淺談水利建筑設計新要求 以珠江三角洲水資源配置工程高新沙泵站區為例

王彪

“十四五”期間，全國水利建設再攀新高，各類特大投資的水利工程均開足馬力。本文以珠江三角洲水資源配置工程高新沙泵站為例，從設計過程、方法、重點難點等進行解讀，淺談水利項目建筑設計的新要求。并研究新時代水利建筑設計趨勢，為相關行業人員提供參考。

過去幾十年，水利工程建設大部分以水工專業為主導、機電專業為主要需求提供方，整個設計項目組各參與專業圍繞這兩個為中樞專業進行服務，建筑專業設計往往話語權不高，只對水工建筑物內外做個簡單裝修，滿足使用功能且投資不大。在設計流程中，建筑專業常常處于第四或者第五流轉順位。新時代的大投資水利工程，從可研開始，就對水工建筑物建筑設計提出了新要求，并提供了較為充足的相關預算，提高建筑專業在設計流程中的地位，充分發揮建筑設計的理念，并在工程建設中得以實施。本文通過實際案例，從項目建筑設計全過程參與情況，淺談新時代水利建設建筑設計新需求。

一、工程概況

珠江三角洲水資源配置工程是國務院部署的172項節水供水重大水利工程之一，工程輸水線路總長113.1km，總投資約354 億。實施工程，旨在解決深圳、東莞、廣州南沙等地發展缺水的問題，對保障城市供水安全和經濟社會發展具有重要作用，同時也將對粵港澳大灣區發展提供戰略支撐。珠三角水資源配置工程共有三大泵站，自西為順德鯉魚洲泵站、中樞高新沙泵站、東邊深圳羅田泵站。高新沙泵站是珠三角水資源配置工程的中樞泵站，是工程竣工后的運營管理駐地，以及作為項目面貌及水文化建設展覽的展示基地。

二、工程條件

作為水工建筑物的形象標識，水利建筑設計一直是水利工程設計中不可缺少的組成部分，高新沙泵站區為工程形象展示區。項目前期建設方決定要集思廣益，為獲得更優的設計理念與煥然一新的風格，我院便召開了工程面貌概念性方案設計招標。高新沙泵站區的建筑物概念設計最終經廣大群眾評標，采用“水滴漣漪”。過去受投資概算的制約，建筑設計在水利工程設計中處于較為次要的地位，在特定功能和經濟條件限制下，水工建筑給人以厚重單調的鋼筋混凝土形象。作為新時代的大投資工程，高新沙泵站區建設實施的主體為B1 標，總投資達到了18 個億，其中泵站區水工建筑物建筑設計內容最終確認招標投資約為3598.47 萬元，實際最終變更后投資將近5000 萬。趨勢分析：投資較大的水利項目，建筑形象上的投資對比以往即使提高兩個標準，對工程整體造價的影響也并不大。且近年，經濟下滑，需要采用基建投資來拉動經濟增長，因此，近期立項開工的大型水利項目更愿意為建筑設計提供發揮的空間。較為充足的預算必然導致建設方較高的要求，紛紛力求建設一個與傳統水利工程不同的項目新面貌，并成為水利標桿及網紅打卡地。這需要廣大設計人員及時引起重視，水利建筑設計形象逐步公建化。

三、泵站設計理念

根據設計理念，對工程設計進行深入構思，高新沙泵站理念的靈感來自水滴落水，產生的一圈圈漣漪，并向外自然得擴張蔓延。2021 年7 月1 日，在中國共產黨百年華誕之際，第一個百年奮斗目標“全面建成小康社會”如期宣告達成，對精神文明建設有了新需求，水利工程逐漸告別過去能用就行、簡單裝修就行等簡單需求，有了更高的文化需求。總體工程建筑物設計方案應有一個宗旨，一個概念，所有建筑物及構筑物的設計圍繞概念統一展開，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。形成整體且有故事可講，豐富水利工程建設的文化與情感內涵。新的大型項目，投資都比以往大，對設計理念的要求也將越來越高，告別過去簡單實用的要求，對工程形象和理念的要求越來越高則是大勢所趨。

四、工程總平面設計

水利工程建筑總平面設計一般包含水工建筑物、構筑物、道路路網等。高新沙泵站區內建筑物包含高新沙泵站、調壓塔、量水間、倉庫、變電站、南沙支線量水間、NS01 工作井、進庫閘、進水閘等。

