諸暨市浣東地下再生水廠工程項目探討

張敏

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司）

1 引言

市政建設中的再生污水處理廠，由于大量占用土地，使得節約土地資源及發展成地下集約型建筑，成為我們設計人員的發展方向。本文通過對地下建筑定義、給水排水設計重要性進行綜合分析，闡述再生水廠設計的重要性，并根據其科學的設計理念，總結出其具體措施。

2 再生水廠設計理念

2.1 再生水廠的概念

地下再生污水處理廠建筑在日常建筑設計中，指的是把地面的水處理建筑物都放置在地下箱體中的建筑。其運用特點與使用方向成為了現代城市化建設的產物，主要作用是緩和城市用地矛盾，增加人們日常生活休閑與公共環境的作用，一定意義上也發展成建筑全新的領域。

目前，由于地下污水處理廠建筑的大規模建立，逐漸豐富了地下建筑學科，其主要研究內容不僅包含了地下建筑歷史與其主要的發展方向，還有效的針對城市建筑結構中，地下空間的開發和利用。在城市空間的綜合規劃中，各類地下建筑的規劃設計，需要設計人員重視并關注與地下建筑有關影響因素和構建條件。比如：環境建設、綠化景觀設計以及建造技術等相關因素。由于地下建筑在實際建設過程中，自身具備良好的安全性，溫度穩定性以及具備一定的密閉性，因此自身在運用時可以充分的體現其自身的經濟和社會效益。

2.2 再生水廠建筑規劃重要性

由于我國經濟發展十分迅速，人們的生活水平有了質的飛躍，這促使人們對于自身居住環境提出了更高的要求，而建筑行業的興起也帶來了激烈的行業內部競爭現象，各個建筑企業想要在競爭激烈的環境下脫穎而出，就需要不斷的提高自身的建筑技術與工程質量，才能在建筑行業中進一步得到發展[1]。

為了保證地下建筑結構的安全性和穩定性，在建設工程開展前期，必須嚴謹的設計出建設區域的規劃方案，并向政府及建設方面的部門提交完整的建筑資料和文件，同時地下建筑由于其自身的通風特性和結構特性，在實際方案設計時，需要關注建筑結構的功能性和科學性，并且在實際設計方案上，充分的體現。

如今，為了順應當下時代的經濟發展和生活要求，地下再生水廠的建設在市政工程中的意義重大，尤其是運用當前重要的科學建筑技術。目前許多建筑企業充分的利用地下建筑結構的資源，但是在充分的利用地下建筑進行工程建造時，自身的消防性能也成為諸多研究者關注的重點領域之一，只有擁有良好的消防設計保障，才能更好的確保地下再生水廠設備不被破壞，由此可見，地下再生水廠建筑設計需要考量的地方非常全面，科學性、安全性、實效性等,為地下再生水廠設計指明了方向。

3 諸暨市浣東再生水廠建筑設計

3.1 工程概況

諸暨市浣東再生水廠工程位于諸暨市浣東街道，展誠大道北側、東三環線西側、浦陽東江東側地塊。地下再生水廠采用雙層加蓋的全地埋式結構形式。生產性構（建）筑物的總規模為15.0 萬m3/d 建設,主要建設內容具體包括地下再生水廠箱體1 座，單層建筑面積27850 ㎡；含粗格柵及進水提升泵房、細格柵及曝氣沉砂池、A2/O 生化池、MBR 膜池、MBR 膜設備間、紫外線消毒間、鼓風機房、污泥脫水機房、機修間及變配電間等。每一個防火分區都設置有一部直接通往地面的消防樓梯間,共13 部消防樓梯。箱體邊設生產辦公用兩層綜合樓1 座,面積3000 ㎡。

設計主要包括以上構、建筑物的工藝、建筑、結構、電氣、自控、消防、暖通、除臭以及地面景觀設計等相關內容。

3.2 設計依據

①《諸暨市發展和改革局關于諸暨市浣東再生水廠（一期）項目核準報告的批復》；

②《諸暨市浣東再生水廠（一期）項目初步設計》；

③現狀1：1000 地形圖（電子版）；

④工程地質勘察報告；

⑤《市政工程設計文件編制深度規定》（2013 年版）；

⑥國家和地方相關的法律、法規、規范、標準和指令性規劃文本等。

諸暨市浣東再生水廠工程項目在設計中嚴格執行現行國家標準和行業標準，設計文件按照有關設計規范及質量標準規定執行。

3.3 設計方案簡介

1）廠區平面布置

諸暨市浣東再生水廠工程廠址位于東三環線西側、展誠大道北側、浦陽東江以東地塊。再生水廠征地4.76hm2（71.5 畝），廠區地塊呈不規則長方形，南北最大長度299m，東西最大寬度206m。廠區西側紅線退讓浦陽東江右堤25m。

