淺談水利建筑設計
——以珠江三角洲水資源配置工程鯉魚洲泵站為例

羅泯勇

(廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司，廣州 510635)

一段時期以來，我國多數水利工程中的建筑物設計，大多由水工專業和機電專業是作為整個工程設計的主導，建筑專業往往再項目中后期才介入設計工作，而此時建筑物的結構、形狀、體量已經基本定型，建筑設計師的作用難以得到全面、充分的發揮。

本文將通過工程實際案例分析水利建筑設計工作全程參與的機制，探索優化水利建筑設計的有效路徑，滿足打造優質水利工程景觀的建設需求。

1 工程概況

珠江三角洲水資源配置工程是為優化配置珠江三角洲地區東、西部水資源，從珠江三角洲網河區西部的西江水系向東引水至珠江三角洲東部，主要供水目標是廣州市南沙區、深圳市和東莞市的缺水地區。鯉魚洲泵站是輸水干線的起點，位于佛山市順德區杏壇鎮西江干流中央的鯉魚洲島。

2 設計前期溝通

設計前期階段需要通過溝通充分了解項目信息和業主(甲方)需求。項目信息包括項目建設規模、所處地理位置、周邊環境、市政配套等項目情況。提前與業主(甲方)溝通，了解業主(甲方)對于建筑物功能、建筑風格、建筑色彩、建筑材料以及建筑設計投資等方面的意向。為業主(甲方)推選安全、適用、經濟、美觀的最優方案[1]。提前與地方政府溝通，了解建設項目所在位置的市政配套、基礎設施情況。由于水利工程建筑常常處于荒無人煙的地方，這時需要建筑師跟地方政府溝通市政水和市政管網的通達情況，如果沒有市政水和市政管網，則在工程前期提工程量的時候提前預留這筆費用，以保障后續工作順利開展。例如：筆者在珠江三角洲水資源配置工程鯉魚洲泵站設計前期階段，通過多次現場踏勘，了解項目周邊環境、市政配套以及人文地貌等相關信息，并多次主動與業主(甲方)交流、溝通，了解他們的對建筑設計要求較高，需要有足夠說服力的設計理念，對建筑設計的預算也比較充裕。雖然業主(甲方)不具備設計能力，但卻又一定的鑒賞能力，溝通能避免設計發展的盲目性。

3 設計理念構思

前期的有效溝通，可以讓建筑師們對后續設計有了一定的想法。此時，建筑師通過構思建筑物內外關系，仔細思索科學的功能理論以及美學的廣大領域，確定一個符合內在邏輯的設計理念，圍繞這個設計理念，經過反復推敲和揣摩，將建筑師的理念和情感通過不同的設計手法、材料與色彩表達出來[2-3]。

筆者認為設計理念是一個建筑師設計過程中的重要環節，要意在筆先，設計理念與表達并重。設計理念的成功與否，奠定了后期與業主(甲方)的方案匯報中，是否更具有說服力，設計理念的成功也會讓作品本身更加具有深度。我國歷史悠久，文化底蘊濃厚，一批批優秀的先賢哲人常常把水的形態和性能擬人化為人的性格、情感、意志、操守等。比如老子的“上善若水，水利萬物而不爭”；又比如孔子的“智者樂水，仁者樂山”。筆者認為，從“水文化”中提煉設計理念，也是從事水利建筑設計工作者的必修課。

筆者在鯉魚洲泵站的設計中，分析鯉魚洲泵站被湍急的西江水包圍(原站鳥瞰示意見圖1)，西江水生生不息，瞬息萬變，遂考慮整個島的設計與水元素的抽象聯系，因此“漣漪”這個概念應運而生。“漣漪”今喻心里細微的活動，而此內心的細微活動，與鯉魚洲泵站的“內部活動”哺育珠三角地區形成一種概念上的抽象統一。

圖1 鯉魚洲泵站鳥瞰示意

4 總平面設計

水利建筑總平面設計一般包括水利工程主體建筑物和其他配套設施的總平面布局，主體建筑物一般包括泵站廠房、量水間、高位水池等，配套設施包括管理用房、生活用房、綠化、活動場地等內容[4]。

4.1 建、構筑物布置

鯉魚洲泵站建筑構筑物的總平面布置按生產與生活、動與靜、公共與私密的原則進行功能分區，生產區由水工、機電等相關專業布置主副廠房、量水間、高位水池、檢修工作井、變電站、進水前池、沉砂池、加藥間等建構筑物。生活區由建筑專業布置管理樓、宿舍樓及設備用房，生活區又分為公共的辦公區和相對私密的宿舍區，辦公區靠近主廠房前廣場，宿舍區相對遠離主要生產活動場所，但又有聯系。建筑專業需同時考慮廠區消防車道以及建、構筑物之間的消防間距是否滿足規范要求。

