水利工程建筑設(shè)計(jì)及目標(biāo)原則

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摘要：水利工程建筑設(shè)計(jì)是水利工程施工技術(shù)順利實(shí)施的主要保障。水利工程建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，水利工程建筑設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮功能導(dǎo)向、環(huán)境景觀等因素，結(jié)合整體性、地方性、生態(tài)性原則，保證水利工程建筑施工過(guò)程的順利進(jìn)行。本文以水利工程建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)原則為出發(fā)點(diǎn)，介紹了水利工程建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)水利工程建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量控制進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：水利工程；建筑設(shè)計(jì)；目標(biāo)原則

1引言

依據(jù)《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》的相關(guān)要求，工程性缺水問(wèn)題及防汛抗旱應(yīng)急能力成為水利工程建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)。而作為我國(guó)重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一的水利工程，具有參建單位多、工程技術(shù)水平高、建設(shè)環(huán)節(jié)復(fù)雜等特點(diǎn)。在我國(guó)政府加強(qiáng)水利投資的背景下，如何切實(shí)優(yōu)化水利工程建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，最大限度降低水利工程施工及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，也成為水利工程建筑設(shè)計(jì)人員面臨的主要課題。

2水利工程建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)原則

2.1特色鮮明及統(tǒng)籌規(guī)劃

特色鮮明主要針對(duì)現(xiàn)代水利工程要求，在水利工程設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)沿線區(qū)域特色及工程傳統(tǒng)歷史特色，保證各個(gè)特色和諧展現(xiàn)；統(tǒng)籌規(guī)劃主要是綜合考慮水閘、水道、橋梁等工程布局，對(duì)整體建筑物與環(huán)境節(jié)水、保水及調(diào)水功能進(jìn)行統(tǒng)籌分析。

2.2突出重點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)節(jié)約

突出重點(diǎn)主要是在水利工程設(shè)計(jì)階段應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)工程自身要求，保證工程重點(diǎn)完整展現(xiàn)；經(jīng)濟(jì)節(jié)約主要是依據(jù)節(jié)約型規(guī)劃理念，將景觀設(shè)計(jì)融入工程各項(xiàng)功能中，加大天然資源及材料的應(yīng)用，保證工程效益。

2.3持續(xù)發(fā)展及和諧協(xié)調(diào)

持續(xù)發(fā)展主要是根據(jù)水利工程不同階段建筑及環(huán)境設(shè)計(jì)要求的變化，從建筑色彩、建筑材料、建筑體形系數(shù)等方面進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理，為工程可持續(xù)運(yùn)行提供保障；和諧協(xié)調(diào)主要是保證工程功能與景觀要求、以往工程與新建工程、新建工程與區(qū)域水文環(huán)境和諧統(tǒng)一[1]。

3水利工程建筑設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1水利工程建筑平面設(shè)計(jì)

水利工程建筑平面設(shè)計(jì)主要是依據(jù)水工專業(yè)、電氣專業(yè)等專業(yè)特點(diǎn)，確定相關(guān)建筑在總體建筑格局中與水利交通、安全等方面的聯(lián)系。同時(shí)結(jié)合建筑空間利用率要求，依據(jù)水利工程設(shè)計(jì)規(guī)范及水利條件、機(jī)泵設(shè)備安裝要求，將水利工程規(guī)范與建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行有效融合。

3.2水利工程建筑總平面設(shè)計(jì)

水利工程建筑總平面設(shè)計(jì)主要針對(duì)水利工程主體建筑物及其配套設(shè)施，如泵站、閘、壩、管理用房、活動(dòng)區(qū)域、綠化場(chǎng)地等。以泵站總平面設(shè)計(jì)為例，在泵站總平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)配電房、泵站、職工生活區(qū)域、辦公區(qū)域進(jìn)行功能分區(qū)設(shè)計(jì)，并降低不同功能區(qū)域之間的交叉干擾。同時(shí)進(jìn)行游戲活動(dòng)場(chǎng)地、綠化場(chǎng)地的合理設(shè)計(jì)，進(jìn)一步豐富建筑空間布局。

3.3水利工程建筑造型設(shè)計(jì)

水利工程建筑造型設(shè)計(jì)主要為建筑整體特征的設(shè)計(jì)，如現(xiàn)代高科技、粗獷豪放、隨意自然等。在水利工程建筑造型設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要依據(jù)特定水利工程沿線建筑水文環(huán)境，將單一建筑物個(gè)體差異與統(tǒng)一建筑造型進(jìn)行有機(jī)融合。如在泵房設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，大多為簡(jiǎn)單矩形平面，若需要進(jìn)一步豐富建筑造型，就需要結(jié)合窗戶設(shè)計(jì)、墻柱交錯(cuò)設(shè)計(jì)等方法，增強(qiáng)水利工程建筑韻律感。

