浅谈水利建筑设计新要求 以珠江三角洲水资源配置工程高新沙泵站区为例

王彪

“十四五”期间，全国水利建设再攀新高，各类特大投资的水利工程均开足马力。本文以珠江三角洲水资源配置工程高新沙泵站为例，从设计过程、方法、重点难点等进行解读，浅谈水利项目建筑设计的新要求。并研究新时代水利建筑设计趋势，为相关行业人员提供参考。

过去几十年，水利工程建设大部分以水工专业为主导、机电专业为主要需求提供方，整个设计项目组各参与专业围绕这两个为中枢专业进行服务，建筑专业设计往往话语权不高，只对水工建筑物内外做个简单装修，满足使用功能且投资不大。在设计流程中，建筑专业常常处于第四或者第五流转顺位。新时代的大投资水利工程，从可研开始，就对水工建筑物建筑设计提出了新要求，并提供了较为充足的相关预算，提高建筑专业在设计流程中的地位，充分发挥建筑设计的理念，并在工程建设中得以实施。本文通过实际案例，从项目建筑设计全过程参与情况，浅谈新时代水利建设建筑设计新需求。

一、工程概况

珠江三角洲水资源配置工程是国务院部署的172项节水供水重大水利工程之一，工程输水线路总长113.1km，总投资约354 亿。实施工程，旨在解决深圳、东莞、广州南沙等地发展缺水的问题，对保障城市供水安全和经济社会发展具有重要作用，同时也将对粤港澳大湾区发展提供战略支撑。珠三角水资源配置工程共有三大泵站，自西为顺德鲤鱼洲泵站、中枢高新沙泵站、东边深圳罗田泵站。高新沙泵站是珠三角水资源配置工程的中枢泵站，是工程竣工后的运营管理驻地，以及作为项目面貌及水文化建设展览的展示基地。

二、工程条件

作为水工建筑物的形象标识，水利建筑设计一直是水利工程设计中不可缺少的组成部分，高新沙泵站区为工程形象展示区。项目前期建设方决定要集思广益，为获得更优的设计理念与焕然一新的风格，我院便召开了工程面貌概念性方案设计招标。高新沙泵站区的建筑物概念设计最终经广大群众评标，采用“水滴涟漪”。过去受投资概算的制约，建筑设计在水利工程设计中处于较为次要的地位，在特定功能和经济条件限制下，水工建筑给人以厚重单调的钢筋混凝土形象。作为新时代的大投资工程，高新沙泵站区建设实施的主体为B1 标，总投资达到了18 个亿，其中泵站区水工建筑物建筑设计内容最终确认招标投资约为3598.47 万元，实际最终变更后投资将近5000 万。趋势分析：投资较大的水利项目，建筑形象上的投资对比以往即使提高两个标准，对工程整体造价的影响也并不大。且近年，经济下滑，需要采用基建投资来拉动经济增长，因此，近期立项开工的大型水利项目更愿意为建筑设计提供发挥的空间。较为充足的预算必然导致建设方较高的要求，纷纷力求建设一个与传统水利工程不同的项目新面貌，并成为水利标杆及网红打卡地。这需要广大设计人员及时引起重视，水利建筑设计形象逐步公建化。

三、泵站设计理念

根据设计理念，对工程设计进行深入构思，高新沙泵站理念的灵感来自水滴落水，产生的一圈圈涟漪，并向外自然得扩张蔓延。2021 年7 月1 日，在中国共产党百年华诞之际，第一个百年奋斗目标“全面建成小康社会”如期宣告达成，对精神文明建设有了新需求，水利工程逐渐告别过去能用就行、简单装修就行等简单需求，有了更高的文化需求。总体工程建筑物设计方案应有一个宗旨，一个概念，所有建筑物及构筑物的设计围绕概念统一展开，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。形成整体且有故事可讲，丰富水利工程建设的文化与情感内涵。新的大型项目，投资都比以往大，对设计理念的要求也将越来越高，告别过去简单实用的要求，对工程形象和理念的要求越来越高则是大势所趋。

四、工程总平面设计

水利工程建筑总平面设计一般包含水工建筑物、构筑物、道路路网等。高新沙泵站区内建筑物包含高新沙泵站、调压塔、量水间、仓库、变电站、南沙支线量水间、NS01 工作井、进库闸、进水闸等。

