浅谈水利建筑设计——以珠江三角洲水资源配置工程鲤鱼洲泵站为例

罗泯勇

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广州 510635)

一段时期以来，我国多数水利工程中的建筑物设计，大多由水工专业和机电专业是作为整个工程设计的主导，建筑专业往往再项目中后期才介入设计工作，而此时建筑物的结构、形状、体量已经基本定型，建筑设计师的作用难以得到全面、充分的发挥。

本文将通过工程实际案例分析水利建筑设计工作全程参与的机制，探索优化水利建筑设计的有效路径，满足打造优质水利工程景观的建设需求。

1 工程概况

珠江三角洲水资源配置工程是为优化配置珠江三角洲地区东、西部水资源，从珠江三角洲网河区西部的西江水系向东引水至珠江三角洲东部，主要供水目标是广州市南沙区、深圳市和东莞市的缺水地区。鲤鱼洲泵站是输水干线的起点，位于佛山市顺德区杏坛镇西江干流中央的鲤鱼洲岛。

2 设计前期沟通

设计前期阶段需要通过沟通充分了解项目信息和业主(甲方)需求。项目信息包括项目建设规模、所处地理位置、周边环境、市政配套等项目情况。提前与业主(甲方)沟通，了解业主(甲方)对于建筑物功能、建筑风格、建筑色彩、建筑材料以及建筑设计投资等方面的意向。为业主(甲方)推选安全、适用、经济、美观的最优方案[1]。提前与地方政府沟通，了解建设项目所在位置的市政配套、基础设施情况。由于水利工程建筑常常处于荒无人烟的地方，这时需要建筑师跟地方政府沟通市政水和市政管网的通达情况，如果没有市政水和市政管网，则在工程前期提工程量的时候提前预留这笔费用，以保障后续工作顺利开展。例如：笔者在珠江三角洲水资源配置工程鲤鱼洲泵站设计前期阶段，通过多次现场踏勘，了解项目周边环境、市政配套以及人文地貌等相关信息，并多次主动与业主(甲方)交流、沟通，了解他们的对建筑设计要求较高，需要有足够说服力的设计理念，对建筑设计的预算也比较充裕。虽然业主(甲方)不具备设计能力，但却又一定的鉴赏能力，沟通能避免设计发展的盲目性。

3 设计理念构思

前期的有效沟通，可以让建筑师们对后续设计有了一定的想法。此时，建筑师通过构思建筑物内外关系，仔细思索科学的功能理论以及美学的广大领域，确定一个符合内在逻辑的设计理念，围绕这个设计理念，经过反复推敲和揣摩，将建筑师的理念和情感通过不同的设计手法、材料与色彩表达出来[2-3]。

笔者认为设计理念是一个建筑师设计过程中的重要环节，要意在笔先，设计理念与表达并重。设计理念的成功与否，奠定了后期与业主(甲方)的方案汇报中，是否更具有说服力，设计理念的成功也会让作品本身更加具有深度。我国历史悠久，文化底蕴浓厚，一批批优秀的先贤哲人常常把水的形态和性能拟人化为人的性格、情感、意志、操守等。比如老子的“上善若水，水利万物而不争”；又比如孔子的“智者乐水，仁者乐山”。笔者认为，从“水文化”中提炼设计理念，也是从事水利建筑设计工作者的必修课。

笔者在鲤鱼洲泵站的设计中，分析鲤鱼洲泵站被湍急的西江水包围(原站鸟瞰示意见图1)，西江水生生不息，瞬息万变，遂考虑整个岛的设计与水元素的抽象联系，因此“涟漪”这个概念应运而生。“涟漪”今喻心里细微的活动，而此内心的细微活动，与鲤鱼洲泵站的“内部活动”哺育珠三角地区形成一种概念上的抽象统一。

图1 鲤鱼洲泵站鸟瞰示意

4 总平面设计

水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局，主体建筑物一般包括泵站厂房、量水间、高位水池等，配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等内容[4]。

4.1 建、构筑物布置

鲤鱼洲泵站建筑构筑物的总平面布置按生产与生活、动与静、公共与私密的原则进行功能分区，生产区由水工、机电等相关专业布置主副厂房、量水间、高位水池、检修工作井、变电站、进水前池、沉砂池、加药间等建构筑物。生活区由建筑专业布置管理楼、宿舍楼及设备用房，生活区又分为公共的办公区和相对私密的宿舍区，办公区靠近主厂房前广场，宿舍区相对远离主要生产活动场所，但又有联系。建筑专业需同时考虑厂区消防车道以及建、构筑物之间的消防间距是否满足规范要求。