3.4水利工程建筑大壩設(shè)計(jì)

大壩是水利工程主要建筑物，其主要包括溢流壩及其周邊建筑物、攔水壩、溢洪道、欄桿、照明設(shè)備、控制室等幾個(gè)模塊。在水利工程大壩設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于其多景觀元素集成的特點(diǎn)，需要依據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)的原則，從建筑外在造型、材料、質(zhì)感、顏色等方面進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)。如在攔水大壩、溢洪道等附屬建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可盡量弱化附屬設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理。同時(shí)通過(guò)壩頂防浪墻及欄桿設(shè)置，結(jié)合簡(jiǎn)潔大方色彩協(xié)調(diào)的圖案設(shè)計(jì)，為大壩這一主體建筑的突出設(shè)計(jì)提供依據(jù)[2]。

4水利工程建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量控制

4.1項(xiàng)目概況

某水利工程建筑總設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為53.00km，主線長(zhǎng)為33.00km。在該水利工程建筑現(xiàn)有河道擴(kuò)挖的基礎(chǔ)上，結(jié)合新開(kāi)河道設(shè)置，形成了全線貫通的分水嶺模式。該水利工程建筑沿線配套建筑物主要為4座樞紐、6座泵站。其中每座樞紐及泵站包括檢修間、主廠房、控制樓等幾個(gè)模塊，其管理區(qū)域內(nèi)局部還具有生活設(shè)施。

4.2建筑方案設(shè)計(jì)依據(jù)

本次水利工程建筑設(shè)計(jì)主要依據(jù)《**第一期工程項(xiàng)目建議書》、《**一期工程總體可行性研究報(bào)告》及國(guó)家現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

4.3建筑方案設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

依據(jù)該水利工程沿線環(huán)境、泵站建設(shè)位置特點(diǎn)，可知該水利工程內(nèi)每座建筑物均為整體線路的一部分，其每座建筑物均為獨(dú)特的歷史文化及地域環(huán)境的代表，具有重要的歷史水文傳承作用；因此在水利工程建筑設(shè)計(jì)階段需要對(duì)沿線建筑物相鄰模塊間關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，如檢修間、主廠房、控制樓等；由于特定水文地質(zhì)環(huán)境，在前期建設(shè)中該水利工程周邊建筑物對(duì)外在審美要求并不嚴(yán)格，即整體水利工程沿線建筑外在形象不高。

