張敏

（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

市政建設(shè)中的再生污水處理廠，由于大量占用土地，使得節(jié)約土地資源及發(fā)展成地下集約型建筑，成為我們?cè)O(shè)計(jì)人員的發(fā)展方向。本文通過對(duì)地下建筑定義、給水排水設(shè)計(jì)重要性進(jìn)行綜合分析，闡述再生水廠設(shè)計(jì)的重要性，并根據(jù)其科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，總結(jié)出其具體措施。

2 再生水廠設(shè)計(jì)理念

2.1 再生水廠的概念

地下再生污水處理廠建筑在日常建筑設(shè)計(jì)中，指的是把地面的水處理建筑物都放置在地下箱體中的建筑。其運(yùn)用特點(diǎn)與使用方向成為了現(xiàn)代城市化建設(shè)的產(chǎn)物，主要作用是緩和城市用地矛盾，增加人們?nèi)粘Ｉ钚蓍e與公共環(huán)境的作用，一定意義上也發(fā)展成建筑全新的領(lǐng)域。

目前，由于地下污水處理廠建筑的大規(guī)模建立，逐漸豐富了地下建筑學(xué)科，其主要研究?jī)?nèi)容不僅包含了地下建筑歷史與其主要的發(fā)展方向，還有效的針對(duì)城市建筑結(jié)構(gòu)中，地下空間的開發(fā)和利用。在城市空間的綜合規(guī)劃中，各類地下建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員重視并關(guān)注與地下建筑有關(guān)影響因素和構(gòu)建條件。比如：環(huán)境建設(shè)、綠化景觀設(shè)計(jì)以及建造技術(shù)等相關(guān)因素。由于地下建筑在實(shí)際建設(shè)過程中，自身具備良好的安全性，溫度穩(wěn)定性以及具備一定的密閉性，因此自身在運(yùn)用時(shí)可以充分的體現(xiàn)其自身的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.2 再生水廠建筑規(guī)劃重要性

由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，人們的生活水平有了質(zhì)的飛躍，這促使人們對(duì)于自身居住環(huán)境提出了更高的要求，而建筑行業(yè)的興起也帶來了激烈的行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，各個(gè)建筑企業(yè)想要在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下脫穎而出，就需要不斷的提高自身的建筑技術(shù)與工程質(zhì)量，才能在建筑行業(yè)中進(jìn)一步得到發(fā)展[1]。

為了保證地下建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，在建設(shè)工程開展前期，必須嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)出建設(shè)區(qū)域的規(guī)劃方案，并向政府及建設(shè)方面的部門提交完整的建筑資料和文件，同時(shí)地下建筑由于其自身的通風(fēng)特性和結(jié)構(gòu)特性，在實(shí)際方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的功能性和科學(xué)性，并且在實(shí)際設(shè)計(jì)方案上，充分的體現(xiàn)。

如今，為了順應(yīng)當(dāng)下時(shí)代的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活要求，地下再生水廠的建設(shè)在市政工程中的意義重大，尤其是運(yùn)用當(dāng)前重要的科學(xué)建筑技術(shù)。目前許多建筑企業(yè)充分的利用地下建筑結(jié)構(gòu)的資源，但是在充分的利用地下建筑進(jìn)行工程建造時(shí)，自身的消防性能也成為諸多研究者關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，只有擁有良好的消防設(shè)計(jì)保障，才能更好的確保地下再生水廠設(shè)備不被破壞，由此可見，地下再生水廠建筑設(shè)計(jì)需要考量的地方非常全面，科學(xué)性、安全性、實(shí)效性等,為地下再生水廠設(shè)計(jì)指明了方向。

3 諸暨市浣東再生水廠建筑設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

諸暨市浣東再生水廠工程位于諸暨市浣東街道，展誠大道北側(cè)、東三環(huán)線西側(cè)、浦陽東江東側(cè)地塊。地下再生水廠采用雙層加蓋的全地埋式結(jié)構(gòu)形式。生產(chǎn)性構(gòu)（建）筑物的總規(guī)模為15.0 萬m3/d 建設(shè),主要建設(shè)內(nèi)容具體包括地下再生水廠箱體1 座，單層建筑面積27850 ㎡；含粗格柵及進(jìn)水提升泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、A2/O 生化池、MBR 膜池、MBR 膜設(shè)備間、紫外線消毒間、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥脫水機(jī)房、機(jī)修間及變配電間等。每一個(gè)防火分區(qū)都設(shè)置有一部直接通往地面的消防樓梯間,共13 部消防樓梯。箱體邊設(shè)生產(chǎn)辦公用兩層綜合樓1 座,面積3000 ㎡。

