譚蓉

(中國市政工程西南設計研究總院，四川 成都 610081)

山西省大同市黃河給水工程凈水廠總用地面積為18公頃。凈水廠設計總規模為40萬m3/d。是國內大型水廠之一。廠區總平面按功能及工藝流程要求，分為廠前區、生產輔助區、深度處理區、生產區等。凈水車間位于廠內生產區，車間內包含有濾池4座、沉淀池4座、配電室及泵房等生產功能。其總平面長度為204.7米，寬度為151.7米。這樣大的建筑平面尺寸，在國內水廠中較為罕見。

對這樣一個大型、大跨度的工業建筑，我們設計時在平面上除了滿足工藝流程的需要，還要盡量考慮到內部功能分區及交通組織的明確性和合理性。室內豎向交通主要通過構筑物之間的渠道及室內天橋加以連接。因建筑物體量、跨度較大，設計時主體結構采用網架結構。為了便于車間內車輛的通行，在建筑物四周靠外圍的部分及建筑物的中部分別設置回形通道及一字形通道，通道進深為4.3～6米，完全滿足生產車輛的行駛。平面設計時將建筑物四周靠外圍的回形通道這部分空間的結構形式考慮為框架結構，使其將主體網架部分完全圍合在建筑物中間，既滿足了內部交通的需要，又在平面尺寸上減少了網架結構的跨度，且為建筑物在立面造型上提供了較為有利的條件。

凈水車間建筑單層面積為31242平方米，其建筑物的火災危險分類為戊類，故設計時可不進行防火分區，但在建筑物東南西北四周分別設置了8個疏散出口，以滿足消防及生產的需要。為了不使建筑物內部柱網與工藝池體、車間、內部車輛行駛通道等產生矛盾及碰撞，我們對車間內柱網布置進行了數次調整。柱網尺寸最后確定為4300X6000mm及、6000X6000mm、6600X6000mm，使其盡量到達規整、勻稱的效果，且一定的規律性，便于結構的布局及后期工程的施工。

凈水車間內設有一座小型泵房，因泵房內設備噪音較大，設計時考慮在泵房內墻四周設置裝飾穿孔鋁板罩面，50厚超細玻璃棉內襯吸音墻，以改善室內工作環境。室內因有生產車輛的進出，再加上水廠自身對環境的潔凈度要求較高，室內地面采用環氧耐磨自流坪，使室內地面在使用時達到滿意的強度及潔凈度。

考慮到建筑物進深太大，僅僅依靠外墻上外窗的采光無法滿足室內采光的要求，設計時在建筑物中間的主體網架部分的金屬屋面上增設采光天窗，以滿足車間內部采光的要求。由于項目所在地的海拔較高，在1023米左右，紫外線照射較強，采光天窗材料選用帶紫外線防護層的聚碳酸酯多層板透光板。因建筑屋面匯水面積較大，為30000平方米左右，故屋面排水設計時考慮為虹吸式雨水排水系統，以減少排水豎管的數量及管徑。采用虹吸式雨水排水系統時，建筑物雨水天溝不設置縱坡，但因其處在北方寒冷地區，為了減少積雪、結冰等情況給屋面及天溝排水帶來的風險，設計時考慮電伴熱雨水斗，對雨水斗附近的積雪及結冰進行加熱處理，使其融化，不使其堵塞雨水斗，保證屋面雨水排水的通暢。

立面造型設計：建筑造型設計充分利用光影及結構構件的造型美，在保持凈水車間空間體量有一個合理尺度的效果下，同時考慮降低室內采暖空間、達到有效節能的效果。結合廠區其它建筑造型，使之盡量達到雄奇壯觀又不失輕靈、秀美的效果，在和諧與對比中盡顯水廠建筑的整體美。具體做法是：利用平面外墻進退、裝飾材料的材質及顏色和層高高低、結構形式等變化，使建筑物在立面造型中，形成自身凹凸有致，高低錯落的旋律，并在立面上采用建筑設計中虛實對比、縱橫對比的手法，建筑物的色調為淺暖色調，外墻顏色為豆沙色及白色，使凈水車間在水廠的氛圍中體現出安靜而又具有現代感的特色。有效組織視覺空間和環境空間，使其以景觀建筑的形式溶入到整個城市的大環境中，體現豐富內涵的凈水廠市政建筑。

建筑節能設計：大同市從全國氣候分區表來看，屬于嚴寒地區B區。雖然現階段國家對工業建筑沒有相關的節能方面的規范規定要求，因凈水車間內進行了采暖設計，為了保證的室內環境，提高能效，我們任然對建筑的屋面、外墻面、門窗等采取了相應的保溫節能措施。外墻主要采用了外保溫與內保溫相結合的外墻保溫系統，具體做法是：外墻墻體材料為300mm厚蒸壓有加氣混凝土，保溫材料為外墻內外各考慮25mm厚中空玻化微珠保溫砂漿抹灰。門窗是建筑節能的薄弱部分，因此在產品選用及節點構造方面同時加以考慮，外門窗6+9+6中空玻璃，高氣密性節能塑鋼窗，避免窗框不會結露及產生霉變。屋面金屬保溫夾心板厚度100，為硬質聚氨酯夾芯板，硬質聚氨酯材料導熱系數≤ 0.03W/(m.k)。

通過對大同市黃河給水工程凈水廠凈水車間設計，使我們更多地了解了在北方寒冷候條件下，大型及大跨度工業建筑在設計時的許多值得建筑師們去注意和摸索的細節問題，涉及到了節能、采光、屋面排水、結構型式、立面造型等方面的內容。通過與其它各專業之間的協調、避讓、補充等巧妙地配合，建筑師在設計時應盡量利用已有的條件為建筑在空間布局、交通組織、立面造型等創造更加有利的條件。

[1]同濟大學建筑設計研究院.《虹吸式屋面雨水系統技術規程[M].北京：中國計劃出版社，2005.

[2]JGJ-91.網架結構設計與施工規范[s].

[3]DB13(J)81-2009.公共建筑節能設計標準[S].