4.4建筑方案設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)化

依據(jù)水利工程建筑設(shè)計(jì)原則，可確定該水利工程建筑方案設(shè)計(jì)思路。即依據(jù)“水流體”特點(diǎn)，將水平面優(yōu)化設(shè)計(jì)作為水利工程建筑空間布局設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以便促使整體水利工程建筑呈現(xiàn)一種流動(dòng)變化、隨意自然的局面。而為了實(shí)現(xiàn)具體物象與意象的和諧統(tǒng)一，就需要利用移步換景的平面設(shè)計(jì)方法，在整體建筑現(xiàn)代風(fēng)格確定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行建筑景觀的合理變化。在具體水利工程建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可根據(jù)該水利工程運(yùn)行、管理要求，將其劃分為機(jī)組泵站景觀設(shè)計(jì)、管理空間立面設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊。由于整體水利工程建筑分布不同，因此，在水利工程建筑空間布局設(shè)計(jì)時(shí)就需要采取整體性空間設(shè)計(jì)方式，將不同建筑功能進(jìn)行有機(jī)整合，從而形成一個(gè)完整的空間實(shí)體。一方面管理泵站設(shè)計(jì)時(shí)，主要選擇丁字形狀構(gòu)型，在保證建筑外部整體觀感統(tǒng)一的同時(shí)，也為內(nèi)部空間的開(kāi)放性局部提供依據(jù)。由于水利工程建筑管理主要以水面為核心，沿線可設(shè)置適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)綴場(chǎng)所，如運(yùn)動(dòng)、步行橋等，創(chuàng)設(shè)具有南方特色的園林藝術(shù)效果，為后期水利工程生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。在建筑外在形體階段，可摒棄以往水利工程建筑設(shè)計(jì)單一、固定的設(shè)計(jì)方式，依據(jù)沿線建筑類型及功能特點(diǎn)，進(jìn)行不同施工空間高度差值的設(shè)置，通過(guò)層次錯(cuò)位為水利工程形態(tài)景觀優(yōu)化提供有效的保障。而在外在立體層面設(shè)計(jì)過(guò)程中，可通過(guò)局部抬高、降低設(shè)置，依據(jù)功能特殊性，進(jìn)行平面凹凸、局部形體轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，進(jìn)一步豐富水利工程建筑外部空間觀感及輪廓，達(dá)到一波三折空間流線效果[3]。在具體建筑外在立體層面設(shè)計(jì)階段，可首先進(jìn)行建筑表層設(shè)計(jì)，直接針對(duì)人這一管理主體，將立體層面作為水利工程建筑寓意傳遞的載體；然后通過(guò)窗子合理設(shè)置，展示建筑內(nèi)部虛實(shí)變化，結(jié)合多種模式建筑窗戶組合，可形成更加豐富的建筑立體層面效果。如多種水利工程建筑窗戶豎向設(shè)計(jì)，結(jié)合白色建筑柱體，體現(xiàn)水利人拼搏向上、變化求新的精神；而水利建筑圓形窗戶設(shè)計(jì)可從上到下的展現(xiàn)建筑韻律感，展現(xiàn)建筑水文環(huán)境的韻律美。最后，在常規(guī)建筑立體層面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可在水利工程建筑立體層面局部設(shè)計(jì)采光窗戶，適當(dāng)減弱大面積屋面導(dǎo)致的屋面內(nèi)部單調(diào)、壓抑，提高水利工程建筑通透感。如在該工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，影響整體水利工程建筑景觀效果的主要為交通橋。上部工作橋、閘門形式、閘孔等。其中由于閘孔閘墩間距離受閘門形式、閘門安制、地質(zhì)條件等因素的約束，并不能達(dá)到大跨度效果，而標(biāo)準(zhǔn)化鋼筋混凝土板橋結(jié)構(gòu)，促使整體建筑形式不夠豐富。因此，在水利工程建筑景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中優(yōu)先選擇弧形閘門，結(jié)合長(zhǎng)閘墩設(shè)置，達(dá)到外在視覺(jué)曲線美。同時(shí)利用排架豎向線條、空間特定，進(jìn)行某一特定風(fēng)格的造型設(shè)置，避免上部閘門結(jié)構(gòu)凌亂對(duì)交通橋剖面美感的不利影響。另一方面，在建筑外在景觀設(shè)計(jì)階段，依據(jù)經(jīng)濟(jì)節(jié)約及可持續(xù)設(shè)計(jì)原則，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境及沿線植被、氣候環(huán)境特點(diǎn)，盡量降低大規(guī)模綠化、水景、景觀建設(shè)。同時(shí)將“綠”作為整體景觀設(shè)計(jì)要點(diǎn)，除了在水利工程沿線站點(diǎn)種植一些當(dāng)?shù)爻＞G灌木、喬木，還可以配置一些鮮艷花卉、草坪，草根，結(jié)合小路、小品、小噴泉的合理設(shè)置，可有效提升整體水利工程建筑景觀效果。此外，在工作橋支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，以往鋼架式的支撐結(jié)構(gòu)雖然力學(xué)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，但是整體形勢(shì)過(guò)于單一，無(wú)法體現(xiàn)水利工程建筑大跨度美學(xué)，因此可采用上承式拱橋形式，最大限度提高建筑幾何美。特別是在建筑樞紐夜景設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要以水利樞紐整體效果展現(xiàn)為目標(biāo)，通過(guò)不同階段及季節(jié)樞紐夜景專門設(shè)計(jì)，提高水利工程建筑整體設(shè)計(jì)效益。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水利工程建筑設(shè)計(jì)是水利工程實(shí)施的重要環(huán)節(jié)。因此水利工程建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)階段水利工程運(yùn)行需要，采用現(xiàn)代化水利工程建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。綜合考慮建筑實(shí)用性、美觀性、生態(tài)學(xué)等特點(diǎn)，合理采取水利工程建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，最大程度做到水利工程建筑色彩清新、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單大方、內(nèi)外統(tǒng)一，為水利工程建筑可持續(xù)運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊慧,韋春輝.試論水利工程施工技術(shù)與設(shè)計(jì)原則[J].商品與質(zhì)量:房地產(chǎn)研究,2014(4):199.

[2]任安明.水利工程施工技術(shù)與設(shè)計(jì)原則研究[J].水能經(jīng)濟(jì),2016(9):219.

[3]王保亮.關(guān)于綠色建筑設(shè)計(jì)的原則與目標(biāo)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017(4):25~28.

作者：薛輝 張韜 黃淑娟 單位：南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司