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【摘要】在城市土地资源日益紧缺，国家对城市的水环境治理要求不断提升的背景下，传统污水处理厂噪音扰民、臭气污染、对周边土地价值影响等问题不符合城市高质量发展要求。地下污水处理厂有充分利用地下空间，地上可作为景观公园、产业开发等多种用途、對周边土地价值影响小等诸多优势，在国内得到迅速推广。文章以山东历城区董家水质净化厂工程为例，从建筑设计角度分析地下污水处理厂设计及地面景观协调设计要点，为设计人员提供案例参考。
【关键词】地下污水处理厂; 工业建筑; 工程实例
【中国分类号】TU923【文献标志码】A
近年来，城镇化的快速发展使地下污水处理厂建设势头迅猛，地下污水处理厂具有用地集约紧凑，隔离臭气、噪音，地面功能开发多元化的优势，但是也有箱体埋深大，建设费用高于传统污水处理厂，施工难度大，照明通风除臭日常运行费用高等问题。本文根据建成的地下污水处理厂案例总结设计要点，对提高建造技术水平、优化设计降低成本、深化产业交叉融合进行研究探讨，促使地下污水处理厂设计与城市发展深度融合。
1 设计概况及设计理念
济南市作为山东省会，是政治、经济、文化、教育和高新技术产业的中心，也是连接华北和华东、沿海和内地的交通枢纽。济南市历城区董家水质净化厂工程服务片区属于东部城区，其规划重点是发展高新技术产业、高附加值制造业和加工业，并完善生活居住、公共服务配套，形成现代化新城区。由于片区建设发展的加快，人口数量将急剧增加，产生的污水量显著增多，片区内急需加快城市环境基础设施的建设，改善污水收集处理设施相对落后的情况，将济南市历城区董家水质净化厂纳入了近期建设规划。
济南市历城区董家水质净化厂建设为地下污水处理厂，有效防止臭气扩散和噪音污染，地面部分作为厂区绿地发挥生态效益，不影响片区土地价值，能够与东部城区发展深度融合。
2 厂区总体布局
厂区近期用地为长方形地块，用地北面为规划温梁路，用地东面为郭董路。水质净化厂建设规模为5.0×104 m3/d，采用地下箱体形式。主要水处理构筑物在地下，用地紧凑。
建筑总平面设计以充分满足工艺流程及相关配套专业要求为前提，注重功能分区、建筑空间效果及环境设计。配合工艺对厂内各种建（构）筑物及相关的设施进行合理布置，综合楼、传达室位于场地北侧，靠近主入口;脱水机房布置于场地南侧，结合地下箱体泥处理部分;主要水处理构筑物位于厂区地面以下，建筑物与地下箱体有机组合，紧密设置成一体化建筑。
厂区设一个主出入口、一个次入口，主入口位于厂区北侧规划温梁路上。厂区地上道路宽度6 m，转弯半径9～12 m，满足厂区交通及消防通道要求。
综合考虑用地条件以及对景观的要求，厂区景观设计进行了合理的安排，充分发挥园林绿地在改善环境卫生防护、保障生产、创造舒适优美的生活环境等方面的综合功能。沿主要厂区道路设环绕带状的景观道路，地下箱体上方覆土的空地设置成丰富的景观游园。使整个厂区空间通透融合、变幻丰富、形成整体的景观，与环境融为一体（图1）。
3 建筑设计要点
3.1 地下箱体设计要点
3.1.1 消防设计
3.1.1.1 消防标准
董家地下污水处理厂地下箱体为地下二层，耐火等级为一级，火灾危险性类别为戊类，配电间部分按照丁类厂房设定。在消防设计上在地下箱体中设置火灾自动报警系统和自动喷淋系统、消火栓灭火系统，配置灭火器，防火分区面积不大于2 000 m2。另外，变配电间等电气房间设置气体灭火系统。
3.1.1.2 消防分区
董家地下污水处理厂的水处理构筑物面积大、设备和管道为不燃材料、其他可燃物少，防火空间划分按照GB 50016-2014《建筑设计防火规范》（2018版）3.3.3条“厂房内设置自动灭火系统时，每个防火分区的最大允许建筑面积可按本规范3.3.1条的规定增加1.0倍”，即每个防火分区最大可按照建筑面积为2 000 m2设计。共设置10个防火分区，每个防火分区设置至少1个直通室外的独立楼梯间，并利用防火墙上通向相邻防火分区的甲级防火门作为第二安全出口;任一点至最近安全出口的直线距离，不大于60 m。
