王彪

“十四五”期間，全國水利建設(shè)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(shè)計過程、方法、重點難點等進(jìn)行解讀，淺談水利項目建筑設(shè)計的新要求。并研究新時代水利建筑設(shè)計趨勢，為相關(guān)行業(yè)人員提供參考。

過去幾十年，水利工程建設(shè)大部分以水工專業(yè)為主導(dǎo)、機(jī)電專業(yè)為主要需求提供方，整個設(shè)計項目組各參與專業(yè)圍繞這兩個為中樞專業(yè)進(jìn)行服務(wù)，建筑專業(yè)設(shè)計往往話語權(quán)不高，只對水工建筑物內(nèi)外做個簡單裝修，滿足使用功能且投資不大。在設(shè)計流程中，建筑專業(yè)常常處于第四或者第五流轉(zhuǎn)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(shè)計提出了新要求，并提供了較為充足的相關(guān)預(yù)算，提高建筑專業(yè)在設(shè)計流程中的地位，充分發(fā)揮建筑設(shè)計的理念，并在工程建設(shè)中得以實施。本文通過實際案例，從項目建筑設(shè)計全過程參與情況，淺談新時代水利建設(shè)建筑設(shè)計新需求。

一、工程概況

珠江三角洲水資源配置工程是國務(wù)院部署的172項節(jié)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(fā)展缺水的問題，對保障城市供水安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要作用，同時也將對粵港澳大灣區(qū)發(fā)展提供戰(zhàn)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(shè)展覽的展示基地。

二、工程條件

作為水工建筑物的形象標(biāo)識，水利建筑設(shè)計一直是水利工程設(shè)計中不可缺少的組成部分，高新沙泵站區(qū)為工程形象展示區(qū)。項目前期建設(shè)方?jīng)Q定要集思廣益，為獲得更優(yōu)的設(shè)計理念與煥然一新的風(fēng)格，我院便召開了工程面貌概念性方案設(shè)計招標(biāo)。高新沙泵站區(qū)的建筑物概念設(shè)計最終經(jīng)廣大群眾評標(biāo)，采用“水滴漣漪”。過去受投資概算的制約，建筑設(shè)計在水利工程設(shè)計中處于較為次要的地位，在特定功能和經(jīng)濟(jì)條件限制下，水工建筑給人以厚重單調(diào)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(qū)建設(shè)實施的主體為B1 標(biāo)，總投資達(dá)到了18 個億，其中泵站區(qū)水工建筑物建筑設(shè)計內(nèi)容最終確認(rèn)招標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，對工程整體造價的影響也并不大。且近年，經(jīng)濟(jì)下滑，需要采用基建投資來拉動經(jīng)濟(jì)增長，因此，近期立項開工的大型水利項目更愿意為建筑設(shè)計提供發(fā)揮的空間。較為充足的預(yù)算必然導(dǎo)致建設(shè)方較高的要求，紛紛力求建設(shè)一個與傳統(tǒng)水利工程不同的項目新面貌，并成為水利標(biāo)桿及網(wǎng)紅打卡地。這需要廣大設(shè)計人員及時引起重視，水利建筑設(shè)計形象逐步公建化。

三、泵站設(shè)計理念

根據(jù)設(shè)計理念，對工程設(shè)計進(jìn)行深入構(gòu)思，高新沙泵站理念的靈感來自水滴落水，產(chǎn)生的一圈圈漣漪，并向外自然得擴(kuò)張蔓延。2021 年7 月1 日，在中國共產(chǎn)黨百年華誕之際，第一個百年奮斗目標(biāo)“全面建成小康社會”如期宣告達(dá)成，對精神文明建設(shè)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?？傮w工程建筑物設(shè)計方案應(yīng)有一個宗旨，一個概念，所有建筑物及構(gòu)筑物的設(shè)計圍繞概念統(tǒng)一展開，經(jīng)過反復(fù)推敲和揣摩，將建筑師的理念和情感通過不同的設(shè)計手法、材料與色彩表達(dá)出來。形成整體且有故事可講，豐富水利工程建設(shè)的文化與情感內(nèi)涵。新的大型項目，投資都比以往大，對設(shè)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(shè)計

水利工程建筑總平面設(shè)計一般包含水工建筑物、構(gòu)筑物、道路路網(wǎng)等。高新沙泵站區(qū)內(nèi)建筑物包含高新沙泵站、調(diào)壓塔、量水間、倉庫、變電站、南沙支線量水間、NS01 工作井、進(jìn)庫閘、進(jìn)水閘等。

