技術(shù)、人文、綠色、美學(xué)在水利建筑中的應(yīng)用實(shí)踐
——以瑞安西門(mén)閘泵建筑為例

傅理文，陳千富，何華軍，路漫漫

（1.浙江廣川工程咨詢(xún)有限公司，浙江杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江杭州 310020；3.瑞安市水利工程建設(shè)中心，浙江瑞安 325200；4.杭州市交通運(yùn)輸行政執(zhí)法隊(duì)，浙江杭州 310005）

浙江省沿海平原人口集聚、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，受地理區(qū)位及城市化建設(shè)的影響，平原河道洪水外排能力不足，洪水期容易受澇，民眾生命財(cái)產(chǎn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)極易遭受損失。隨著沿海平原骨干河道治澇工作的推進(jìn)，大量水利基礎(chǔ)設(shè)施不斷新建、重建。其中，水閘、泵站作為保障民生的水工建筑物在防洪排澇工程中應(yīng)用廣泛［1］。受傳統(tǒng)水利工程設(shè)計(jì)理念影響，在以往的閘、泵建設(shè)過(guò)程中多注重工程的功能實(shí)效和質(zhì)量安全，對(duì)其環(huán)境功能和審美需求則關(guān)注較少［2］。而在城市現(xiàn)代化的歷史進(jìn)程中，水利建筑作為塑造城市風(fēng)貌的組成個(gè)體，除了工程效益，其環(huán)境效益、美學(xué)效益也得到越來(lái)越多的重視，傳統(tǒng)的水利工程逐步向著景觀(guān)水利、生態(tài)水利、文化水利轉(zhuǎn)變。因而，在水工建筑物設(shè)計(jì)中，融合水工設(shè)計(jì)與建筑美學(xué)，提升水利工程形象面貌，賦予水利建筑環(huán)境價(jià)值和人文內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與文化的交流與跨越，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

下文結(jié)合瑞安西門(mén)閘泵建筑實(shí)施方案，綜合性地從技術(shù)、人文、綠色、美學(xué)的角度闡述了水利建筑發(fā)展新趨勢(shì)下的設(shè)計(jì)構(gòu)思。

1 工程概況

西門(mén)閘泵工程位于瑞安城區(qū)核心區(qū)塊，飛云江下游北岸西門(mén)河出口，緊鄰濱江大道，是環(huán)城河水系綜合治理規(guī)劃工程的重要組成部分。西門(mén)水閘總凈寬9 m（2孔×4.5 m），設(shè)計(jì)流量89.4 m3／s；泵站布置2臺(tái)軸流泵，設(shè)計(jì)排澇流量20 m3／s；閘泵并聯(lián)布置，上游新開(kāi)西門(mén)河，長(zhǎng)75 m，控制河寬20 m，與西門(mén)閘泵配套河道工程銜接。工程總平面布置見(jiàn)圖1。

圖1 西門(mén)閘泵總平面布置

閘泵主體場(chǎng)地呈方形布置，東西長(zhǎng)約50 m，南北長(zhǎng)約66 m，建筑區(qū)塊用地面積約為3 300 m2?？偨ㄖ娣e約為1 750 m2。

閘泵站址為規(guī)劃城市公園（位于工程出口及右岸），地塊周邊包含擬建幼兒園、已建和在建的高層居民小區(qū)；閘泵建筑與周邊環(huán)境的整體協(xié)調(diào)性及景觀(guān)造型要求較高。

2 建筑特點(diǎn)及目標(biāo)要求

2.1 閘泵建筑特點(diǎn)

閘泵建筑因地理位置、功能需求等屬性，其設(shè)計(jì)不同于普通民用建筑及常規(guī)工業(yè)建筑，本工程主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn)：

1）閘泵建筑作為水利工程的配套附屬用房，其功能設(shè)計(jì)與水工、金屬結(jié)構(gòu)、給排水、電氣等專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)配合。