設計分析：場地非常大，還臨城市快速路。我們以往也沒遇見過占地面積如此大的場地，需要落實工程整體形象的概念和工程合理布局，就必須要提早介入，接過水工專業的龍頭大旗，對場地總體設計進行規劃，讓地面形成一個個的圓或半圓，明確建筑物、道路與景觀用地規劃，保證工程設計的整體性。

從方法上，我們需要考慮建筑分區、消防間距、道路串聯分布、人行路線、車型路線，工作區與生活區的分布，讓泵站區與辦公管理樓相接近，又與宿舍及文化活動區域相對較遠，實現辦公區與生活區的動靜分區，按功能分區設置建筑物落點及路網規劃，做到動靜分明，主次清晰，力求不同功能互不干擾（如圖1所示）。對場地總平的更高要求，提高建筑專業在水利設計院內部的地位，已經是迫在眉睫的需求。

圖1 總平面圖

五、建筑物平面與室內設計

水工建筑平面布置有其固有的特點，水利工程泵站建筑物內部平面設計一般由機電專業提供各類機組型號，明確泵站所需的總體大小及空間尺度，后水工專業根據機電需求及較少部分其他專業需求進行結構設計，各專業再在水工結構的設計上補充完善。

設計分析：高新沙泵站長108.5m，寬42.3m，主廠房地面以上高18.25m，副廠房地面以上高6.35m。大型泵站內部管線非常多，涉及專業面廣，機電各專業設計人員作為工程師，對各自專業的東西較為了解，但是，對空間整體效果的想象力和控制較差，若不給他們規范管線走向，容易出現橋架和風管的神奇走位，且管線無序得索要空間。為實現在后期進行室內設計時分別針對性設計，需要合理規劃廠房動靜分區。需要盡量將所有外露管線包括：消防栓箱、風管、電纜橋架、雨水管等都“隱身”，才能使得廠房內看起來整潔、大方，以展現新時代高標準高質量水利工程的新面貌。

方法上，按廠房的功能與管線分區，因主機運行會產生較大噪音，將主機間與其他區域隔開。主機間四周墻體地面1.6m 以下部分采用大理石飾面滿足防撞功能，以上墻面及天花吊頂采用具有吸音功能的吸音板，吸音板采用金屬材料而非傳統的帶吸音棉的材料，除了吸音功能外還需要滿足易清理、環保、防火等要求，又能將各類管線隱藏。副廠房部分，室內采用滿鋪通體磚、玻璃隔斷、石膏吊頂、天花燈帶來打造一個整潔、簡單、大氣的室內空間。趨勢上來說，一個精美的泵站，建筑設計的作用非常重要，甚至可以說，沒有建筑師的統籌布置、調度指導，就不可能建成一個美觀的大型泵站，機電工程師只能解決功能問題，建筑設計師解決整體空間及美觀的問題，建筑設計在水利工程設計的地位開始日益提高，這是經濟發展到一定階段，進入新的社會形態帶來的必然結果。

六、建筑物外立面設計分析

在水利建筑的設計過程中，由于水利設計者偏重于建筑功能、結構安全等方面的設計，在建筑效果的美觀度及其與環境景觀的融合上則不盡如人意。根據以往的工程經驗，水利設計院水工結構專業一般只為機電專業讓路，只認機電專業為老大哥，很少考慮建筑造型的現實需求，很多時候對建筑專業提的結構要求部分采納或者置之不理，偶爾以結構不好計算為由打發“建筑佬”，設計思路上以滿足工程使用為目的，對外形形體美觀的要求則考慮的不是很多。但是，新的水利工程，投資一大，則不再允許水工專業“偷懶”，或者“忽悠”建筑專業和業主，因為大投資必定有著更高層級的部門關注，對美觀的要求必然與過去年代的水利項目提高標準。以全廠區最高點建筑物調壓塔為壓軸設計建筑物，力求做到讓人一眼望去就能理解設計概念，塔身外立面外掛板采用不規則曲面金屬穿孔鋁單板來打造較為柔和的曲線。歷經多次修改，廠房及塔身外掛板的曲線充分體現了水滴的柔和蕩漾外擴的波浪屬性，這需要水工和機電等專業改變以往的思路，從計算與埋件布置等方面一改以往的經驗，全程與建筑專業溝通協商（如圖2 所示）。