設(shè)計(jì)主要包括以上構(gòu)、建筑物的工藝、建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、自控、消防、暖通、除臭以及地面景觀設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。

3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

①《諸暨市發(fā)展和改革局關(guān)于諸暨市浣東再生水廠（一期）項(xiàng)目核準(zhǔn)報(bào)告的批復(fù)》；

②《諸暨市浣東再生水廠（一期）項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)》；

③現(xiàn)狀1：1000 地形圖（電子版）；

④工程地質(zhì)勘察報(bào)告；

⑤《市政工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》（2013 年版）；

⑥國家和地方相關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和指令性規(guī)劃文本等。

諸暨市浣東再生水廠工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)文件按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。

3.3 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介

1）廠區(qū)平面布置

諸暨市浣東再生水廠工程廠址位于東三環(huán)線西側(cè)、展誠大道北側(cè)、浦陽東江以東地塊。再生水廠征地4.76hm2（71.5 畝），廠區(qū)地塊呈不規(guī)則長(zhǎng)方形，南北最大長(zhǎng)度299m，東西最大寬度206m。廠區(qū)西側(cè)紅線退讓浦陽東江右堤25m。

綜合樓為地上兩層建筑，位于污水處理廠箱體西側(cè)，緊靠浦陽東江，平面呈H 型布置，四坡屋頂，建筑面積3000 ㎡，分別設(shè)有辦公室、化驗(yàn)室、中控室、員工活動(dòng)室和員工餐廳。污水處理廠箱體為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，南北方向布置，南北向長(zhǎng)208.60 m，東西寬133.50m，廠區(qū)共設(shè)置2 個(gè)出入口，正門位于廠區(qū)北側(cè)，側(cè)門位于南側(cè)展誠大道旁。

再生水廠工程總平面的布置原則為工藝流程順暢，處理構(gòu)筑物相對(duì)集中。近、遠(yuǎn)期土建一并建設(shè)，便于整個(gè)廠區(qū)的建設(shè)、管理，并利于廠區(qū)運(yùn)行和生產(chǎn)調(diào)度。

廠區(qū)道路寬度為7.0m，局部寬度為6.0m。

2）廠區(qū)豎向布置

再生水廠箱體共分2 層，負(fù)二層為水池，負(fù)一層為設(shè)備層和管理設(shè)備用房，箱體頂板頂標(biāo)高為7.90m，箱體負(fù)一層地面標(biāo)高為1.50m，即負(fù)一層高度為6.4m（含頂板）。

負(fù)二層主要為生化池和膜池，其中預(yù)處理和生化池部分底板頂標(biāo)高為-5.50 m，膜池段底板頂標(biāo)高為-3.50 m，箱體最深段約在地面下14.9m 左右。廠區(qū)地面標(biāo)高為9.40m，即箱體上方覆土1.5m，用以種植綠草植物及景觀布置。

污水進(jìn)入廠區(qū)經(jīng)提升后重力自流各個(gè)處理構(gòu)筑物，細(xì)格柵端水位標(biāo)高2.95m，經(jīng)處理后至MBR 膜池水位為0.10 m，最后通過MBR 膜設(shè)備間產(chǎn)水泵加壓后經(jīng)排江管排入浦陽東江。

3）廠區(qū)道路及綠化

為滿足交通運(yùn)輸及消防的需要，廠內(nèi)設(shè)置了環(huán)形道路。廠區(qū)內(nèi)的主要道路寬7.0m，轉(zhuǎn)彎半徑常規(guī)9.0m，最小不小于6m。廠區(qū)共設(shè)置2 個(gè)出入口，正門位于廠區(qū)北側(cè)，側(cè)門位于南側(cè)展誠大道旁。

由于再生水廠為地下式箱體結(jié)構(gòu)，箱體上方地面全部設(shè)置景觀及綠化設(shè)施，綠化以草皮為主，輔以觀賞性樹種，整個(gè)廠區(qū)綠化率高，綠化率達(dá)到90%以上，與周邊景觀完美結(jié)合。

根據(jù)園林植物的生態(tài)習(xí)性和觀賞特性，結(jié)合總體景觀環(huán)境規(guī)劃以及臨近區(qū)域的城市控制線詳規(guī)的景觀要求，綜合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，選擇合適的樹種，合理配置不同的植物群落，營造節(jié)約環(huán)保型園區(qū)綠化景觀。