目前的地下污水处理厂防火分区划分，超出2 000 m2防火分区划分需要进行消防专项论证会进行论证。需要注意的是，消防分区的划分要结合水处理工艺不同单元运行特性考虑，不能仅根据面积机械划分。如厂区产生噪音较大的区域、恶臭污染物浓度高的区域、通风换气次数较高的区域均应该考虑合理划分空间，保证臭气不逸散、排风换气次数合理。
3.1.2 交通组织
董家地下箱体地下两层，划分多个防火分区，交通流线相对复杂，运输车行路线、巡检人行路线设计要点如下。
3.1.2.1 车行道
地下箱体设置南北两个车行道出入口，规定车行的由北侧进南侧出，道路的考虑污泥运输车规格、到污泥脱水机房转弯半径，将污泥脱水机房布置在车行道旁，转弯半径为9.0 m。
由于脱水车间设备较大及车辆转弯半径的要求，脱水车间柱开间要大于其他生产区域，需要重点复核梁低净高加排烟管道高度是否满足污泥运输车工作。车行道两边设置排水沟，有利于日常冲洗和排水。
3.1.2.2 人行路线
人行路线的布置在满足每个防火分区内任意一点的安全疏散距离的基础上，要考虑巡检路线的合理性，注意避让工艺管线，复核粱底风管、吊车以下的净高是否满足要求。尤其是预处理区、MBR膜池、反硝化滤池等区域，尽量优化路线便于巡检和疏散。
3.1.3 箱体防水
根据GB 50108-2008《地下工程防水技术规范》董家地下厂区负一层防水等级为一级，负二层水池防水等级为二级。箱体顶板防水层两层防水材料其中一层要采用耐根穿刺防水卷材，董家地下箱体顶板防水及与侧墙搭接构造大样（图2），顶板与侧壁卷材搭接要注意次序，顶板卷材在上搭接，在阴阳角合理采用防水层同材质、同厚度卷材作防水加强层。 底板防水要采用合适的方法，混凝土自防水能达到要求时可不用另铺设卷材;底板采用卷材防水时要重点交代卷材与桩头处理的节点做法，桩头钢筋会破坏卷材要进行修补，对施工要求高且施工时间久。
3.2 地上附属建构筑物设计要点
董家水质净化厂工程地上建筑物有综合楼、传达室、污泥脱水车间（与地下箱体合建）、尾水巴氏计量槽，地下箱体附属建构筑物有疏散楼梯间、风机房、除臭风塔、进出风井、设备吊装孔。
考虑到地面景观的完整性，根据风机房、疏散楼梯间、进出风井防火分区的布置和进出风距离的间距要求进行合建，且除臭风塔高出地面15 m以上，与脱水车间合建，一方面合并地面上大体量建构筑物，同时丰富脱水车间建筑立面效果（图3）。
地面辅助建（构）筑物合并设计以外，应控制地面以上的高度，平面位置宜结合景观节点有规律布置，避免凌乱。设备吊装孔应设置加锁盖板，内部设防坠网，设置警示牌说明仅用于吊装不可作为检修孔，防止坠落。
4 景观设计
董家水质净化厂充分利用地下空间，整合地上建构筑物，保证厂区地面景观的完整性，充分发挥园林绿地在改善环境卫生防护、保障生产、创造舒适优美的生活环境等方面的综合功能。
办公区位于厂前区，是厂区景观的重点，考虑到厂区入口到综合楼前空间紧凑，在综合楼前设计景观水池和列植景观乔木丰富厂区入口的景观层次，与建筑主副楼错落的层次相呼应，形成厂前區视线焦点。
生产区地下箱体上覆土1.5 m，满足小乔木及灌木种植要求，整体以箱体周围种大乔木，箱体上方布置游园景观的方式，栽种彩色叶乔灌木营造不同季相的景观，凸显污水处理厂新形象。此外，在综合楼南侧设置篮球场，增加员工活动场所，体现企业人文关怀。
植物选择主要以减噪、抗污染的乡土树种为主，控制常绿与落叶的比例，如雪松、刺槐、侧柏、合欢、银杏、腊梅、榆叶梅、红叶李等。地被植物选择易养护、长势好的大花萱草、棣棠、春鹃、矮牵牛、崂峪苔草等，丰富厂区季相变化的景观效果。
5 结束语
传统的污水处理厂设计，往往以工艺专业为主导，地下污水处理厂设计则需要工艺、建筑、结构、暖通等多个专业协调，共同完成设计。通过总结济南历城区董家水质净化厂工程建筑、景观设计内容，充分挖掘地下污水处理厂的优点，在满足功能的前提下，更好地发挥地下污水处理厂的综合效益，促进生态环境的可持续发展。
【关键词】地下污水处理厂; 工业建筑; 工程实例
【中国分类号】TU923【文献标志码】A
近年来，城镇化的快速发展使地下污水处理厂建设势头迅猛，地下污水处理厂具有用地集约紧凑，隔离臭气、噪音，地面功能开发多元化的优势，但是也有箱体埋深大，建设费用高于传统污水处理厂，施工难度大，照明通风除臭日常运行费用高等问题。本文根据建成的地下污水处理厂案例总结设计要点，对提高建造技术水平、优化设计降低成本、深化产业交叉融合进行研究探讨，促使地下污水处理厂设计与城市发展深度融合。