4.2 路网规划

鲤鱼洲泵站厂区路网布置，包括车行路和环岛景观人行路。车行路中生产区的路网规划由建筑专业和水工专业一起确定，生活区的路网由建筑专业设计，厂区车行路需适当考虑大型运输车辆通行需要。主副厂房的主入口位置需预留大广场，以适应大型运输车辆装卸需求。人行路秉持景观价值最大化，充分发挥其位置优势，遂设计环岛景观路。

4.3 景观规划

水利工程中有很多与水有关的构筑物，例如：进水前池、沉砂池、生态放流池等。把这些池子从单一的水利功能拓展为兼具景观价值的多功能池子是水利建筑师应该思考的问题。笔者在鲤鱼洲泵站景观规划中紧扣“涟漪”概念，因为高位水池位于岛相对中心位置，遂以高位水池为圆心，往外设计同心绿化带和生态放流池，这既能满足原有功能，又能拓展出水利特有的景观功能。

5 水利建筑物平面设计

水工建筑平面布置有其固有的特点[5],内部平面是需要多专业经过多次讨论来最终确定。水工专业、水机专业、电气专业提出设备布置需求，水工专业和建筑专业共同确定平面布置，建筑专业还需同时考虑建筑再总图布置中与交通的关系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通联系等方面是否满足规范以及使用需要[6]。水利工程建筑物的消防不仅仅要满足《水利工程防火设计规范》，也需满足《建筑设计防火规范》的要求。

以鲤鱼洲泵站厂房地面层为例，主副厂房长为139 m，宽为35.5 m，主厂房地面以上高为17.2 m，副厂房地面以上高6 m，上面一跨为副厂房，根据业主(甲方)需求和机电设备布置要求从左往右依次布置人行门厅入口、中控室、资料室、卫生间和机电专业相关设备用房；下面一跨为主厂房，从左往右依次为生产检修大门，安装间，电动机架空层。通过回廊联系平面交通。厂房设4个楼梯，下方2个为敞开式楼梯，上方2个为封闭式消防楼梯，楼梯结构虽然由水工专业设计，但是楼梯的消防疏散要求需要建筑专业提出要求，水工专业按要求设计楼梯(如图2所示)。

图2 鲤鱼洲泵站厂房地面层平面示意

6 建筑物外观设计

建筑外观的设计主要反映了一栋建筑的性格特征：或粗犷与豪放，不拘一格，或温文尔雅，小家碧玉；或强调现代的高科技韵味；或注重历史的文脉，运用符号、象征等手法表现出一种文化底蕴[7]。

6.1 水利建筑外观设计特点

水利建筑设计由于有其特殊性，建筑物的形体不受建筑师主导，建筑物平面位置和范围由水工专业根据使用要求确定，即水利水电工程建筑的基础受到水工建筑物的制约，而建筑物高度则由水力机械设备吊装高度或水闸启闭机运行高度、变配电设施高度等因素确定。鉴于水利水电工程建筑设计平面位置、尺寸、形状和高度均已由相关专业确定，留给建筑设计的空间只能在有限范围内变化[8]，所以，水利建筑物形体常常为一些体量较大的方盒子、圆柱体等规则几何体，立面体量变化少，这就让建筑师开展外观设计的时候，显得十分被动。

6.2 以往常规设计手法分析

以往常规的水利工程建筑物外观由于受预算、业主(甲方)需求等因素影响，对外观要求不高的情况下，水利建筑物外观常常以面砖或者面漆作为外立面材料，外立面的变化也是通过材料的颜色变化来达到设计效果，但是这种效果是有限的。例如：笔者参与的茂名滨海新区供水工程中的马店泵站厂房，由于经费有限，仅能通过立面窗户的形式，排列方式，女儿墙形式以及面砖颜色的变化等有限的设计手法来丰富厂房外立面。

6.3 鲤鱼洲泵站建筑外观设计

笔者认为建筑设计跟语文写作是一样的，得有中心思想，整篇文章得围绕中心思想展开，而在水利建筑设计中设计理念就是整个设计的中心思想。鲤鱼洲泵站建筑物设计紧紧围绕“涟漪”这个设计理念展开，外立面采用梭形的穿孔铝板，固定方式采用角码固定，通过梭形铝板的波峰变化，来表达“涟漪“的层层荡漾。鲤鱼洲泵站最具代表性的水利建筑物是代表长方体的主副厂房和代表圆柱体的高位水池。

