山東歷城區(qū)董家水質凈化廠工程建筑設計淺析

景文

【摘要】在城市土地資源日益緊缺，國家對城市的水環(huán)境治理要求不斷提升的背景下，傳統污水處理廠噪音擾民、臭氣污染、對周邊土地價值影響等問題不符合城市高質量發(fā)展要求。地下污水處理廠有充分利用地下空間，地上可作為景觀公園、產業(yè)開發(fā)等多種用途、對周邊土地價值影響小等諸多優(yōu)勢，在國內得到迅速推廣。文章以山東歷城區(qū)董家水質凈化廠工程為例，從建筑設計角度分析地下污水處理廠設計及地面景觀協調設計要點，為設計人員提供案例參考。

【關鍵詞】地下污水處理廠; 工業(yè)建筑; 工程實例

【中國分類號】TU923【文獻標志碼】A

近年來，城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展使地下污水處理廠建設勢頭迅猛，地下污水處理廠具有用地集約緊湊，隔離臭氣、噪音，地面功能開發(fā)多元化的優(yōu)勢，但是也有箱體埋深大，建設費用高于傳統污水處理廠，施工難度大，照明通風除臭日常運行費用高等問題。本文根據建成的地下污水處理廠案例總結設計要點，對提高建造技術水平、優(yōu)化設計降低成本、深化產業(yè)交叉融合進行研究探討，促使地下污水處理廠設計與城市發(fā)展深度融合。

1 設計概況及設計理念

濟南市作為山東省會，是政治、經濟、文化、教育和高新技術產業(yè)的中心，也是連接華北和華東、沿海和內地的交通樞紐。濟南市歷城區(qū)董家水質凈化廠工程服務片區(qū)屬于東部城區(qū)，其規(guī)劃重點是發(fā)展高新技術產業(yè)、高附加值制造業(yè)和加工業(yè)，并完善生活居住、公共服務配套，形成現代化新城區(qū)。由于片區(qū)建設發(fā)展的加快，人口數量將急劇增加，產生的污水量顯著增多，片區(qū)內急需加快城市環(huán)境基礎設施的建設，改善污水收集處理設施相對落后的情況，將濟南市歷城區(qū)董家水質凈化廠納入了近期建設規(guī)劃。

濟南市歷城區(qū)董家水質凈化廠建設為地下污水處理廠，有效防止臭氣擴散和噪音污染，地面部分作為廠區(qū)綠地發(fā)揮生態(tài)效益，不影響片區(qū)土地價值，能夠與東部城區(qū)發(fā)展深度融合。

2 廠區(qū)總體布局

廠區(qū)近期用地為長方形地塊，用地北面為規(guī)劃溫梁路，用地東面為郭董路。水質凈化廠建設規(guī)模為5.0×104 m3/d，采用地下箱體形式。主要水處理構筑物在地下，用地緊湊。

建筑總平面設計以充分滿足工藝流程及相關配套專業(yè)要求為前提，注重功能分區(qū)、建筑空間效果及環(huán)境設計。配合工藝對廠內各種建（構）筑物及相關的設施進行合理布置，綜合樓、傳達室位于場地北側，靠近主入口;脫水機房布置于場地南側，結合地下箱體泥處理部分;主要水處理構筑物位于廠區(qū)地面以下，建筑物與地下箱體有機組合，緊密設置成一體化建筑。

廠區(qū)設一個主出入口、一個次入口，主入口位于廠區(qū)北側規(guī)劃溫梁路上。廠區(qū)地上道路寬度6 m，轉彎半徑9～12 m，滿足廠區(qū)交通及消防通道要求。

綜合考慮用地條件以及對景觀的要求，廠區(qū)景觀設計進行了合理的安排，充分發(fā)揮園林綠地在改善環(huán)境衛(wèi)生防護、保障生產、創(chuàng)造舒適優(yōu)美的生活環(huán)境等方面的綜合功能。沿主要廠區(qū)道路設環(huán)繞帶狀的景觀道路，地下箱體上方覆土的空地設置成豐富的景觀游園。使整個廠區(qū)空間通透融合、變幻豐富、形成整體的景觀，與環(huán)境融為一體（圖1）。

3 建筑設計要點

3.1 地下箱體設計要點

3.1.1 消防設計

3.1.1.1 消防標準

董家地下污水處理廠地下箱體為地下二層，耐火等級為一級，火災危險性類別為戊類，配電間部分按照丁類廠房設定。在消防設計上在地下箱體中設置火災自動報警系統和自動噴淋系統、消火栓滅火系統，配置滅火器，防火分區(qū)面積不大于2 000 m2。另外，變配電間等電氣房間設置氣體滅火系統。

3.1.1.2 消防分區(qū)

董家地下污水處理廠的水處理構筑物面積大、設備和管道為不燃材料、其他可燃物少，防火空間劃分按照GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》（2018版）3.3.3條“廠房內設置自動滅火系統時，每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積可按本規(guī)范3.3.1條的規(guī)定增加1.0倍”，即每個防火分區(qū)最大可按照建筑面積為2 000 m2設計。共設置10個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)設置至少1個直通室外的獨立樓梯間，并利用防火墻上通向相鄰防火分區(qū)的甲級防火門作為第二安全出口;任一點至最近安全出口的直線距離，不大于60 m。