设计分析：场地非常大，还临城市快速路。我们以往也没遇见过占地面积如此大的场地，需要落实工程整体形象的概念和工程合理布局，就必须要提早介入，接过水工专业的龙头大旗，对场地总体设计进行规划，让地面形成一个个的圆或半圆，明确建筑物、道路与景观用地规划，保证工程设计的整体性。

从方法上，我们需要考虑建筑分区、消防间距、道路串联分布、人行路线、车型路线，工作区与生活区的分布，让泵站区与办公管理楼相接近，又与宿舍及文化活动区域相对较远，实现办公区与生活区的动静分区，按功能分区设置建筑物落点及路网规划，做到动静分明，主次清晰，力求不同功能互不干扰（如图1所示）。对场地总平的更高要求，提高建筑专业在水利设计院内部的地位，已经是迫在眉睫的需求。

图1 总平面图

五、建筑物平面与室内设计

水工建筑平面布置有其固有的特点，水利工程泵站建筑物内部平面设计一般由机电专业提供各类机组型号，明确泵站所需的总体大小及空间尺度，后水工专业根据机电需求及较少部分其他专业需求进行结构设计，各专业再在水工结构的设计上补充完善。

设计分析：高新沙泵站长108.5m，宽42.3m，主厂房地面以上高18.25m，副厂房地面以上高6.35m。大型泵站内部管线非常多，涉及专业面广，机电各专业设计人员作为工程师，对各自专业的东西较为了解，但是，对空间整体效果的想象力和控制较差，若不给他们规范管线走向，容易出现桥架和风管的神奇走位，且管线无序得索要空间。为实现在后期进行室内设计时分别针对性设计，需要合理规划厂房动静分区。需要尽量将所有外露管线包括：消防栓箱、风管、电缆桥架、雨水管等都“隐身”，才能使得厂房内看起来整洁、大方，以展现新时代高标准高质量水利工程的新面貌。

方法上，按厂房的功能与管线分区，因主机运行会产生较大噪音，将主机间与其他区域隔开。主机间四周墙体地面1.6m 以下部分采用大理石饰面满足防撞功能，以上墙面及天花吊顶采用具有吸音功能的吸音板，吸音板采用金属材料而非传统的带吸音棉的材料，除了吸音功能外还需要满足易清理、环保、防火等要求，又能将各类管线隐藏。副厂房部分，室内采用满铺通体砖、玻璃隔断、石膏吊顶、天花灯带来打造一个整洁、简单、大气的室内空间。趋势上来说，一个精美的泵站，建筑设计的作用非常重要，甚至可以说，没有建筑师的统筹布置、调度指导，就不可能建成一个美观的大型泵站，机电工程师只能解决功能问题，建筑设计师解决整体空间及美观的问题，建筑设计在水利工程设计的地位开始日益提高，这是经济发展到一定阶段，进入新的社会形态带来的必然结果。

六、建筑物外立面设计分析

在水利建筑的设计过程中，由于水利设计者偏重于建筑功能、结构安全等方面的设计，在建筑效果的美观度及其与环境景观的融合上则不尽如人意。根据以往的工程经验，水利设计院水工结构专业一般只为机电专业让路，只认机电专业为老大哥，很少考虑建筑造型的现实需求，很多时候对建筑专业提的结构要求部分采纳或者置之不理，偶尔以结构不好计算为由打发“建筑佬”，设计思路上以满足工程使用为目的，对外形形体美观的要求则考虑的不是很多。但是，新的水利工程，投资一大，则不再允许水工专业“偷懒”，或者“忽悠”建筑专业和业主，因为大投资必定有着更高层级的部门关注，对美观的要求必然与过去年代的水利项目提高标准。以全厂区最高点建筑物调压塔为压轴设计建筑物，力求做到让人一眼望去就能理解设计概念，塔身外立面外挂板采用不规则曲面金属穿孔铝单板来打造较为柔和的曲线。历经多次修改，厂房及塔身外挂板的曲线充分体现了水滴的柔和荡漾外扩的波浪属性，这需要水工和机电等专业改变以往的思路，从计算与埋件布置等方面一改以往的经验，全程与建筑专业沟通协商（如图2 所示）。