主副厂房挂板通过控制波峰来形成立面的变化，主入口位置以大门中心线为中心控制波峰向两侧渐渐远离使入口形成一个内凹的感观效果，让主入口丰富了变化，也增添了导向性上。侧立面控制波峰来实现规律重复折线，模拟水纹远去的效果，紧扣主题。挂板在大门位置就断开，恰如其分的设计留白，不至于让外立面太过规整而缺少变化(如图3所示)。

图3 鲤鱼洲泵站主副厂房外立面挂板效果示意

高位水池直径28 m，高度30.5 m，建筑体量为一个高圆柱体，挂板起两段波峰来形成竖向“涟漪”，挂板距离地面留白处理，给人一种三段式的视觉感受。上波峰和下波峰均以规律折线绕圆柱体运动，让立面从不同角度观察，形成一种灵动的变化(如图4所示)。

图4 鲤鱼洲泵站高位水池外立面挂板效果示意

7 水利建筑设计重点及难点分析

7.1 经费把控

水利水电工程建筑设计除了要考虑建筑艺术特色，追求美的视觉效果外，还要考虑经济因素[9]。建筑设计应妥善处理好建筑艺术与结构、材料和经济指标之间的关系。开展建筑艺术设计构思时，应充分考虑建筑结构的合理性，材料的性能指标，经济条件的可行性。以此保证建筑使用的安全性和耐久性以及建设期、运行期经济指标的合理性和当前的经济承受能力[10]。例如：多数水利工程项目业主(甲方)常常工程预算紧张，无法全部采用高档材料进行内外观设计，此时建筑师需要根据业主(甲方)需求，把钱花在刀刃上，挑选重点建筑物进行典型外观设计，用一些相对高档的材料来丰富建筑物的外观[11]，这就要求建筑师对各种建材的价格做到心中有数，当面对不同业主(甲方)的需求时，可以及时做出符合要求的选材方案。

在鲤鱼洲泵站的建、构筑物外观设计中，重点放在主副厂房、高位水池、工作井、量水间、变电站，管理楼、宿舍楼。这些重点建筑物外立面采用真石漆底面叠加外挂铝板进行装饰，。而对于加药间、水泵房等辅助建筑物，立面采用真石漆简单处理。外挂铝板综合单价约为343.26元/m2，真石漆综合单价约为95元/m2。鲤鱼洲泵站建筑物室内设计也遵循此原则，例如对主副厂房发电机层及以上地面采用30厚的芝麻白大理石铺装，发电机层以下的地面则采用环氧自流平。30厚芝麻白大理石综合单价约为331元/m2，环氧自流平综合单价约为108元/m2。

7.2 方案汇报

方案汇报是设计的最后一环，如果能得到业主(甲方)的肯定，项目将开始施工图设计，如果业主(甲方)不满意，轻则修改方案，重则重新设计方案，所以，方案汇报是整个设计流程中的重中之重。笔者认为水利建筑设计的方案汇报是三分靠设计，七分靠汇报。建筑师作为服务业从业者，应该通过日常积累，从衣着到谈吐，从语言组织到语气、由内到外，让自己的汇报时富有感染力。例如，有些业主(甲方)更喜欢传统文化，那方案和后面的汇报就要有更多的传统元素；有些业主(甲方)常年国内外往返，对现代建筑更为欣赏，从方案到汇报就要有更多的现代元素。

8 结语

随着新材料、新技术与新理论的出现和应用，水利工程建筑外观和装饰不断冲破旧模式[12]，越来越多的水利水电工程不仅提出了生产工艺的要求，还需兼顾水利景观需求，打造水利风景区，充分利用水利自然风光。例如：珠江三角洲水资源配置工程高新沙泵站，地处南沙城市建设区，红线区域分为对外接纳游客游览的北三角-水情文化中心和不对外的泵站管理区。打破固有的水利工程项目单一生产功能的限制，让水利工程在满足生产要求的同时，能发挥其水利风光的特殊优势，创造新的社会效益。作为水利建筑设计师还需要关注时代，立足水利，面向未来，自觉思考水利建筑文化应扮演的角色和发展方向。广泛吸收各种文化的精华，丰富水利建筑的创作，促进水利事业全面进步和发展[13]。