2）根據(jù)地塊總體布置，采用閘泵合建。水閘、泵站基于其各自功能尺度要求，呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)空間要求：水閘根據(jù)所選閘門(mén)型式分設(shè)檢修平臺(tái)層、啟閉設(shè)備平臺(tái)層；泵站內(nèi)部布設(shè)橋式吊車(chē)設(shè)備，具有較大的敞通空間，單層凈高較大，約為10 m；泵站、水閘單體之間的樓層高差銜接、交通連系過(guò)渡、結(jié)構(gòu)空間差異與外形的糅合需要設(shè)計(jì)思考發(fā)揮。

3）閘泵工程依水而建，臨路臨江，河流婉轉(zhuǎn)，江海開(kāi)闊，場(chǎng)地周邊規(guī)劃分布有幼兒園、高層住宅、城市公園、規(guī)劃居民小區(qū)等，閘泵建筑與周?chē)h(huán)境聯(lián)系緊密，互塑共生。

4）水閘、泵站日常運(yùn)行管理人員較少，辦公、生活等輔助用房規(guī)模不大，建筑體量根據(jù)水工結(jié)構(gòu)尺度及周邊用地條件影響，多為小體量單層或低層建筑，建筑單體總平面容積率較低。此外，參與閘泵建筑的日常管理運(yùn)行的職工需要駐扎值守，依據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》《泵站管理設(shè)計(jì)規(guī)范》《浙江省水利工程管理單位定崗標(biāo)準(zhǔn)》確定定編人數(shù)及人均辦公、管理使用面積，由此確定職工辦公、休息就餐、臨時(shí)住宿等輔助用房以及相關(guān)活動(dòng)設(shè)施布置面積。

2.2 技術(shù)、人文、綠色及美學(xué)設(shè)計(jì)要求

1）技術(shù)：營(yíng)造一座具備防洪排澇功能的現(xiàn)代水利閘泵，滿(mǎn)足安全、實(shí)用、提效的功能需求。

2）人文：體現(xiàn)瑞安地域背景，彰顯水文化內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)人文、自然與建筑的對(duì)話(huà)。

3）綠色：應(yīng)用適宜的節(jié)能材料，環(huán)保設(shè)施，合理改造維護(hù)公共綠地環(huán)境，打造一座自然生態(tài)型水利建筑。

4）美學(xué)：創(chuàng)造滿(mǎn)足人們審美需求的建筑外形，和諧點(diǎn)綴城市街景。

3 建筑設(shè)計(jì)方案

3.1 技術(shù)功能方案

建筑形式由功能而來(lái)，建筑功能推動(dòng)建筑形式不斷變化發(fā)展。水利建筑作為水工建筑物的附屬配套用房，首先需要滿(mǎn)足水工設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理要求。

3.1.1 總平面布置

工程場(chǎng)地呈方形布置，地塊西側(cè)毗鄰濱江大道，東側(cè)與新開(kāi)西門(mén)河順接。結(jié)合基地周邊環(huán)境和建筑自身功能要求，場(chǎng)地兩個(gè)出入口設(shè)置在地塊西側(cè)，均位于濱江大道上；結(jié)合交通流線(xiàn)及消防需求，沿建筑南北兩側(cè)布置6 m寬車(chē)道，與閘泵交通橋連通，使得場(chǎng)內(nèi)交通循環(huán)順暢。閘泵建筑出入口分別位于建筑南北兩側(cè)，2個(gè)入口人車(chē)分離，互不干擾，且相對(duì)隱蔽又便于場(chǎng)區(qū)內(nèi)外交通組織。

3.1.2 建筑平面

水閘閘門(mén)和泵站水泵是水工建筑的核心功能構(gòu)件，相應(yīng)的建筑空間尺度應(yīng)遵循水工功能運(yùn)行要求。以水工特定平面空間形式作為母體，兼顧不同使用功能需求，明確建筑功能分區(qū)；功能相近或運(yùn)行中有連通需求的房間同層布置。