從植物多樣性的角度出發(fā)，通過喬、灌、草地被的配植，對(duì)不同區(qū)域的綠化空間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、合理、自然美觀、符合生態(tài)規(guī)律的設(shè)計(jì)布置。充分開發(fā)園林植物形、姿、色等觀賞特性，構(gòu)筑豐富多姿、色彩燦爛的觀賞多樣性，擴(kuò)大觀花、觀葉、觀形、遮蔭樹種的應(yīng)用范圍，為建設(shè)園林宜居城市建設(shè)打好基礎(chǔ)。

4 再生水廠消防設(shè)計(jì)措施

再生水廠的設(shè)計(jì)對(duì)于城市給水排水起著關(guān)鍵作用，充分保障著城市居民健康生活水平，而再生水廠承擔(dān)著城市排水等諸多環(huán)節(jié)，所以再生水廠在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮到建筑本身的消防要求，依托建筑設(shè)計(jì)理念在建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)計(jì)中完善保障措施。根據(jù)消防概念的區(qū)別，本課題一共分為如下三個(gè)方面探討。

1）防火能力的消防設(shè)計(jì)

對(duì)于地下模式的建筑結(jié)構(gòu)來說，當(dāng)火災(zāi)或者突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，除了通風(fēng)性能和控溫能力較差以外，其結(jié)構(gòu)中人員的疏散能力也不高，其中主要的原因有兩個(gè)。①是由于地下結(jié)構(gòu)的高度封閉性。

②是由于地下的光線來源主要是依托人工照明，而絕大部分的人工照明系統(tǒng)需要依靠電力能源進(jìn)行日常運(yùn)作，一旦產(chǎn)生火災(zāi)，破壞了電路系統(tǒng)，直接導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)瞬間進(jìn)入無光線狀態(tài)，這樣不良現(xiàn)狀最大限度的限制了人員疏散時(shí)的效率，同樣營救人員也無法有效的進(jìn)入火災(zāi)區(qū)域開展?fàn)I救計(jì)劃。

根據(jù)防火設(shè)計(jì)規(guī)范要求，地下消防分區(qū)面積控制在1000 ㎡范圍內(nèi)作一個(gè)防火分區(qū)，如果設(shè)計(jì)中采取有消防噴淋系統(tǒng)的，防火分區(qū)面積可以擴(kuò)大到2000 ㎡，實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榈叵略偕畯S的生產(chǎn)操作人員一般情況下比較少，常規(guī)不會(huì)超過10 人，而且主要是定時(shí)定點(diǎn)下到車間巡視，故除出水池的水面面積外，實(shí)際防火分區(qū)面積是可以相應(yīng)再擴(kuò)大一些的。這樣就可以減少出地面的樓梯間的個(gè)數(shù)，對(duì)地面布置綠化景觀和道路的優(yōu)點(diǎn)就好很多。地下廠區(qū)消防疏散按照規(guī)范《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》3.7.3 要求，每個(gè)防火分區(qū)均設(shè)一部直通室外的獨(dú)立安全出口及通往相鄰分區(qū)的第二、第三安全出口。共設(shè)置13 部直通室外的疏散樓梯，并保證廠房?jī)?nèi)人員活動(dòng)區(qū)域任意一點(diǎn)到安全出口的疏散距離不超過60m。

由于地下建筑結(jié)構(gòu)中，通風(fēng)性和流通性都處于薄弱環(huán)節(jié)，甚至有些地下建筑結(jié)構(gòu)中，其密封性較高，相當(dāng)于一個(gè)完全密閉環(huán)境，如果產(chǎn)生火災(zāi)，自此種相對(duì)封閉的環(huán)境，極其容易因?yàn)榄h(huán)境的特性，產(chǎn)生火災(zāi)爆炸，如果不能及時(shí)的進(jìn)行通風(fēng)以及相關(guān)的處理，有可能因?yàn)闆]有足夠的泄爆能力而產(chǎn)生二次爆炸，最大限度的提高了爆炸所造成的危害，增加了火災(zāi)的破壞范圍[2]。

所以在地下建筑結(jié)構(gòu)的耐火能力設(shè)計(jì)上，主要結(jié)構(gòu)上的耐火等級(jí)需要在一級(jí)以上，并且等級(jí)越高，其耐火性能就越好，其中地面出入口的主要等級(jí)也需要達(dá)到二級(jí)以上。加上地下建筑具有較強(qiáng)的封閉性能，如果建筑結(jié)構(gòu)中的耐火等級(jí)低于一級(jí)的話，一旦發(fā)生火災(zāi)，建筑結(jié)構(gòu)將無法承載火災(zāi)所帶來的熱能壓力。此外，在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，所使用的材料也需要材質(zhì)的挑選，盡可能的選擇不易燃燒的材料，以此保障在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的損失可以減少到最小[3]。

