基于實例的地下污水處理廠建筑設計要點分析

王丹

（廣州市市政工程設計研究總院 廣東廣州 510060）

污水處理廠的建設有利于解決水環境污染問題，是我國改善水污染現狀的主要舉措。相比地上污水處理廠產生的噪音、惡臭等種種弊端，地下污水處理廠占用空間少，節約土地資源，環境污染小，并能與周邊環境相協調發展，提高周圍土地資源的價值，已經成為了污水治理工程新的發展趨勢。

本文結合昆明某地下污水處理廠工程案例，以建筑設計的角度著眼整個項目，對地下污水處理廠的建筑設計要點進行闡述和分析，期望能為地下污水處理廠的設計提供更多的思路和可能。

1 工程概況

本項目采用工藝運行費用較低、運行維護管理簡單、出水穩定的改良A2/O污水處理工藝方案。地下污水處理廠建設費用為59936.06萬元，總規模為12萬m3/d。項目建設用地面積為48302m2，地下建筑面積為62819m2，地面建筑面積為 2552m2。

地下污水處理廠按功能分區可分為廠前區（地面層）和地下處理區。廠前區是整個廠區的地面層，包括生產調度中心（地上2層，半地下設備層1層）、風塔、消防樓梯電梯間、通風口、采光口及公園景觀綠化。地下處理區（地下兩層）是污水廠的操作和生產空間。

2 地面建筑規模

按照《城市污水處理工程項目建設標準》（建標〔2001〕77號），本項目屬于二級Ⅲ類污水處理廠（10～20萬m3/d，以污水處理量計），附屬設施建筑面積指標為2665～3455m2，包括輔助生產用房，管理用房及生活設施用房。

3 總平面布局

圖1 昆明某地下污水廠總平面圖

在滿足建筑退縮和工藝流程的條件下，廠區建筑平面布置合理緊湊，用地節約，分區明確。廠前區周邊設環廠道路與規劃道路、現狀道路相接。根據地下污水處理廠的特點，廠區入口設于用地北側，人行道路和車行道路分別設置，進入廠前區和地下處理區的車行道分別設置、互不干擾；項目流線清晰，廠前區和地下處理區的車輛通過用地南側的出口駛出廠區。廠內各部分相互聯系方便，既對交通運輸及消防有利，又便于人流、車流的組織。環廠道路寬6m，轉彎半徑不小于9m，進入地下處理區的單向地下通道寬4.5m。公園人流通過用地西側的人行出入口進入公園，與污水處理廠分區明確。考慮廠區現狀地面標高和周圍路網規劃標高，綜合利用現有用地條件，盡可能減少地下空間的基礎埋深，減少挖方量。環廠道路比當年百年一遇洪水位高1.1m，地下頂板覆土2m布置綠化景觀，滿足項目綠地率的要求。

4 建筑空間與功能

圖2 昆明某地下污水廠鳥瞰圖

廠前區通過若干內部空間的序列空間組合以及各建筑物、構筑物所具有的范圍、形狀、大小、高低、色彩氣氛等特征的體現，力求創造一種高質量的環保生態氛圍。生產調度中心與風塔高度相近，結合布置，與錯落有致的地面樓電梯間共同形成興味盎然的建筑空間。建筑造型簡潔明朗，既體現污水廠的自身特點，又創造出富有時代氣息的花園生態型建筑風貌。

地下處理區負二層主要布置預處理車間、污泥脫水車間、綜合泵房和生化池、二沉池等主要池體。在綜合泵房旁設置吊裝口，方便各種設施進出負二層。負一層主要為各種池體的池頂及操作平臺，電房和風機房等根據需要集中緊湊布置。負一層南北向布置的車行道是地下管線的大動脈和檢修通道，連接兩側的處理池和設備，使整個地下空間利用高效，管線連接便捷，維護方便。生產調度中心根據地勢，利用地下處理區頂板和室外地面之間的高差設置半地下設備層，并將使用要求高的變配電用房設于設備層內，使之可直接通向室外。設備層次出入口可通過消防電梯及樓梯進入生產調度中心各樓層。生產調度中心首層南側設主出入口，首層為中控室、化驗室、消防控制室和后勤等用房；二層為辦公室、會議室和值班用房。