图2 调压塔

七、工程设计难点分析

1.经济控制性难题

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。虽然提供了较为充足的预算，但是，仍然稍不小心就要搞出大变更。在高新沙泵站设计过程中，对建筑物外墙漆面、外挂幕墙板方案进行了部分调整优化，但是，随之而来的便是投资的大幅度变更。例如：外墙面的铝单板幕墙系统采用的是4mm 厚金属铝合金穿孔梭型板，2023年的市场实际实施综合单价将近850 元/m2，而当时的招标价只有约343 元/m2。外墙真石漆当时招标价综合单位约为95 元/m2，设计的水包水及水包砂真石漆工艺实际实施价格约在160～180 元/m2之间。外墙面的设计，对真石漆工艺、铝单板数量及参数、工艺的稍微调整，就容易搞出几百万的金额变更，使得笔者及设计团队在设计过程中，需要一边对照招标工程清单，一边对外立面进行小心翼翼地调整，以保证在优化设计的同时控制经济合理性，又获得较为良好的外立面效果。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。

2.专业交叉烦琐性

虽然在前期经过了各个专业的流转出具了综合布置图，但是，后期仍然避免不了上游机电专业的修改设计，他们时常根据厂家最新的设备或者新工艺而优化原有的设计内容，导致各专业联动修改，建筑专业作为最后的综合汇总性专业图纸，所有专业的孔洞均需要在建筑图上表示。后期需要对上游专业提供过来的修改开孔资料进行总体调度，避免冲突。这大量得消耗了笔者的时间，但是，又是不得不做的工作，只有统筹后的开孔及管线走向，才能产生一个较有层次感的空间，便于后续的美观包裹设计。杂乱无章的管线走向，则后期难以救赎。大型泵站的管线非常多，优化调度管线的走向是一项挑战性非常强的工作，却又是走向高质量高标准的新水利建筑的必经之路。

3.工作重复性

在笔者的实际调研中发现，我国现阶段很多水利工程存在着重复开展建筑设计的情况，由此带来的大量重复劳动，必须得到重视。很多业主不一定懂水工、机电等专业，但是建筑学作为一门社会性学科，每个业主一定都会对建筑设计提几句意见，且每人的审美风格均不统一，这为建筑设计从业者增加了大量的修改工作，有时候众口难调，甚至现场进行参会人员举手表决选定方案。珠三角高新沙泵站区前后所出的效果图约150 张，极大地增加了设计人的工作量与设计单位的经济成本。且反复修改及其消耗人的热情，容易对工程产生厌烦感，这则需要设计人员很好地控制自己的情绪，以便更好地投入设计工作。

4.过程控制性

建筑设计建成效果受施工质量限制。多数水工专业施工队不能如专业建筑施工队伍一样很好地完成建筑细部及节点的施工。施工队伍的素质也会决定项目建设的成果，以往的水利项目都没有这么高的要求，虽然总承包是央企正规军，却依然及其不适应高要求下的建筑设计要求。但是，新时代的水利项目，在花了国家大投资的基础上，则必须高要求高标准建设。在高新沙泵站区装修施工期间，笔者经常往返与工地与办公室之间，在现场监督把关，对不易施工部分提前做出判断，并出具完善措施与方法，这将非常消耗我们的时间，一个好的施工完成效果，是各方用时间和汗水凝结出来的。

八、结语

随着时代的发展，我国各方面包括文化、科技、材料、人民的审美、精神内涵等各方面均得到长足的进步，特别是过去几十年房地产的繁荣发展，促进了我国的建筑材料行业百花齐放，应用于水利工程建设上建筑设计的新材料新工艺越来越多，人民对于水利工程建设的美观要求越来越高，不再满足于过去的简单实用的功能，还拥有更多文化内涵等方面的要求。如珠三角水资源配置工程那样，建设全新面貌的水利工程将是新时代的趋势，“十四五”期间，全国计划完成水利投资额5.2 万亿元，2023 年也过万亿，且很多均为大投资工程，对于建筑设计方面的投资也将大幅增加。新时代水利建筑设计师应展望未来，逐渐改变了过去水利建筑设计的局限性，在发展中把建筑向艺术性推进。用艺术创作的手法对水利建筑进行设计，并提出人文主义的建筑原则，推陈出新、扬长避短，为我国建筑事业谱写新的篇章。