綜合樓為地上兩層建筑，位于污水處理廠箱體西側，緊靠浦陽東江，平面呈H 型布置，四坡屋頂，建筑面積3000 ㎡，分別設有辦公室、化驗室、中控室、員工活動室和員工餐廳。污水處理廠箱體為矩形鋼筋混凝土結構，南北方向布置，南北向長208.60 m，東西寬133.50m，廠區共設置2 個出入口，正門位于廠區北側，側門位于南側展誠大道旁。

再生水廠工程總平面的布置原則為工藝流程順暢，處理構筑物相對集中。近、遠期土建一并建設，便于整個廠區的建設、管理，并利于廠區運行和生產調度。

廠區道路寬度為7.0m，局部寬度為6.0m。

2）廠區豎向布置

再生水廠箱體共分2 層，負二層為水池，負一層為設備層和管理設備用房，箱體頂板頂標高為7.90m，箱體負一層地面標高為1.50m，即負一層高度為6.4m（含頂板）。

負二層主要為生化池和膜池，其中預處理和生化池部分底板頂標高為-5.50 m，膜池段底板頂標高為-3.50 m，箱體最深段約在地面下14.9m 左右。廠區地面標高為9.40m，即箱體上方覆土1.5m，用以種植綠草植物及景觀布置。

污水進入廠區經提升后重力自流各個處理構筑物，細格柵端水位標高2.95m，經處理后至MBR 膜池水位為0.10 m，最后通過MBR 膜設備間產水泵加壓后經排江管排入浦陽東江。

3）廠區道路及綠化

為滿足交通運輸及消防的需要，廠內設置了環形道路。廠區內的主要道路寬7.0m，轉彎半徑常規9.0m，最小不小于6m。廠區共設置2 個出入口，正門位于廠區北側，側門位于南側展誠大道旁。

由于再生水廠為地下式箱體結構，箱體上方地面全部設置景觀及綠化設施，綠化以草皮為主，輔以觀賞性樹種，整個廠區綠化率高，綠化率達到90%以上，與周邊景觀完美結合。

根據園林植物的生態習性和觀賞特性，結合總體景觀環境規劃以及臨近區域的城市控制線詳規的景觀要求，綜合當地的自然條件，選擇合適的樹種，合理配置不同的植物群落，營造節約環保型園區綠化景觀。

從植物多樣性的角度出發，通過喬、灌、草地被的配植，對不同區域的綠化空間進行經濟、合理、自然美觀、符合生態規律的設計布置。充分開發園林植物形、姿、色等觀賞特性，構筑豐富多姿、色彩燦爛的觀賞多樣性，擴大觀花、觀葉、觀形、遮蔭樹種的應用范圍，為建設園林宜居城市建設打好基礎。

4 再生水廠消防設計措施

再生水廠的設計對于城市給水排水起著關鍵作用，充分保障著城市居民健康生活水平，而再生水廠承擔著城市排水等諸多環節，所以再生水廠在設計過程中應充分考慮到建筑本身的消防要求，依托建筑設計理念在建筑結構、消防設計中完善保障措施。根據消防概念的區別，本課題一共分為如下三個方面探討。

1）防火能力的消防設計

對于地下模式的建筑結構來說，當火災或者突發情況發生時，除了通風性能和控溫能力較差以外，其結構中人員的疏散能力也不高，其中主要的原因有兩個。①是由于地下結構的高度封閉性。

②是由于地下的光線來源主要是依托人工照明，而絕大部分的人工照明系統需要依靠電力能源進行日常運作，一旦產生火災，破壞了電路系統，直接導致地下結構瞬間進入無光線狀態，這樣不良現狀最大限度的限制了人員疏散時的效率，同樣營救人員也無法有效的進入火災區域開展營救計劃。

根據防火設計規范要求，地下消防分區面積控制在1000 ㎡范圍內作一個防火分區，如果設計中采取有消防噴淋系統的，防火分區面積可以擴大到2000 ㎡，實際應用中，因為地下再生水廠的生產操作人員一般情況下比較少，常規不會超過10 人，而且主要是定時定點下到車間巡視，故除出水池的水面面積外，實際防火分區面積是可以相應再擴大一些的。這樣就可以減少出地面的樓梯間的個數，對地面布置綠化景觀和道路的優點就好很多。地下廠區消防疏散按照規范《建筑設計防火規范》3.7.3 要求，每個防火分區均設一部直通室外的獨立安全出口及通往相鄰分區的第二、第三安全出口。共設置13 部直通室外的疏散樓梯，并保證廠房內人員活動區域任意一點到安全出口的疏散距離不超過60m。