1）閘泵主體廠(chǎng)區(qū)須實(shí)現(xiàn)閘門(mén)啟閉檢修、水泵運(yùn)行、設(shè)備監(jiān)控。檢修裝配間布置在泵房的南側(cè)，與設(shè)備區(qū)緊密連接，同時(shí)也作為泵站側(cè)交通主入口，便于設(shè)備維護(hù)運(yùn)送、車(chē)輛通行；水閘側(cè)則布置門(mén)廳及值班室，鄰近檢修平臺(tái)，通風(fēng)采光良好，且相對(duì)遠(yuǎn)離水泵等運(yùn)行噪聲較大的工作設(shè)備，同時(shí)也作為水閘側(cè)主入口，便于人員進(jìn)出管理。配電房等機(jī)電設(shè)備用房則鄰近閘泵主體廠(chǎng)區(qū)北側(cè)布置，避免與主體廠(chǎng)區(qū)之間的交通干擾，同時(shí)也縮短了電纜路徑。

2）辦公區(qū)主要為運(yùn)行管理人員提供日常辦公、資料檔案存儲(chǔ)場(chǎng)所。將辦公用房布置在廠(chǎng)房東側(cè)，避免日照西曬，為員工創(chuàng)造舒適的辦公環(huán)境。中控室、啟閉機(jī)室作為整個(gè)閘泵工程的運(yùn)行控制中心，在功能使用上需要寬敞通透的辦公環(huán)境，作為大空間功能用間，兩者同層相鄰布置。

3）休息區(qū)為運(yùn)行管理人員提供放松空間，與辦公區(qū)相鄰布置，與其功能互補(bǔ)、滲透。

3.1.3 結(jié)構(gòu)載體

本工程水工融合水閘和泵站結(jié)構(gòu)，具有復(fù)雜性、獨(dú)特性，其結(jié)構(gòu)形態(tài)直接體現(xiàn)力學(xué)邏輯。水閘凈寬4.5 m，泵站凈寬5 m，根據(jù)閘、泵墩墻設(shè)置，上部結(jié)構(gòu)框架柱柱距約為6 m，考慮水泵等設(shè)備吊運(yùn)要求，泵室結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間跨度約為14 m；建筑內(nèi)部空間寬敞、結(jié)構(gòu)設(shè)備裸露，針對(duì)構(gòu)件設(shè)施（設(shè)備、吊車(chē)、外露管道、橋架等）的不同形式進(jìn)行分色處理，以此呈現(xiàn)水利建筑功能真實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)性、專(zhuān)業(yè)性。建筑單體根據(jù)結(jié)構(gòu)功能、運(yùn)行管理要求，整體結(jié)構(gòu)空間方正、厚重，通過(guò)窗體、幕墻進(jìn)行“透”“漏”設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足采光通風(fēng)要求，形成開(kāi)敞通透的自身特色。同時(shí)考慮瑞安高溫多雨、悶熱潮濕的氣候特點(diǎn)，建筑屋頂采用挑檐設(shè)計(jì)，不僅起到遮風(fēng)擋雨、遮陽(yáng)防潮的作用，也使結(jié)構(gòu)外型富有變化。

3.2 人文內(nèi)涵方案

瑞安是一座具有1 700多年歷史的江南古城，地處東南沿海溫州地區(qū)，城市開(kāi)放而多元，具有開(kāi)敞通透的地域空間特征。飛云江是構(gòu)成瑞安山水城市風(fēng)貌的重要景觀(guān)，也是瑞安歷史名城的象征。其中，飛云江大橋至西門(mén)的沿江地帶是瑞安市區(qū)景觀(guān)軸的重要組成部分；屹立江畔、高低錯(cuò)落的建筑群落和悠悠江水在太陽(yáng)的東升西落、光影變幻中構(gòu)成“十里外灘，百里畫(huà)廊”的古城濱水景觀(guān)帶。