4.2 路網規劃

鯉魚洲泵站廠區路網布置，包括車行路和環島景觀人行路。車行路中生產區的路網規劃由建筑專業和水工專業一起確定，生活區的路網由建筑專業設計，廠區車行路需適當考慮大型運輸車輛通行需要。主副廠房的主入口位置需預留大廣場，以適應大型運輸車輛裝卸需求。人行路秉持景觀價值最大化，充分發揮其位置優勢，遂設計環島景觀路。

4.3 景觀規劃

水利工程中有很多與水有關的構筑物，例如：進水前池、沉砂池、生態放流池等。把這些池子從單一的水利功能拓展為兼具景觀價值的多功能池子是水利建筑師應該思考的問題。筆者在鯉魚洲泵站景觀規劃中緊扣“漣漪”概念，因為高位水池位于島相對中心位置，遂以高位水池為圓心，往外設計同心綠化帶和生態放流池，這既能滿足原有功能，又能拓展出水利特有的景觀功能。

5 水利建筑物平面設計

水工建筑平面布置有其固有的特點[5],內部平面是需要多專業經過多次討論來最終確定。水工專業、水機專業、電氣專業提出設備布置需求，水工專業和建筑專業共同確定平面布置，建筑專業還需同時考慮建筑再總圖布置中與交通的關系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、內部交通聯系等方面是否滿足規范以及使用需要[6]。水利工程建筑物的消防不僅僅要滿足《水利工程防火設計規范》，也需滿足《建筑設計防火規范》的要求。

以鯉魚洲泵站廠房地面層為例，主副廠房長為139 m，寬為35.5 m，主廠房地面以上高為17.2 m，副廠房地面以上高6 m，上面一跨為副廠房，根據業主(甲方)需求和機電設備布置要求從左往右依次布置人行門廳入口、中控室、資料室、衛生間和機電專業相關設備用房；下面一跨為主廠房，從左往右依次為生產檢修大門，安裝間，電動機架空層。通過回廊聯系平面交通。廠房設4個樓梯，下方2個為敞開式樓梯，上方2個為封閉式消防樓梯，樓梯結構雖然由水工專業設計，但是樓梯的消防疏散要求需要建筑專業提出要求，水工專業按要求設計樓梯(如圖2所示)。

圖2 鯉魚洲泵站廠房地面層平面示意

6 建筑物外觀設計

建筑外觀的設計主要反映了一棟建筑的性格特征：或粗獷與豪放，不拘一格，或溫文爾雅，小家碧玉；或強調現代的高科技韻味；或注重歷史的文脈，運用符號、象征等手法表現出一種文化底蘊[7]。

6.1 水利建筑外觀設計特點

水利建筑設計由于有其特殊性，建筑物的形體不受建筑師主導，建筑物平面位置和范圍由水工專業根據使用要求確定，即水利水電工程建筑的基礎受到水工建筑物的制約，而建筑物高度則由水力機械設備吊裝高度或水閘啟閉機運行高度、變配電設施高度等因素確定。鑒于水利水電工程建筑設計平面位置、尺寸、形狀和高度均已由相關專業確定，留給建筑設計的空間只能在有限范圍內變化[8]，所以，水利建筑物形體常常為一些體量較大的方盒子、圓柱體等規則幾何體，立面體量變化少，這就讓建筑師開展外觀設計的時候，顯得十分被動。

6.2 以往常規設計手法分析

以往常規的水利工程建筑物外觀由于受預算、業主(甲方)需求等因素影響，對外觀要求不高的情況下，水利建筑物外觀常常以面磚或者面漆作為外立面材料，外立面的變化也是通過材料的顏色變化來達到設計效果，但是這種效果是有限的。例如：筆者參與的茂名濱海新區供水工程中的馬店泵站廠房，由于經費有限，僅能通過立面窗戶的形式，排列方式，女兒墻形式以及面磚顏色的變化等有限的設計手法來豐富廠房外立面。

6.3 鯉魚洲泵站建筑外觀設計

筆者認為建筑設計跟語文寫作是一樣的，得有中心思想，整篇文章得圍繞中心思想展開，而在水利建筑設計中設計理念就是整個設計的中心思想。鯉魚洲泵站建筑物設計緊緊圍繞“漣漪”這個設計理念展開，外立面采用梭形的穿孔鋁板，固定方式采用角碼固定，通過梭形鋁板的波峰變化，來表達“漣漪“的層層蕩漾。鯉魚洲泵站最具代表性的水利建筑物是代表長方體的主副廠房和代表圓柱體的高位水池。

