水利工程建筑设计的趋势

2017-06-21

河南水利与南水北调 2017年5期

（开封市汴龙勘察设计中心）

水利工程建筑设计的趋势

□李慧张腾张馨蕊

（开封市汴龙勘察设计中心）

水利工程是一国人民福祉的重要保障，是一国人民安居乐业的基石，水利工程中的建筑设计主要目的除了保护人民生活安全以外，也以保护水利设施，例如电泵站、变压器室、配电室、桥头等设备的安全为目的。文章主要分析了水利工程建筑的特点、艺术形式以及未来的发展趋势，希望能为水利工程的建设设计提供一定的借鉴。

水利工程；建筑设计；特点；趋势

0 引言

新中国成立以来，大兴水利之久，强度之大，超越了中国这片古老土地的任何一个王朝。兴一方水土，必先兴水利，因为水利工程涉及诸多因素，影响和制约国家及地方的战略性发展，人口的急剧增长，工业规模的迅速扩大，水资源短缺已经是制约中国经济发展的重要因素，随之而来的水域生态问题也不容忽视。除了最为安全的基础目的以外，具有美学原理的水利建筑不仅是凝固艺术的建构，也是一国文化的代表、地方的景观标志。

1 水利工程建筑的特点

1.1 牢固性、安全性及耐久性

这是水利工程建筑的固有特点，也是水利工程的主要特点，这一基本特点是人民生命以及财产安全的重要保障。水利工程建筑的涉水环境复杂，有相当一部分工程是水下作业，安全系数不同于普通陆上建筑。2010年，南方洪涝灾害严重，江西抚河干流水利大坝决堤告诉我们一个惨痛的教训：众多人民在这次决堤中失去了宝贵的生命，水利设施必须保障它的安全性，否则就失去了修筑水利工程的初始意义。我国要从源头上严把质量关口，在杜绝豆腐渣工程的同时，也要逐步提高水利工程建筑的安全性、耐久性以及地域洪涝风险的能力。

1.2 艺术性和时尚性

这是水利工程近些年来逐渐显现的特点，随着时代的进步，当水利建筑的安全性和耐久性已经不再是技术攻不破的难关时，随之而来的是对水利建筑外观的艺术要求，一改以往粗笨的水泥混凝土形象。中华大地拔江河而起的水利建筑具有时代性的标志，具体的成功案例有葛洲坝水电站、长江三峡工程，这些都已被历史牢牢地记住，留给后人一座座雄伟浩大的水利建筑景观。

1.3 地域生态和谐性

物质文明的进步，推动了人与自然的和谐。水利建筑建设符合地域生态和谐的重要性逐渐被提上日程。由于历代水利工程的建筑，只求人用，无视自然，因此造成河流断流、泥沙淤积、水域生态遭到人为改变，以至于引发洪涝灾害甚至地震，日积月累，给当地的百姓造成了极大的生活阻碍，弊大于利。因此，水利建筑应该功在当代，利在千秋。水利工程与生态和谐的特点是时代赋予的另一个必不可少的特性。

2 水利工程建筑设计可以采用三个艺术方法

2.1 建筑的总体平面设计

总平面布局是由水利建筑的主体建筑物和其他相关配套设施构成的，主体建筑物一般包括水利闸门、水利大坝、水利电泵站等，配套设施包括日用以及管理用房屋设施、水利周边以及园区绿化等。例如：泵站总平面设计，泵站的神经中枢建筑物一般包括：电泵房室、配电房室、办公楼区、员工新型宿舍、员工食堂、工作用车库、锅炉房、门卫室等附属建筑。以往的总体设计中，关于配套建筑和环境总体规划设计往往被忽视，只有水利工程位置图没有设计内容，因而建筑布局不合理，基本没有对环境的规划，施工过程对这一大片空白区建设单位随性建造，盲目无序。我们调整老套的设计，增加了具体施工内容设计，结合施工环境具体特点，做到简洁有序，与风景区相结合，适应生态平衡，增加绿化设计，进而使其功能分布尽量合理，丰富水利建筑整体造型的同时，增加内部休闲设施以及防火安全设施。因地制宜，依据具体环境而定，才能设计出好的水利建筑。如图1所示。

图1 某水利工程总体设计平面规划图

这是某一处水利工程总体设计平面规划图，设施齐全，因地制宜，这样才能给整个水利工程景区带来良好的生态环境和便捷的施工操作。

2.2 水利建筑平面设计

设计环节上首先，水工、电气或者水机专业提出专业设备的相关布置要求；其次，水机和建筑专业确定对应的平面布置形式。水利建筑在总防火图中的交通关系是由建筑专业主负责，另外防火、使用尺度、安全性等怎样才能满足规范和投入使用后的需要也是建筑负责的内容。空间的综合利用和使用，也需要通过建筑设计人员的综合设计来实现。水工建筑需要和建筑专业多多商讨和配合，才能设计出适合水利条件和机泵安装要求的建筑。近年来，更多的创新以及艺术水利景观设计，都是水工提供的技术和艺术保障，同时也为营造未来新型的景观水利工程打下了坚实的基础。