由于地下建筑結構中，通風性和流通性都處于薄弱環節，甚至有些地下建筑結構中，其密封性較高，相當于一個完全密閉環境，如果產生火災，自此種相對封閉的環境，極其容易因為環境的特性，產生火災爆炸，如果不能及時的進行通風以及相關的處理，有可能因為沒有足夠的泄爆能力而產生二次爆炸，最大限度的提高了爆炸所造成的危害，增加了火災的破壞范圍[2]。

所以在地下建筑結構的耐火能力設計上，主要結構上的耐火等級需要在一級以上，并且等級越高，其耐火性能就越好，其中地面出入口的主要等級也需要達到二級以上。加上地下建筑具有較強的封閉性能，如果建筑結構中的耐火等級低于一級的話，一旦發生火災，建筑結構將無法承載火災所帶來的熱能壓力。此外，在地下結構設計中，所使用的材料也需要材質的挑選，盡可能的選擇不易燃燒的材料，以此保障在火災發生時的損失可以減少到最小[3]。

在地下建筑的裝修過程中，設計人員應該針對地下結構的逃生區域、安全通道、樓梯區域以及部分區域的墻面都需要選擇不易燃燒的材料。并且結合已有的建筑模式進行數據的綜合分析，裝修所涉及到的材料中，盡可能避免塑料材質的使用范圍，同時墻面的粉刷盡可能選擇環保無毒，并且在地下建筑的變形縫表面的裝修方面，也需要選擇環保且不易燃燒的材料，保證地下建筑結構的安全最大化[4]。

2）通風能力的消防設計

①在進行地下建筑建造方案設計時，對于其疏散樓梯間的通風性能需要進行消防分區劃分設計。常規1000 ㎡的劃分區域對于工業建筑而言太小，根據上海市政設計院的經驗數據，現階段普遍采取2000 ㎡作為一個消防分區，并且大型水池的水面面積可以不計入消防分區單元中。對于通風區域風管的材質選擇上，應該盡可能選擇金屬材質，尤其是一些比較特殊的區域和部位，需要根據實際使用目的和范圍，選擇環保、不宜燃燒的裝飾材料。

②地下建筑結構設計中，在設備和風管所搭配的保溫材料的選擇上、過濾材料以及連接處粘合試劑等材料，也同樣需要選擇不易燃燒材料，以此最大限度的保證建筑的安全性。

4.3 電器的防火設計

4.3.1 電源的防火設計

對于地下的建筑結構來說，無論是設備的運轉還是照明的電能供應，都離不開電力，尤其是安全消防區域，其中地下消防的水泵、排煙、報警設備、安全標識以及防爆設施，都需要電能的長久供應。因此，地下建筑的電力供應必須保證其正常運行，并且電力運轉時需要保證其電力充足。加上在日常建筑的運轉中，所需要的電力供應十分龐大，所以，對于電力的供應，需要選擇一臺或者幾臺專用的柴油發電設備，以備不測之需。

4.3.2 電力設備

結合現有的地下建筑對于電能的需求，常見的地下建筑需要安放抗干擾式的電力變壓設備。在日常的地下建筑中，需要設立專門的區域或者房間放置電力變壓設備，其中所有防火設備的電力配線也應該使用材質比較優質的產品，同時還需要兼顧防潮、防腐的使用特性。此外，對于地下建筑結構防火性能的要求，設備所應用的蓄電池的封閉性也有一定的質量要求。除此之外，柴油發電設備也應該關注其自身的封閉性能，盡可能遠離有機會產生火源的區域和位置，在消防設備的控制區域也應該明確的標注其使用的方法和注意事項[5]。

5 結語

地下再生水廠在建筑設計過程中，充分考驗了建筑設計的科學嚴謹性，在加快再生水利用的配套基礎設施建設,尤其是當前我國仍面臨全球性的金融危機,迫切需要加大投資,拉動內需,建議國家和地方政府在再生水利用方面加大投資力度,合理規劃再生水利用項目,加快再生水利用的基礎設施建設.諸暨市浣東再生水廠項目的良好設計，為諸暨城市建設起到了決定性意義，今年正在申報建設部優秀設計獎。而地下建筑的安全性，是基于再生水廠建筑結構的設計是否科學，因此，本文根據建筑的科學性能進行綜合探究，以此提供理論參考。