主副廠房掛板通過控制波峰來形成立面的變化，主入口位置以大門中心線為中心控制波峰向兩側漸漸遠離使入口形成一個內凹的感觀效果，讓主入口豐富了變化，也增添了導向性上。側立面控制波峰來實現規律重復折線，模擬水紋遠去的效果，緊扣主題。掛板在大門位置就斷開，恰如其分的設計留白，不至于讓外立面太過規整而缺少變化(如圖3所示)。

圖3 鯉魚洲泵站主副廠房外立面掛板效果示意

高位水池直徑28 m，高度30.5 m，建筑體量為一個高圓柱體，掛板起兩段波峰來形成豎向“漣漪”，掛板距離地面留白處理，給人一種三段式的視覺感受。上波峰和下波峰均以規律折線繞圓柱體運動，讓立面從不同角度觀察，形成一種靈動的變化(如圖4所示)。

圖4 鯉魚洲泵站高位水池外立面掛板效果示意

7 水利建筑設計重點及難點分析

7.1 經費把控

水利水電工程建筑設計除了要考慮建筑藝術特色，追求美的視覺效果外，還要考慮經濟因素[9]。建筑設計應妥善處理好建筑藝術與結構、材料和經濟指標之間的關系。開展建筑藝術設計構思時，應充分考慮建筑結構的合理性，材料的性能指標，經濟條件的可行性。以此保證建筑使用的安全性和耐久性以及建設期、運行期經濟指標的合理性和當前的經濟承受能力[10]。例如：多數水利工程項目業主(甲方)常常工程預算緊張，無法全部采用高檔材料進行內外觀設計，此時建筑師需要根據業主(甲方)需求，把錢花在刀刃上，挑選重點建筑物進行典型外觀設計，用一些相對高檔的材料來豐富建筑物的外觀[11]，這就要求建筑師對各種建材的價格做到心中有數，當面對不同業主(甲方)的需求時，可以及時做出符合要求的選材方案。

在鯉魚洲泵站的建、構筑物外觀設計中，重點放在主副廠房、高位水池、工作井、量水間、變電站，管理樓、宿舍樓。這些重點建筑物外立面采用真石漆底面疊加外掛鋁板進行裝飾，。而對于加藥間、水泵房等輔助建筑物，立面采用真石漆簡單處理。外掛鋁板綜合單價約為343.26元/m2，真石漆綜合單價約為95元/m2。鯉魚洲泵站建筑物室內設計也遵循此原則，例如對主副廠房發電機層及以上地面采用30厚的芝麻白大理石鋪裝，發電機層以下的地面則采用環氧自流平。30厚芝麻白大理石綜合單價約為331元/m2，環氧自流平綜合單價約為108元/m2。

7.2 方案匯報

方案匯報是設計的最后一環，如果能得到業主(甲方)的肯定，項目將開始施工圖設計，如果業主(甲方)不滿意，輕則修改方案，重則重新設計方案，所以，方案匯報是整個設計流程中的重中之重。筆者認為水利建筑設計的方案匯報是三分靠設計，七分靠匯報。建筑師作為服務業從業者，應該通過日常積累，從衣著到談吐，從語言組織到語氣、由內到外，讓自己的匯報時富有感染力。例如，有些業主(甲方)更喜歡傳統文化，那方案和后面的匯報就要有更多的傳統元素；有些業主(甲方)常年國內外往返，對現代建筑更為欣賞，從方案到匯報就要有更多的現代元素。

8 結語

隨著新材料、新技術與新理論的出現和應用，水利工程建筑外觀和裝飾不斷沖破舊模式[12]，越來越多的水利水電工程不僅提出了生產工藝的要求，還需兼顧水利景觀需求，打造水利風景區，充分利用水利自然風光。例如：珠江三角洲水資源配置工程高新沙泵站，地處南沙城市建設區，紅線區域分為對外接納游客游覽的北三角-水情文化中心和不對外的泵站管理區。打破固有的水利工程項目單一生產功能的限制，讓水利工程在滿足生產要求的同時，能發揮其水利風光的特殊優勢，創造新的社會效益。作為水利建筑設計師還需要關注時代，立足水利，面向未來，自覺思考水利建筑文化應扮演的角色和發展方向。廣泛吸收各種文化的精華，豐富水利建筑的創作，促進水利事業全面進步和發展[13]。