在地下建筑的裝修過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該針對(duì)地下結(jié)構(gòu)的逃生區(qū)域、安全通道、樓梯區(qū)域以及部分區(qū)域的墻面都需要選擇不易燃燒的材料。并且結(jié)合已有的建筑模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合分析，裝修所涉及到的材料中，盡可能避免塑料材質(zhì)的使用范圍，同時(shí)墻面的粉刷盡可能選擇環(huán)保無毒，并且在地下建筑的變形縫表面的裝修方面，也需要選擇環(huán)保且不易燃燒的材料，保證地下建筑結(jié)構(gòu)的安全最大化[4]。

2）通風(fēng)能力的消防設(shè)計(jì)

①在進(jìn)行地下建筑建造方案設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于其疏散樓梯間的通風(fēng)性能需要進(jìn)行消防分區(qū)劃分設(shè)計(jì)。常規(guī)1000 ㎡的劃分區(qū)域?qū)τ诠I(yè)建筑而言太小，根據(jù)上海市政設(shè)計(jì)院的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段普遍采取2000 ㎡作為一個(gè)消防分區(qū)，并且大型水池的水面面積可以不計(jì)入消防分區(qū)單元中。對(duì)于通風(fēng)區(qū)域風(fēng)管的材質(zhì)選擇上，應(yīng)該盡可能選擇金屬材質(zhì)，尤其是一些比較特殊的區(qū)域和部位，需要根據(jù)實(shí)際使用目的和范圍，選擇環(huán)保、不宜燃燒的裝飾材料。

②地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在設(shè)備和風(fēng)管所搭配的保溫材料的選擇上、過濾材料以及連接處粘合試劑等材料，也同樣需要選擇不易燃燒材料，以此最大限度的保證建筑的安全性。

4.3 電器的防火設(shè)計(jì)

4.3.1 電源的防火設(shè)計(jì)

對(duì)于地下的建筑結(jié)構(gòu)來說，無論是設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)還是照明的電能供應(yīng)，都離不開電力，尤其是安全消防區(qū)域，其中地下消防的水泵、排煙、報(bào)警設(shè)備、安全標(biāo)識(shí)以及防爆設(shè)施，都需要電能的長(zhǎng)久供應(yīng)。因此，地下建筑的電力供應(yīng)必須保證其正常運(yùn)行，并且電力運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要保證其電力充足。加上在日常建筑的運(yùn)轉(zhuǎn)中，所需要的電力供應(yīng)十分龐大，所以，對(duì)于電力的供應(yīng)，需要選擇一臺(tái)或者幾臺(tái)專用的柴油發(fā)電設(shè)備，以備不測(cè)之需。

4.3.2 電力設(shè)備

結(jié)合現(xiàn)有的地下建筑對(duì)于電能的需求，常見的地下建筑需要安放抗干擾式的電力變壓設(shè)備。在日常的地下建筑中，需要設(shè)立專門的區(qū)域或者房間放置電力變壓設(shè)備，其中所有防火設(shè)備的電力配線也應(yīng)該使用材質(zhì)比較優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，同時(shí)還需要兼顧防潮、防腐的使用特性。此外，對(duì)于地下建筑結(jié)構(gòu)防火性能的要求，設(shè)備所應(yīng)用的蓄電池的封閉性也有一定的質(zhì)量要求。除此之外，柴油發(fā)電設(shè)備也應(yīng)該關(guān)注其自身的封閉性能，盡可能遠(yuǎn)離有機(jī)會(huì)產(chǎn)生火源的區(qū)域和位置，在消防設(shè)備的控制區(qū)域也應(yīng)該明確的標(biāo)注其使用的方法和注意事項(xiàng)[5]。

5 結(jié)語

地下再生水廠在建筑設(shè)計(jì)過程中，充分考驗(yàn)了建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，在加快再生水利用的配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),尤其是當(dāng)前我國仍面臨全球性的金融危機(jī),迫切需要加大投資,拉動(dòng)內(nèi)需,建議國家和地方政府在再生水利用方面加大投資力度,合理規(guī)劃再生水利用項(xiàng)目,加快再生水利用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè).諸暨市浣東再生水廠項(xiàng)目的良好設(shè)計(jì)，為諸暨城市建設(shè)起到了決定性意義，今年正在申報(bào)建設(shè)部?jī)?yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。而地下建筑的安全性，是基于再生水廠建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否科學(xué)，因此，本文根據(jù)建筑的科學(xué)性能進(jìn)行綜合探究，以此提供理論參考。