飛云江沿江區(qū)塊作為城市發(fā)源地，承載著瑞安幾代人的記憶。如何將抽象的人文地理特點(diǎn)轉(zhuǎn)化為建筑精神品格，是水利建筑文化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。表1通過(guò)建筑元素的提取，結(jié)合瑞安地域人文特點(diǎn)，對(duì)瑞安人文生態(tài)與建筑形態(tài)進(jìn)行關(guān)聯(lián)融合，提煉出本工程表達(dá)水利建筑內(nèi)涵的細(xì)部設(shè)計(jì)。

表1 建筑元素與地域人文關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

3.3 生態(tài)環(huán)保方案

3.3.1 節(jié)能設(shè)計(jì)

瑞安屬于夏熱冬冷地區(qū)，根據(jù)地域特點(diǎn)，建筑采用保溫與隔熱、通風(fēng)與防風(fēng)、朝陽(yáng)與遮陽(yáng)的綠色技術(shù)方案。通過(guò)控制建筑體形系數(shù)、窗墻面積比、門(mén)窗圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱密閉處理、屋面保溫措施以及減少給排水、采光、采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的運(yùn)行能耗進(jìn)行設(shè)計(jì)，提升建筑的整體節(jié)能效果［3］。

3.3.2 環(huán)境綠化

結(jié)合工程總平面布置及建筑平立面設(shè)計(jì)，布置綠化景觀(guān)，形成空間通透與室內(nèi)外景觀(guān)的連續(xù)，提高辦公環(huán)境質(zhì)量，融入濱水空間環(huán)境。

工程場(chǎng)區(qū)綠化以建筑為魂，以路為骨，以植物傳神，將綠色景觀(guān)與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合。通過(guò)植被屋面、建筑沿街立面綠化墻、開(kāi)敞式城市景觀(guān)植物池（利用閘泵出水池頂板設(shè)計(jì)）、生態(tài)停車(chē)位等綠色景觀(guān)面組成場(chǎng)地立體綠化，提升整體環(huán)境品質(zhì)，同時(shí)在場(chǎng)地西北側(cè)及入口道路側(cè)種植喬木，隔絕道路及外界的污染，同時(shí)起到遮蔭效果，豐富建筑立面色彩。植物種植采用當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土植物，注重喬灌草的復(fù)層綠化與季相變化，形成層次豐富、立體多元的植物群落空間。

考慮植物與建筑比例、色彩、材質(zhì)的均衡和諧，針對(duì)體量較小的水利建筑，周邊可栽植單株體量較小且生長(zhǎng)緩慢的植物；水利建筑主體色彩多采用灰、白、藍(lán)等淺色調(diào)，除綠化植物修飾，也可在建筑周邊配植點(diǎn)綴一些較為醒目的彩葉植物；此外，針對(duì)建筑外墻粗糙或精細(xì)的飾面材料，可相應(yīng)選用粗壯或纖細(xì)的植物進(jìn)行搭配［4］。水利建筑景觀(guān)常用裝飾植物選用可參考表2。

表2 建筑常用植物景觀(guān)配植

3.4 建筑美學(xué)方案

閘泵建筑作為城市排澇的功能性建筑，體量不大，但其作為城市街景元素，需遵守區(qū)域環(huán)境美學(xué)秩序［5］。立面造型主要由形態(tài)、質(zhì)感、色彩體現(xiàn)，工程建筑方案見(jiàn)圖2。

