诸暨市浣东地下再生水厂工程项目探讨

张敏

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司）

1 引言

市政建设中的再生污水处理厂，由于大量占用土地，使得节约土地资源及发展成地下集约型建筑，成为我们设计人员的发展方向。本文通过对地下建筑定义、给水排水设计重要性进行综合分析，阐述再生水厂设计的重要性，并根据其科学的设计理念，总结出其具体措施。

2 再生水厂设计理念

2.1 再生水厂的概念

地下再生污水处理厂建筑在日常建筑设计中，指的是把地面的水处理建筑物都放置在地下箱体中的建筑。其运用特点与使用方向成为了现代城市化建设的产物，主要作用是缓和城市用地矛盾，增加人们日常生活休闲与公共环境的作用，一定意义上也发展成建筑全新的领域。

目前，由于地下污水处理厂建筑的大规模建立，逐渐丰富了地下建筑学科，其主要研究内容不仅包含了地下建筑历史与其主要的发展方向，还有效的针对城市建筑结构中，地下空间的开发和利用。在城市空间的综合规划中，各类地下建筑的规划设计，需要设计人员重视并关注与地下建筑有关影响因素和构建条件。比如：环境建设、绿化景观设计以及建造技术等相关因素。由于地下建筑在实际建设过程中，自身具备良好的安全性，温度稳定性以及具备一定的密闭性，因此自身在运用时可以充分的体现其自身的经济和社会效益。

2.2 再生水厂建筑规划重要性

由于我国经济发展十分迅速，人们的生活水平有了质的飞跃，这促使人们对于自身居住环境提出了更高的要求，而建筑行业的兴起也带来了激烈的行业内部竞争现象，各个建筑企业想要在竞争激烈的环境下脱颖而出，就需要不断的提高自身的建筑技术与工程质量，才能在建筑行业中进一步得到发展[1]。

为了保证地下建筑结构的安全性和稳定性，在建设工程开展前期，必须严谨的设计出建设区域的规划方案，并向政府及建设方面的部门提交完整的建筑资料和文件，同时地下建筑由于其自身的通风特性和结构特性，在实际方案设计时，需要关注建筑结构的功能性和科学性，并且在实际设计方案上，充分的体现。

如今，为了顺应当下时代的经济发展和生活要求，地下再生水厂的建设在市政工程中的意义重大，尤其是运用当前重要的科学建筑技术。目前许多建筑企业充分的利用地下建筑结构的资源，但是在充分的利用地下建筑进行工程建造时，自身的消防性能也成为诸多研究者关注的重点领域之一，只有拥有良好的消防设计保障，才能更好的确保地下再生水厂设备不被破坏，由此可见，地下再生水厂建筑设计需要考量的地方非常全面，科学性、安全性、实效性等,为地下再生水厂设计指明了方向。

3 诸暨市浣东再生水厂建筑设计

3.1 工程概况

诸暨市浣东再生水厂工程位于诸暨市浣东街道，展诚大道北侧、东三环线西侧、浦阳东江东侧地块。地下再生水厂采用双层加盖的全地埋式结构形式。生产性构（建）筑物的总规模为15.0 万m3/d 建设,主要建设内容具体包括地下再生水厂箱体1 座，单层建筑面积27850 ㎡；含粗格栅及进水提升泵房、细格栅及曝气沉砂池、A2/O 生化池、MBR 膜池、MBR 膜设备间、紫外线消毒间、鼓风机房、污泥脱水机房、机修间及变配电间等。每一个防火分区都设置有一部直接通往地面的消防楼梯间,共13 部消防楼梯。箱体边设生产办公用两层综合楼1 座,面积3000 ㎡。

设计主要包括以上构、建筑物的工艺、建筑、结构、电气、自控、消防、暖通、除臭以及地面景观设计等相关内容。

3.2 设计依据

①《诸暨市发展和改革局关于诸暨市浣东再生水厂（一期）项目核准报告的批复》；

②《诸暨市浣东再生水厂（一期）项目初步设计》；

③现状1：1000 地形图（电子版）；

④工程地质勘察报告；

⑤《市政工程设计文件编制深度规定》（2013 年版）；

⑥国家和地方相关的法律、法规、规范、标准和指令性规划文本等。

诸暨市浣东再生水厂工程项目在设计中严格执行现行国家标准和行业标准，设计文件按照有关设计规范及质量标准规定执行。

3.3 设计方案简介

1）厂区平面布置

诸暨市浣东再生水厂工程厂址位于东三环线西侧、展诚大道北侧、浦阳东江以东地块。再生水厂征地4.76hm2（71.5 亩），厂区地块呈不规则长方形，南北最大长度299m，东西最大宽度206m。厂区西侧红线退让浦阳东江右堤25m。