目前的地下污水處理廠防火分區(qū)劃分，超出2 000 m2防火分區(qū)劃分需要進行消防專項論證會進行論證。需要注意的是，消防分區(qū)的劃分要結合水處理工藝不同單元運行特性考慮，不能僅根據面積機械劃分。如廠區(qū)產生噪音較大的區(qū)域、惡臭污染物濃度高的區(qū)域、通風換氣次數較高的區(qū)域均應該考慮合理劃分空間，保證臭氣不逸散、排風換氣次數合理。

3.1.2 交通組織

董家地下箱體地下兩層，劃分多個防火分區(qū)，交通流線相對復雜，運輸車行路線、巡檢人行路線設計要點如下。

3.1.2.1 車行道

地下箱體設置南北兩個車行道出入口，規(guī)定車行的由北側進南側出，道路的考慮污泥運輸車規(guī)格、到污泥脫水機房轉彎半徑，將污泥脫水機房布置在車行道旁，轉彎半徑為9.0 m。

由于脫水車間設備較大及車輛轉彎半徑的要求，脫水車間柱開間要大于其他生產區(qū)域，需要重點復核梁低凈高加排煙管道高度是否滿足污泥運輸車工作。車行道兩邊設置排水溝，有利于日常沖洗和排水。

3.1.2.2 人行路線

人行路線的布置在滿足每個防火分區(qū)內任意一點的安全疏散距離的基礎上，要考慮巡檢路線的合理性，注意避讓工藝管線，復核粱底風管、吊車以下的凈高是否滿足要求。尤其是預處理區(qū)、MBR膜池、反硝化濾池等區(qū)域，盡量優(yōu)化路線便于巡檢和疏散。

3.1.3 箱體防水

根據GB 50108-2008《地下工程防水技術規(guī)范》董家地下廠區(qū)負一層防水等級為一級，負二層水池防水等級為二級。箱體頂板防水層兩層防水材料其中一層要采用耐根穿刺防水卷材，董家地下箱體頂板防水及與側墻搭接構造大樣（圖2），頂板與側壁卷材搭接要注意次序，頂板卷材在上搭接，在陰陽角合理采用防水層同材質、同厚度卷材作防水加強層。

底板防水要采用合適的方法，混凝土自防水能達到要求時可不用另鋪設卷材;底板采用卷材防水時要重點交代卷材與樁頭處理的節(jié)點做法，樁頭鋼筋會破壞卷材要進行修補，對施工要求高且施工時間久。

3.2 地上附屬建構筑物設計要點

董家水質凈化廠工程地上建筑物有綜合樓、傳達室、污泥脫水車間（與地下箱體合建）、尾水巴氏計量槽，地下箱體附屬建構筑物有疏散樓梯間、風機房、除臭風塔、進出風井、設備吊裝孔。

考慮到地面景觀的完整性，根據風機房、疏散樓梯間、進出風井防火分區(qū)的布置和進出風距離的間距要求進行合建，且除臭風塔高出地面15 m以上，與脫水車間合建，一方面合并地面上大體量建構筑物，同時豐富脫水車間建筑立面效果（圖3）。

地面輔助建（構）筑物合并設計以外，應控制地面以上的高度，平面位置宜結合景觀節(jié)點有規(guī)律布置，避免凌亂。設備吊裝孔應設置加鎖蓋板，內部設防墜網，設置警示牌說明僅用于吊裝不可作為檢修孔，防止墜落。

4 景觀設計

董家水質凈化廠充分利用地下空間，整合地上建構筑物，保證廠區(qū)地面景觀的完整性，充分發(fā)揮園林綠地在改善環(huán)境衛(wèi)生防護、保障生產、創(chuàng)造舒適優(yōu)美的生活環(huán)境等方面的綜合功能。

辦公區(qū)位于廠前區(qū)，是廠區(qū)景觀的重點，考慮到廠區(qū)入口到綜合樓前空間緊湊，在綜合樓前設計景觀水池和列植景觀喬木豐富廠區(qū)入口的景觀層次，與建筑主副樓錯落的層次相呼應，形成廠前區(qū)視線焦點。

生產區(qū)地下箱體上覆土1.5 m，滿足小喬木及灌木種植要求，整體以箱體周圍種大喬木，箱體上方布置游園景觀的方式，栽種彩色葉喬灌木營造不同季相的景觀，凸顯污水處理廠新形象。此外，在綜合樓南側設置籃球場，增加員工活動場所，體現企業(yè)人文關懷。

植物選擇主要以減噪、抗污染的鄉(xiāng)土樹種為主，控制常綠與落葉的比例，如雪松、刺槐、側柏、合歡、銀杏、臘梅、榆葉梅、紅葉李等。地被植物選擇易養(yǎng)護、長勢好的大花萱草、棣棠、春鵑、矮牽牛、嶗峪苔草等，豐富廠區(qū)季相變化的景觀效果。

5 結束語

傳統的污水處理廠設計，往往以工藝專業(yè)為主導，地下污水處理廠設計則需要工藝、建筑、結構、暖通等多個專業(yè)協調，共同完成設計。通過總結濟南歷城區(qū)董家水質凈化廠工程建筑、景觀設計內容，充分挖掘地下污水處理廠的優(yōu)點，在滿足功能的前提下，更好地發(fā)揮地下污水處理廠的綜合效益，促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。