設(shè)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(yè)的龍頭大旗，對場地總體設(shè)計進(jìn)行規(guī)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(guī)劃，保證工程設(shè)計的整體性。

從方法上，我們需要考慮建筑分區(qū)、消防間距、道路串聯(lián)分布、人行路線、車型路線，工作區(qū)與生活區(qū)的分布，讓泵站區(qū)與辦公管理樓相接近，又與宿舍及文化活動區(qū)域相對較遠(yuǎn)，實現(xiàn)辦公區(qū)與生活區(qū)的動靜分區(qū)，按功能分區(qū)設(shè)置建筑物落點及路網(wǎng)規(guī)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(yè)在水利設(shè)計院內(nèi)部的地位，已經(jīng)是迫在眉睫的需求。

圖1 總平面圖

五、建筑物平面與室內(nèi)設(shè)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(nèi)部平面設(shè)計一般由機(jī)電專業(yè)提供各類機(jī)組型號，明確泵站所需的總體大小及空間尺度，后水工專業(yè)根據(jù)機(jī)電需求及較少部分其他專業(yè)需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，各專業(yè)再在水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計上補(bǔ)充完善。

設(shè)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(nèi)部管線非常多，涉及專業(yè)面廣，機(jī)電各專業(yè)設(shè)計人員作為工程師，對各自專業(yè)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(guī)范管線走向，容易出現(xiàn)橋架和風(fēng)管的神奇走位，且管線無序得索要空間。為實現(xiàn)在后期進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計時分別針對性設(shè)計，需要合理規(guī)劃廠房動靜分區(qū)。需要盡量將所有外露管線包括：消防栓箱、風(fēng)管、電纜橋架、雨水管等都“隱身”，才能使得廠房內(nèi)看起來整潔、大方，以展現(xiàn)新時代高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量水利工程的新面貌。

方法上，按廠房的功能與管線分區(qū)，因主機(jī)運行會產(chǎn)生較大噪音，將主機(jī)間與其他區(qū)域隔開。主機(jī)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(tǒng)的帶吸音棉的材料，除了吸音功能外還需要滿足易清理、環(huán)保、防火等要求，又能將各類管線隱藏。副廠房部分，室內(nèi)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(nèi)空間。趨勢上來說，一個精美的泵站，建筑設(shè)計的作用非常重要，甚至可以說，沒有建筑師的統(tǒng)籌布置、調(diào)度指導(dǎo)，就不可能建成一個美觀的大型泵站，機(jī)電工程師只能解決功能問題，建筑設(shè)計師解決整體空間及美觀的問題，建筑設(shè)計在水利工程設(shè)計的地位開始日益提高，這是經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段，進(jìn)入新的社會形態(tài)帶來的必然結(jié)果。

六、建筑物外立面設(shè)計分析

在水利建筑的設(shè)計過程中，由于水利設(shè)計者偏重于建筑功能、結(jié)構(gòu)安全等方面的設(shè)計，在建筑效果的美觀度及其與環(huán)境景觀的融合上則不盡如人意。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗，水利設(shè)計院水工結(jié)構(gòu)專業(yè)一般只為機(jī)電專業(yè)讓路，只認(rèn)機(jī)電專業(yè)為老大哥，很少考慮建筑造型的現(xiàn)實需求，很多時候?qū)ㄖI(yè)提的結(jié)構(gòu)要求部分采納或者置之不理，偶爾以結(jié)構(gòu)不好計算為由打發(fā)“建筑佬”，設(shè)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(yè)“偷懶”，或者“忽悠”建筑專業(yè)和業(yè)主，因為大投資必定有著更高層級的部門關(guān)注，對美觀的要求必然與過去年代的水利項目提高標(biāo)準(zhǔn)。以全廠區(qū)最高點建筑物調(diào)壓塔為壓軸設(shè)計建筑物，力求做到讓人一眼望去就能理解設(shè)計概念，塔身外立面外掛板采用不規(guī)則曲面金屬穿孔鋁單板來打造較為柔和的曲線。歷經(jīng)多次修改，廠房及塔身外掛板的曲線充分體現(xiàn)了水滴的柔和蕩漾外擴(kuò)的波浪屬性，這需要水工和機(jī)電等專業(yè)改變以往的思路，從計算與埋件布置等方面一改以往的經(jīng)驗，全程與建筑專業(yè)溝通協(xié)商（如圖2 所示）。