综合楼为地上两层建筑，位于污水处理厂箱体西侧，紧靠浦阳东江，平面呈H 型布置，四坡屋顶，建筑面积3000 ㎡，分别设有办公室、化验室、中控室、员工活动室和员工餐厅。污水处理厂箱体为矩形钢筋混凝土结构，南北方向布置，南北向长208.60 m，东西宽133.50m，厂区共设置2 个出入口，正门位于厂区北侧，侧门位于南侧展诚大道旁。

再生水厂工程总平面的布置原则为工艺流程顺畅，处理构筑物相对集中。近、远期土建一并建设，便于整个厂区的建设、管理，并利于厂区运行和生产调度。

厂区道路宽度为7.0m，局部宽度为6.0m。

2）厂区竖向布置

再生水厂箱体共分2 层，负二层为水池，负一层为设备层和管理设备用房，箱体顶板顶标高为7.90m，箱体负一层地面标高为1.50m，即负一层高度为6.4m（含顶板）。

负二层主要为生化池和膜池，其中预处理和生化池部分底板顶标高为-5.50 m，膜池段底板顶标高为-3.50 m，箱体最深段约在地面下14.9m 左右。厂区地面标高为9.40m，即箱体上方覆土1.5m，用以种植绿草植物及景观布置。

污水进入厂区经提升后重力自流各个处理构筑物，细格栅端水位标高2.95m，经处理后至MBR 膜池水位为0.10 m，最后通过MBR 膜设备间产水泵加压后经排江管排入浦阳东江。

3）厂区道路及绿化

为满足交通运输及消防的需要，厂内设置了环形道路。厂区内的主要道路宽7.0m，转弯半径常规9.0m，最小不小于6m。厂区共设置2 个出入口，正门位于厂区北侧，侧门位于南侧展诚大道旁。

由于再生水厂为地下式箱体结构，箱体上方地面全部设置景观及绿化设施，绿化以草皮为主，辅以观赏性树种，整个厂区绿化率高，绿化率达到90%以上，与周边景观完美结合。

根据园林植物的生态习性和观赏特性，结合总体景观环境规划以及临近区域的城市控制线详规的景观要求，综合当地的自然条件，选择合适的树种，合理配置不同的植物群落，营造节约环保型园区绿化景观。

从植物多样性的角度出发，通过乔、灌、草地被的配植，对不同区域的绿化空间进行经济、合理、自然美观、符合生态规律的设计布置。充分开发园林植物形、姿、色等观赏特性，构筑丰富多姿、色彩灿烂的观赏多样性，扩大观花、观叶、观形、遮荫树种的应用范围，为建设园林宜居城市建设打好基础。

4 再生水厂消防设计措施

再生水厂的设计对于城市给水排水起着关键作用，充分保障着城市居民健康生活水平，而再生水厂承担着城市排水等诸多环节，所以再生水厂在设计过程中应充分考虑到建筑本身的消防要求，依托建筑设计理念在建筑结构、消防设计中完善保障措施。根据消防概念的区别，本课题一共分为如下三个方面探讨。

1）防火能力的消防设计

对于地下模式的建筑结构来说，当火灾或者突发情况发生时，除了通风性能和控温能力较差以外，其结构中人员的疏散能力也不高，其中主要的原因有两个。①是由于地下结构的高度封闭性。

②是由于地下的光线来源主要是依托人工照明，而绝大部分的人工照明系统需要依靠电力能源进行日常运作，一旦产生火灾，破坏了电路系统，直接导致地下结构瞬间进入无光线状态，这样不良现状最大限度的限制了人员疏散时的效率，同样营救人员也无法有效的进入火灾区域开展营救计划。

根据防火设计规范要求，地下消防分区面积控制在1000 ㎡范围内作一个防火分区，如果设计中采取有消防喷淋系统的，防火分区面积可以扩大到2000 ㎡，实际应用中，因为地下再生水厂的生产操作人员一般情况下比较少，常规不会超过10 人，而且主要是定时定点下到车间巡视，故除出水池的水面面积外，实际防火分区面积是可以相应再扩大一些的。这样就可以减少出地面的楼梯间的个数，对地面布置绿化景观和道路的优点就好很多。地下厂区消防疏散按照规范《建筑设计防火规范》3.7.3 要求，每个防火分区均设一部直通室外的独立安全出口及通往相邻分区的第二、第三安全出口。共设置13 部直通室外的疏散楼梯，并保证厂房内人员活动区域任意一点到安全出口的疏散距离不超过60m。