圖2 西門(mén)閘泵建筑方案效果

3.4.1 建筑造型

建筑位于濱江西門(mén)區(qū)塊節(jié)點(diǎn)處，建筑以平面、豎向功能分區(qū)設(shè)計(jì)為基，結(jié)構(gòu)幾何長(zhǎng)、高尺度接近，方正簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)框架外加出挑深遠(yuǎn)的屋頂挑檐，給建筑造型帶來(lái)端莊厚重的觀(guān)感表征，同時(shí)強(qiáng)化了水利建筑的表現(xiàn)力與生命力。閘泵連通西門(mén)河道與飛云江，水體從潺潺河水奔向滔滔江水，從靜謐休閑切換為川流不息。通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)在“靜”與“動(dòng)”之間形成一個(gè)和諧體，猶如一位端坐的長(zhǎng)者從容地眺望著車(chē)水馬龍與奔流江水，體現(xiàn)的是“云江潮涌，勇進(jìn)者勝”的水利精神和“應(yīng)時(shí)革新，大氣包容”的溫州精神。

3.4.2 建筑材質(zhì)

主體立面以精建精美提升建筑觀(guān)感。綜合考慮建筑飾面材料的耐久性（不易積塵、耐雨水沖刷）、抗風(fēng)性（沿海受臺(tái)風(fēng)、海風(fēng)風(fēng)力影響較大），設(shè)計(jì)運(yùn)用端莊大氣的灰色花崗巖裝飾外墻，簡(jiǎn)化精致的玻璃幕墻分隔墻面，優(yōu)雅現(xiàn)代的黑色鋁板挑檐裝點(diǎn)建筑頂部，輔以線(xiàn)條分格，呈現(xiàn)虛實(shí)對(duì)比、透而不漏的建筑效果。

3.4.3 建筑色彩

建筑周邊為居民住宅，背景基調(diào)為白色、灰色等冷色調(diào)；閘泵建筑采用淺灰色，懸挑屋面則為黑色，并由黑框透明窗體分隔過(guò)渡，形成立面色彩、質(zhì)感、造型輪廓的層次變化，獲取視覺(jué)平衡感，給人以中和、含蓄而深沉的感受，建筑風(fēng)格、色調(diào)與周邊建筑單體相適應(yīng)，建筑與環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調(diào)。此外，采用常綠植物及零星的彩葉植物進(jìn)行立面點(diǎn)綴，修飾建筑沿街立面出水池與建筑之間的棱角線(xiàn)條。

4 結(jié) 語(yǔ)

工程自2019年7月開(kāi)始施工，至2021年6月完工，閘泵工程的實(shí)施使環(huán)城河水系（老城區(qū)）頻繁的澇災(zāi)現(xiàn)狀得到緩解。水工建筑功能、效率的導(dǎo)向體現(xiàn)了現(xiàn)代水利建筑的本質(zhì)理念：工程結(jié)構(gòu)實(shí)用、外觀(guān)誠(chéng)樸，以建筑色彩、材質(zhì)、造型作為水利建筑精神載體，輔以景觀(guān)綠化，自然融入城市濱水街景。本工程閘泵建筑將“技術(shù)、人文、綠色、美學(xué)”融為一體，提高了水利工程在城市水利中的形象。

1）遵循水工建筑物特有功能空間尺度，合理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目偲矫婕捌矫嬖O(shè)計(jì)是水利建筑功能設(shè)計(jì)的前提，結(jié)合工程特點(diǎn)利用科學(xué)的建筑形式，繪制更具特色的技術(shù)藍(lán)圖。

2）挖掘地域文脈、街道景觀(guān)、山水樹(shù)木等使之與建筑形體關(guān)聯(lián)，構(gòu)筑建筑符號(hào)和建筑意象，進(jìn)行有機(jī)組合，以此體現(xiàn)水利建筑文化內(nèi)涵。

3）水利建筑通過(guò)環(huán)境塑造，采用適宜當(dāng)?shù)氐赜蚝徒ㄖ攸c(diǎn)的綠色技術(shù)，結(jié)合建筑本體節(jié)能設(shè)計(jì)，營(yíng)造各具特色的綠化景觀(guān)，從而節(jié)約能源，增加環(huán)境效益。

4）結(jié)合建筑場(chǎng)景及功能，通過(guò)比例均衡、尺度和諧、虛實(shí)對(duì)比、造型變化等手法提升水利建筑藝術(shù)表現(xiàn)力。