大同市黄河给水工程净水厂净水车间设计体会

谭蓉

(中国市政工程西南设计研究总院，四川 成都 610081)

山西省大同市黄河给水工程净水厂总用地面积为18公顷。净水厂设计总规模为40万m3/d。是国内大型水厂之一。厂区总平面按功能及工艺流程要求，分为厂前区、生产辅助区、深度处理区、生产区等。净水车间位于厂内生产区，车间内包含有滤池4座、沉淀池4座、配电室及泵房等生产功能。其总平面长度为204.7米，宽度为151.7米。这样大的建筑平面尺寸，在国内水厂中较为罕见。

对这样一个大型、大跨度的工业建筑，我们设计时在平面上除了满足工艺流程的需要，还要尽量考虑到内部功能分区及交通组织的明确性和合理性。室内竖向交通主要通过构筑物之间的渠道及室内天桥加以连接。因建筑物体量、跨度较大，设计时主体结构采用网架结构。为了便于车间内车辆的通行，在建筑物四周靠外围的部分及建筑物的中部分别设置回形通道及一字形通道，通道进深为4.3～6米，完全满足生产车辆的行驶。平面设计时将建筑物四周靠外围的回形通道这部分空间的结构形式考虑为框架结构，使其将主体网架部分完全围合在建筑物中间，既满足了内部交通的需要，又在平面尺寸上减少了网架结构的跨度，且为建筑物在立面造型上提供了较为有利的条件。

净水车间建筑单层面积为31242平方米，其建筑物的火灾危险分类为戊类，故设计时可不进行防火分区，但在建筑物东南西北四周分别设置了8个疏散出口，以满足消防及生产的需要。为了不使建筑物内部柱网与工艺池体、车间、内部车辆行驶通道等产生矛盾及碰撞，我们对车间内柱网布置进行了数次调整。柱网尺寸最后确定为4300X6000mm及、6000X6000mm、6600X6000mm，使其尽量到达规整、匀称的效果，且一定的规律性，便于结构的布局及后期工程的施工。

净水车间内设有一座小型泵房，因泵房内设备噪音较大，设计时考虑在泵房内墙四周设置装饰穿孔铝板罩面，50厚超细玻璃棉内衬吸音墙，以改善室内工作环境。室内因有生产车辆的进出，再加上水厂自身对环境的洁净度要求较高，室内地面采用环氧耐磨自流坪，使室内地面在使用时达到满意的强度及洁净度。

考虑到建筑物进深太大，仅仅依靠外墙上外窗的采光无法满足室内采光的要求，设计时在建筑物中间的主体网架部分的金属屋面上增设采光天窗，以满足车间内部采光的要求。由于项目所在地的海拔较高，在1023米左右，紫外线照射较强，采光天窗材料选用带紫外线防护层的聚碳酸酯多层板透光板。因建筑屋面汇水面积较大，为30000平方米左右，故屋面排水设计时考虑为虹吸式雨水排水系统，以减少排水竖管的数量及管径。采用虹吸式雨水排水系统时，建筑物雨水天沟不设置纵坡，但因其处在北方寒冷地区，为了减少积雪、结冰等情况给屋面及天沟排水带来的风险，设计时考虑电伴热雨水斗，对雨水斗附近的积雪及结冰进行加热处理，使其融化，不使其堵塞雨水斗，保证屋面雨水排水的通畅。

立面造型设计：建筑造型设计充分利用光影及结构构件的造型美，在保持净水车间空间体量有一个合理尺度的效果下，同时考虑降低室内采暖空间、达到有效节能的效果。结合厂区其它建筑造型，使之尽量达到雄奇壮观又不失轻灵、秀美的效果，在和谐与对比中尽显水厂建筑的整体美。具体做法是：利用平面外墙进退、装饰材料的材质及颜色和层高高低、结构形式等变化，使建筑物在立面造型中，形成自身凹凸有致，高低错落的旋律，并在立面上采用建筑设计中虚实对比、纵横对比的手法，建筑物的色调为浅暖色调，外墙颜色为豆沙色及白色，使净水车间在水厂的氛围中体现出安静而又具有现代感的特色。有效组织视觉空间和环境空间，使其以景观建筑的形式溶入到整个城市的大环境中，体现丰富内涵的净水厂市政建筑。

建筑节能设计：大同市从全国气候分区表来看，属于严寒地区B区。虽然现阶段国家对工业建筑没有相关的节能方面的规范规定要求，因净水车间内进行了采暖设计，为了保证的室内环境，提高能效，我们任然对建筑的屋面、外墙面、门窗等采取了相应的保温节能措施。外墙主要采用了外保温与内保温相结合的外墙保温系统，具体做法是：外墙墙体材料为300mm厚蒸压有加气混凝土，保温材料为外墙内外各考虑25mm厚中空玻化微珠保温砂浆抹灰。门窗是建筑节能的薄弱部分，因此在产品选用及节点构造方面同时加以考虑，外门窗6+9+6中空玻璃，高气密性节能塑钢窗，避免窗框不会结露及产生霉变。屋面金属保温夹心板厚度100，为硬质聚氨酯夹芯板，硬质聚氨酯材料导热系数≤ 0.03W/(m.k)。

通过对大同市黄河给水工程净水厂净水车间设计，使我们更多地了解了在北方寒冷候条件下，大型及大跨度工业建筑在设计时的许多值得建筑师们去注意和摸索的细节问题，涉及到了节能、采光、屋面排水、结构型式、立面造型等方面的内容。通过与其它各专业之间的协调、避让、补充等巧妙地配合，建筑师在设计时应尽量利用已有的条件为建筑在空间布局、交通组织、立面造型等创造更加有利的条件。

[1]同济大学建筑设计研究院.《虹吸式屋面雨水系统技术规程[M].北京：中国计划出版社，2005.

[2]JGJ-91.网架结构设计与施工规范[s].

[3]DB13(J)81-2009.公共建筑节能设计标准[S].