圖2 調壓塔

七、工程設計難點分析

1.經濟控制性難題

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。雖然提供了較為充足的預算，但是，仍然稍不小心就要搞出大變更。在高新沙泵站設計過程中，對建筑物外墻漆面、外掛幕墻板方案進行了部分調整優化，但是，隨之而來的便是投資的大幅度變更。例如：外墻面的鋁單板幕墻系統采用的是4mm 厚金屬鋁合金穿孔梭型板，2023年的市場實際實施綜合單價將近850 元/m2，而當時的招標價只有約343 元/m2。外墻真石漆當時招標價綜合單位約為95 元/m2，設計的水包水及水包砂真石漆工藝實際實施價格約在160～180 元/m2之間。外墻面的設計，對真石漆工藝、鋁單板數量及參數、工藝的稍微調整，就容易搞出幾百萬的金額變更，使得筆者及設計團隊在設計過程中，需要一邊對照招標工程清單，一邊對外立面進行小心翼翼地調整，以保證在優化設計的同時控制經濟合理性，又獲得較為良好的外立面效果。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。

2.專業交叉煩瑣性

雖然在前期經過了各個專業的流轉出具了綜合布置圖，但是，后期仍然避免不了上游機電專業的修改設計，他們時常根據廠家最新的設備或者新工藝而優化原有的設計內容，導致各專業聯動修改，建筑專業作為最后的綜合匯總性專業圖紙，所有專業的孔洞均需要在建筑圖上表示。后期需要對上游專業提供過來的修改開孔資料進行總體調度，避免沖突。這大量得消耗了筆者的時間，但是，又是不得不做的工作，只有統籌后的開孔及管線走向，才能產生一個較有層次感的空間，便于后續的美觀包裹設計。雜亂無章的管線走向，則后期難以救贖。大型泵站的管線非常多，優化調度管線的走向是一項挑戰性非常強的工作，卻又是走向高質量高標準的新水利建筑的必經之路。

3.工作重復性

在筆者的實際調研中發現，我國現階段很多水利工程存在著重復開展建筑設計的情況，由此帶來的大量重復勞動，必須得到重視。很多業主不一定懂水工、機電等專業，但是建筑學作為一門社會性學科，每個業主一定都會對建筑設計提幾句意見，且每人的審美風格均不統一，這為建筑設計從業者增加了大量的修改工作，有時候眾口難調，甚至現場進行參會人員舉手表決選定方案。珠三角高新沙泵站區前后所出的效果圖約150 張，極大地增加了設計人的工作量與設計單位的經濟成本。且反復修改及其消耗人的熱情，容易對工程產生厭煩感，這則需要設計人員很好地控制自己的情緒，以便更好地投入設計工作。

4.過程控制性

建筑設計建成效果受施工質量限制。多數水工專業施工隊不能如專業建筑施工隊伍一樣很好地完成建筑細部及節點的施工。施工隊伍的素質也會決定項目建設的成果，以往的水利項目都沒有這么高的要求，雖然總承包是央企正規軍，卻依然及其不適應高要求下的建筑設計要求。但是，新時代的水利項目，在花了國家大投資的基礎上，則必須高要求高標準建設。在高新沙泵站區裝修施工期間，筆者經常往返與工地與辦公室之間，在現場監督把關，對不易施工部分提前做出判斷，并出具完善措施與方法，這將非常消耗我們的時間，一個好的施工完成效果，是各方用時間和汗水凝結出來的。

八、結語

隨著時代的發展，我國各方面包括文化、科技、材料、人民的審美、精神內涵等各方面均得到長足的進步，特別是過去幾十年房地產的繁榮發展，促進了我國的建筑材料行業百花齊放，應用于水利工程建設上建筑設計的新材料新工藝越來越多，人民對于水利工程建設的美觀要求越來越高，不再滿足于過去的簡單實用的功能，還擁有更多文化內涵等方面的要求。如珠三角水資源配置工程那樣，建設全新面貌的水利工程將是新時代的趨勢，“十四五”期間，全國計劃完成水利投資額5.2 萬億元，2023 年也過萬億，且很多均為大投資工程，對于建筑設計方面的投資也將大幅增加。新時代水利建筑設計師應展望未來，逐漸改變了過去水利建筑設計的局限性，在發展中把建筑向藝術性推進。用藝術創作的手法對水利建筑進行設計，并提出人文主義的建筑原則，推陳出新、揚長避短，為我國建筑事業譜寫新的篇章。