2.3 水利建筑造型设计

水利建筑造型设计是一座水利工程外表最直观的设计，关乎水利工程建筑设计的成败。水利建筑的风格往往具有国度、地域、时代人文的特征，同时也深受地理条件的限制，是大自然与人文合力塑造的结果。高大时尚的造型象征现在科技的发达以及粗犷的特点；中规中矩，小巧玲珑无不是小家碧玉的缩写；其中也不乏复古风格的建筑，具有浓重的历史气息，象征着浓厚的文化底蕴。当然，大多数水利建筑设计颇为相似，这需要我们在设计过程中注意细微差距，尽量利用水利建筑本身，通过柱子与墙面的关系、开门的方式、天棚的造型等手法丰富水利建筑的细微差距，以使建筑摆脱单调，具体表现为电配电房毗邻设计。为了丰富形体效果，把配电房作为泵房总形体组合的一部分。由于机房可达到几百米的长度，造型手段可以被充分运用，有节奏、有韵律的流线性体态通过每一个造型因素呈现，收尾部分的桥头成为整个工程的标志性建筑，是整体设计的高潮，令人流连忘返。要做到建筑与实地相依并不容易，需要设计人员在实地进行反复考察，反复揣摩，这样才能达到预期的效果。

2.4 水利建筑材料的选择有其特殊性

颜色、质感、建筑造型以及野外的抗风性和耐脏性都是制约水利建筑选材的因素，饰面砖瓦、石头材料、外墙漆、铝塑板材等都能承受超常的风荷载。因此，要选择不易堆积尘土、耐脏性较好的材料。蓝色、白色等冷色系通常是水利建筑的代表色，有时也会选择特殊的暖色，但是很少见。

3 水利建筑设计在未来的发展趋势

3.1 设计人员之间以及设计人员与业主之间要保持交流

水利水电工程具有功能多、规模大的特点，设计人员不仅要做好实地考察和图纸设计工作，还要做好与其他设计人员和业主负责人的沟通工作，这样才能够及时消除设计人员和业主之间的分歧，确保设计人员的设计理念和业主达成一致，改变以往设计人员只以设计为目的的局面，具体要从以下三个方面入手：首先，要做到建筑装饰、装修方案明确详尽，各个施工环节要以施工图纸为指导，做好施工监督工作，施工人员不可以更改设计图纸，业主的想法对施工人员具有指引作用，明确设计方向，避免整体失误的出现。其次，建筑外观设计应以业主实际需求为准，根据周围环境和市政规划确定整体外观设计风格，确保建筑外观设计既符合业主要求、突出建筑的特点，又要与周围环境实现进行有机结合，这一过程中如遇分歧，不能达成一致意见，要及时请示相关部门负责人出面做好定夺，要改变以往以设计人员为主的设计理念。

3.2 将工程造价控制于合理范围内

水利水电巨大的投资金额是因为其拥有众多的辅助建筑，水利水电工程很少由单一的建筑构成，多为庞大的建筑群。新中国成立以来，水利水电工程建筑费用一直占有国家基础设施建设很大的比重，但不是所有的水利水电工程都达到了预期的效益值，其中很多低效益值的水利水电建筑都是由于建筑物配合度低、不协调造成的，低配合的建筑物使得建筑不能得到充分的利用，严重影响了建筑物的能效。由此看来，改变以往只管建筑、不管成本的设计思想，严格控制工程造价是水利水电工程取得成功的先导，也是充分发挥水利水电工程作用的起点，控制造价成本至关重要。在总体设计上，可以采用的手段有详尽资金重点分配方案和内部结构设计合理化。细节设计上可以增加太阳能等环保科技的使用，这样会使建筑投入使用后不仅能保护环境、节约生产成本，又能提高水利水电的经济和社会效益。

3.3 创新建筑外观设计

只有水利建筑的内部结构和建筑外观有机结合、既符合科学原理又符合审美的设计方案才是最佳方案，成功的设计方案都是通过大量的实验结果和不同的经验总结而成的，能够展示出最佳的设计效果。创新是未来所有企业的生命源泉，只有通过创新，才能为企业增添不竭的发展动力，建筑的外观设计与艺术的有机结合是时代发展的要求。另外，既要正视建筑物的美观问题，又要重视建筑物的美观同经济成本之间的关系问题，不能因盲目追求建筑物外观独特新颖而偏离了建筑物原本应具有的基础功能，更不能因为成本的制约而使用质量低劣的建筑材料，要确保建筑物的安全性及稳固性，避免投入使用后给人民带来生命危险及财产损失。寻求两者的平衡是解决美观与经济之间的唯一办法，也是实现经济与美观设计宗旨的途径。

3.4 保持生态和谐可持续发展

可持续发展的观念要求水利景观建筑不仅外形要与环境相互和谐，更要在环保的理念上做到深层次的生态和谐。现代美学价值在水利工程建设上已经不能仅仅局限于基本使用功能，也要凸显外延功能。水利水电工程依水而建，因此要做到生态平衡，就要尽可能地不破坏当地环境，就地取材，避免建筑垃圾环境污染，依靠当地有利的地形环境，融合艺术化设计手法，设计出具有防洪抗旱和观光旅游双重作用的水利水电工程建筑，这样的设计会充分实现生态价值和经济价值。一方面，施工过程中就地取材能减少工业垃圾，带动地方产业经济的发展；另一方面，大量植入树木、花草等植物，加强水利建筑周边生态环境建设，因地制宜，充分尊重河流的自然属性，减少人为改造痕迹，做好最佳的生态工程方案设计，从根本上建设一个健康、可持续发展的河流生态系统。