5 建筑防火與防爆

地下處理區生產的火災危險性分類為戊類，建筑耐火等級為一級，防火分區間采用防火墻、防火卷簾及防火門分隔。根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）中3.3.1條規定，丁戊類廠房地下室最大防火分區面積為1000m2；3.3.3規定，廠房內設置自動滅火系統時，每個防火分區的最大允許建筑面積可增加1.0倍。因此地下處理區每個防火分區的最大允許建筑面積定為2000m2。對于池體與管線無人區，防火分區劃分時應扣除。根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）中3.7.2的規定，地下廠房每個防火分區的安全出口不應小于2個，且必須至少有一個直通室外的獨立安全出口。本項目地下處理區每個防火分區有一個直通室外的安全出口，另一個安全出口通向相鄰的防火分區。

圖3 地下處理區防火分區示意圖

地下處理區負二層扣除池體無人區，可分為五個防火分區。左上角A2為負二層到負一層的吊裝口，面積僅約100m2，并入到負一層的防火分區內。根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）中第7.3.1條的規定，埋深大于10米且總建筑面積大于3000m2的其他地下或半地下建筑應設置消防電梯；第7.3.2條規定，消防電梯應分別設置在不同防火分區內，且每個防火分區不應少于1臺，相鄰兩個防火分區可共用1臺消防電梯。故地下負二層共設置了四臺消防電梯。其中A2防火分區僅為負一層到負二層吊裝使用，且面積僅有100m2左右，所以未設置消防電梯。地下處理區負一層共設置十四個防火分區，其中A2區域南北縱向車行道連接地上與地下、負一層各房間的交通。由于負一層防火分區較多，采用安全出口直接連接地面會對地面景觀造成較大的影響，因此在A5～A10區域的南北兩側各設置一條東西走向的避難走道，大大減少了地面安全出口的數量，減少了對地面景觀的影響。因此，負一層共有七個安全出口通向地面，其中一個與生產調度中心合建。

生產調度中心建筑耐火等級為二級，共設兩個防火分區，其中半地下設備層為一個防火分區，首層和二層為一個防火分區。每個防火分區面積均小于2500m2，均設兩個安全出口直通室外。

在建筑設計中，確定污水處理廠生產過程中使用藥品的危險性等級十分重要。若使用或儲存藥品生產的火災危險性分類為甲類、乙類的房間，不應布置于地下。有爆炸危險的甲類、乙類廠房宜獨立設置，避開人員密集場所和主要交通道路，并采用敞開式或半敞開式的建筑形式。有爆炸危險的甲類、乙類廠房或倉庫在有爆炸危險部位應設置泄壓設施，避免建筑物受到嚴重損害。但本項目未設置防爆房間，不做考慮。

6 建筑地下防水

地下處理區的建筑防水等級為一級，防水材料采用3mm厚自粘聚合物改性瀝青防水卷材（聚酯胎）+2mm厚聚合物水泥防水涂料，頂板應設0.5%排水坡度。

根據《20kV及以下變電所設計規范》（GB50053-2013）中2.0.4條的規定，在多層或高層建筑物的地下層設置非充油電氣設備的配電所、變電所，當有多層地下層時，不應設置在最底層，當只有地下一層時，應采取抬高地面和防止雨水、消防水等積水的措施。地下處理區將電房設置在負一層；生產調度中心的半地下設備層為防止水流倒灌，在地面入口處設置了截水溝等措施，并適當抬高了設備層的地面標高。

7 地下建筑采光口

地下處理區采光較差，為了降低地下空間的壓抑感，在負一層南北向主要通道上方設置了采光口自然采光。采光口混凝土口部高出地面500mm，其上設置鋼框架，框架四周采用鋁合金百葉窗圍閉且輔助通風。框架頂部采用點爪式8+1.76PVC+8mm厚夾膠玻璃達到采光效果。

8 結語

地下污水處理廠是污水治理工程新的發展趨勢，但也存在建設成本高、施工難度大、運營成本高的問題，更適用于土地資源緊張的主城區，或是對城市生態環境、居民生活質量要求較高的宜居城市。因此，地下污水處理廠的建設應與城市發展規劃相適應，因地制宜，理性發展，不斷總結經驗提升設計水平，以滿足人民日益增長的美好生活需要。

[1]張顯忠，趙國志.地下式污水處理廠構筑物布置方式探討及工程實例[J].給水排水，2012，11：7～10.

[2]簡健文.地下式污水處理廠的特點與分析[J].建筑工程技術與設計，2015（3）.

[3]高琳娜.我國地下式污水處理廠建筑設計要點探究[J].城市建筑，2017（6）：40.

[4]李琛駿，郭琳.關于地下式污水處理廠結構方案研究思考[J].城市建筑，2015（23）：251.

[5]汪傳新，邱維.廣州京溪地下污水處理廠建設實踐與思考[J].中國給水排水，2011，27（8）：52.