由于地下建筑结构中，通风性和流通性都处于薄弱环节，甚至有些地下建筑结构中，其密封性较高，相当于一个完全密闭环境，如果产生火灾，自此种相对封闭的环境，极其容易因为环境的特性，产生火灾爆炸，如果不能及时的进行通风以及相关的处理，有可能因为没有足够的泄爆能力而产生二次爆炸，最大限度的提高了爆炸所造成的危害，增加了火灾的破坏范围[2]。

所以在地下建筑结构的耐火能力设计上，主要结构上的耐火等级需要在一级以上，并且等级越高，其耐火性能就越好，其中地面出入口的主要等级也需要达到二级以上。加上地下建筑具有较强的封闭性能，如果建筑结构中的耐火等级低于一级的话，一旦发生火灾，建筑结构将无法承载火灾所带来的热能压力。此外，在地下结构设计中，所使用的材料也需要材质的挑选，尽可能的选择不易燃烧的材料，以此保障在火灾发生时的损失可以减少到最小[3]。

在地下建筑的装修过程中，设计人员应该针对地下结构的逃生区域、安全通道、楼梯区域以及部分区域的墙面都需要选择不易燃烧的材料。并且结合已有的建筑模式进行数据的综合分析，装修所涉及到的材料中，尽可能避免塑料材质的使用范围，同时墙面的粉刷尽可能选择环保无毒，并且在地下建筑的变形缝表面的装修方面，也需要选择环保且不易燃烧的材料，保证地下建筑结构的安全最大化[4]。

2）通风能力的消防设计

①在进行地下建筑建造方案设计时，对于其疏散楼梯间的通风性能需要进行消防分区划分设计。常规1000 ㎡的划分区域对于工业建筑而言太小，根据上海市政设计院的经验数据，现阶段普遍采取2000 ㎡作为一个消防分区，并且大型水池的水面面积可以不计入消防分区单元中。对于通风区域风管的材质选择上，应该尽可能选择金属材质，尤其是一些比较特殊的区域和部位，需要根据实际使用目的和范围，选择环保、不宜燃烧的装饰材料。

②地下建筑结构设计中，在设备和风管所搭配的保温材料的选择上、过滤材料以及连接处粘合试剂等材料，也同样需要选择不易燃烧材料，以此最大限度的保证建筑的安全性。

4.3 电器的防火设计

4.3.1 电源的防火设计

对于地下的建筑结构来说，无论是设备的运转还是照明的电能供应，都离不开电力，尤其是安全消防区域，其中地下消防的水泵、排烟、报警设备、安全标识以及防爆设施，都需要电能的长久供应。因此，地下建筑的电力供应必须保证其正常运行，并且电力运转时需要保证其电力充足。加上在日常建筑的运转中，所需要的电力供应十分庞大，所以，对于电力的供应，需要选择一台或者几台专用的柴油发电设备，以备不测之需。

4.3.2 电力设备

结合现有的地下建筑对于电能的需求，常见的地下建筑需要安放抗干扰式的电力变压设备。在日常的地下建筑中，需要设立专门的区域或者房间放置电力变压设备，其中所有防火设备的电力配线也应该使用材质比较优质的产品，同时还需要兼顾防潮、防腐的使用特性。此外，对于地下建筑结构防火性能的要求，设备所应用的蓄电池的封闭性也有一定的质量要求。除此之外，柴油发电设备也应该关注其自身的封闭性能，尽可能远离有机会产生火源的区域和位置，在消防设备的控制区域也应该明确的标注其使用的方法和注意事项[5]。

5 结语

地下再生水厂在建筑设计过程中，充分考验了建筑设计的科学严谨性，在加快再生水利用的配套基础设施建设,尤其是当前我国仍面临全球性的金融危机,迫切需要加大投资,拉动内需,建议国家和地方政府在再生水利用方面加大投资力度,合理规划再生水利用项目,加快再生水利用的基础设施建设.诸暨市浣东再生水厂项目的良好设计，为诸暨城市建设起到了决定性意义，今年正在申报建设部优秀设计奖。而地下建筑的安全性，是基于再生水厂建筑结构的设计是否科学，因此，本文根据建筑的科学性能进行综合探究，以此提供理论参考。