圖2 調(diào)壓塔

七、工程設(shè)計難點分析

1.經(jīng)濟(jì)控制性難題

水利水電工程建筑設(shè)計除了要考慮建筑藝術(shù)特色，追求美的視覺效果外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素。雖然提供了較為充足的預(yù)算，但是，仍然稍不小心就要搞出大變更。在高新沙泵站設(shè)計過程中，對建筑物外墻漆面、外掛幕墻板方案進(jìn)行了部分調(diào)整優(yōu)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(tǒng)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(dāng)時的招標(biāo)價只有約343 元/m2。外墻真石漆當(dāng)時招標(biāo)價綜合單位約為95 元/m2，設(shè)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(shè)計，對真石漆工藝、鋁單板數(shù)量及參數(shù)、工藝的稍微調(diào)整，就容易搞出幾百萬的金額變更，使得筆者及設(shè)計團(tuán)隊在設(shè)計過程中，需要一邊對照招標(biāo)工程清單，一邊對外立面進(jìn)行小心翼翼地調(diào)整，以保證在優(yōu)化設(shè)計的同時控制經(jīng)濟(jì)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(jìn)行典型外觀設(shè)計，用一些相對高檔的材料來豐富建筑物的外觀。

2.專業(yè)交叉煩瑣性

雖然在前期經(jīng)過了各個專業(yè)的流轉(zhuǎn)出具了綜合布置圖，但是，后期仍然避免不了上游機(jī)電專業(yè)的修改設(shè)計，他們時常根據(jù)廠家最新的設(shè)備或者新工藝而優(yōu)化原有的設(shè)計內(nèi)容，導(dǎo)致各專業(yè)聯(lián)動修改，建筑專業(yè)作為最后的綜合匯總性專業(yè)圖紙，所有專業(yè)的孔洞均需要在建筑圖上表示。后期需要對上游專業(yè)提供過來的修改開孔資料進(jìn)行總體調(diào)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(tǒng)籌后的開孔及管線走向，才能產(chǎn)生一個較有層次感的空間，便于后續(xù)的美觀包裹設(shè)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(yōu)化調(diào)度管線的走向是一項挑戰(zhàn)性非常強(qiáng)的工作，卻又是走向高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的新水利建筑的必經(jīng)之路。

3.工作重復(fù)性

在筆者的實際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)階段很多水利工程存在著重復(fù)開展建筑設(shè)計的情況，由此帶來的大量重復(fù)勞動，必須得到重視。很多業(yè)主不一定懂水工、機(jī)電等專業(yè)，但是建筑學(xué)作為一門社會性學(xué)科，每個業(yè)主一定都會對建筑設(shè)計提幾句意見，且每人的審美風(fēng)格均不統(tǒng)一，這為建筑設(shè)計從業(yè)者增加了大量的修改工作，有時候眾口難調(diào)，甚至現(xiàn)場進(jìn)行參會人員舉手表決選定方案。珠三角高新沙泵站區(qū)前后所出的效果圖約150 張，極大地增加了設(shè)計人的工作量與設(shè)計單位的經(jīng)濟(jì)成本。且反復(fù)修改及其消耗人的熱情，容易對工程產(chǎn)生厭煩感，這則需要設(shè)計人員很好地控制自己的情緒，以便更好地投入設(shè)計工作。

4.過程控制性

建筑設(shè)計建成效果受施工質(zhì)量限制。多數(shù)水工專業(yè)施工隊不能如專業(yè)建筑施工隊伍一樣很好地完成建筑細(xì)部及節(jié)點的施工。施工隊伍的素質(zhì)也會決定項目建設(shè)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(guī)軍，卻依然及其不適應(yīng)高要求下的建筑設(shè)計要求。但是，新時代的水利項目，在花了國家大投資的基礎(chǔ)上，則必須高要求高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。在高新沙泵站區(qū)裝修施工期間，筆者經(jīng)常往返與工地與辦公室之間，在現(xiàn)場監(jiān)督把關(guān)，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(jié)出來的。

八、結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，我國各方面包括文化、科技、材料、人民的審美、精神內(nèi)涵等各方面均得到長足的進(jìn)步，特別是過去幾十年房地產(chǎn)的繁榮發(fā)展，促進(jìn)了我國的建筑材料行業(yè)百花齊放，應(yīng)用于水利工程建設(shè)上建筑設(shè)計的新材料新工藝越來越多，人民對于水利工程建設(shè)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(nèi)涵等方面的要求。如珠三角水資源配置工程那樣，建設(shè)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(shè)計方面的投資也將大幅增加。新時代水利建筑設(shè)計師應(yīng)展望未來，逐漸改變了過去水利建筑設(shè)計的局限性，在發(fā)展中把建筑向藝術(shù)性推進(jìn)。用藝術(shù)創(chuàng)作的手法對水利建筑進(jìn)行設(shè)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(yè)譜寫新的篇章。