1 设计概况及设计理念
济南市作为山东省会，是政治、经济、文化、教育和高新技术产业的中心，也是连接华北和华东、沿海和内地的交通枢纽。济南市历城区董家水质净化厂工程服务片区属于东部城区，其规划重点是发展高新技术产业、高附加值制造业和加工业，并完善生活居住、公共服务配套，形成现代化新城区。由于片区建设发展的加快，人口数量将急剧增加，产生的污水量显著增多，片区内急需加快城市环境基础设施的建设，改善污水收集处理设施相对落后的情况，将济南市历城区董家水质净化厂纳入了近期建设规划。
济南市历城区董家水质净化厂建设为地下污水处理厂，有效防止臭气扩散和噪音污染，地面部分作为厂区绿地发挥生态效益，不影响片区土地价值，能够与东部城区发展深度融合。
2 厂区总体布局
厂区近期用地为长方形地块，用地北面为规划温梁路，用地东面为郭董路。水质净化厂建设规模为5.0×104 m3/d，采用地下箱体形式。主要水处理构筑物在地下，用地紧凑。
建筑总平面设计以充分满足工艺流程及相关配套专业要求为前提，注重功能分区、建筑空间效果及环境设计。配合工艺对厂内各种建（构）筑物及相关的设施进行合理布置，综合楼、传达室位于场地北侧，靠近主入口;脱水机房布置于场地南侧，结合地下箱体泥处理部分;主要水处理构筑物位于厂区地面以下，建筑物与地下箱体有机组合，紧密设置成一体化建筑。
厂区设一个主出入口、一个次入口，主入口位于厂区北侧规划温梁路上。厂区地上道路宽度6 m，转弯半径9～12 m，满足厂区交通及消防通道要求。
综合考虑用地条件以及对景观的要求，厂区景观设计进行了合理的安排，充分发挥园林绿地在改善环境卫生防护、保障生产、创造舒适优美的生活环境等方面的综合功能。沿主要厂区道路设环绕带状的景观道路，地下箱体上方覆土的空地设置成丰富的景观游园。使整个厂区空间通透融合、变幻丰富、形成整体的景观，与环境融为一体（图1）。
3 建筑设计要点
3.1 地下箱体设计要点
3.1.1 消防设计
3.1.1.1 消防标准
董家地下污水处理厂地下箱体为地下二层，耐火等级为一级，火灾危险性类别为戊类，配电间部分按照丁类厂房设定。在消防设计上在地下箱体中设置火灾自动报警系统和自动喷淋系统、消火栓灭火系统，配置灭火器，防火分区面积不大于2 000 m2。另外，变配电间等电气房间设置气体灭火系统。
3.1.1.2 消防分区
董家地下污水处理厂的水处理构筑物面积大、设备和管道为不燃材料、其他可燃物少，防火空间划分按照GB 50016-2014《建筑设计防火规范》（2018版）3.3.3条“厂房内设置自动灭火系统时，每个防火分区的最大允许建筑面积可按本规范3.3.1条的规定增加1.0倍”，即每个防火分区最大可按照建筑面积为2 000 m2设计。共设置10个防火分区，每个防火分区设置至少1个直通室外的独立楼梯间，并利用防火墙上通向相邻防火分区的甲级防火门作为第二安全出口;任一点至最近安全出口的直线距离，不大于60 m。
目前的地下污水处理厂防火分区划分，超出2 000 m2防火分区划分需要进行消防专项论证会进行论证。需要注意的是，消防分区的划分要结合水处理工艺不同单元运行特性考虑，不能仅根据面积机械划分。如厂区产生噪音较大的区域、恶臭污染物浓度高的区域、通风换气次数较高的区域均应该考虑合理划分空间，保证臭气不逸散、排风换气次数合理。
3.1.2 交通组织
董家地下箱体地下两层，划分多个防火分区，交通流线相对复杂，运输车行路线、巡检人行路线设计要点如下。
3.1.2.1 车行道
地下箱体设置南北两个车行道出入口，规定车行的由北侧进南侧出，道路的考虑污泥运输车规格、到污泥脱水机房转弯半径，将污泥脱水机房布置在车行道旁，转弯半径为9.0 m。
由于脱水车间设备较大及车辆转弯半径的要求，脱水车间柱开间要大于其他生产区域，需要重点复核梁低净高加排烟管道高度是否满足污泥运输车工作。车行道两边设置排水沟，有利于日常冲洗和排水。
3.1.2.2 人行路线
人行路线的布置在满足每个防火分区内任意一点的安全疏散距离的基础上，要考虑巡检路线的合理性，注意避让工艺管线，复核粱底风管、吊车以下的净高是否满足要求。尤其是预处理区、MBR膜池、反硝化滤池等区域，尽量优化路线便于巡检和疏散。
3.1.3 箱体防水
根据GB 50108-2008《地下工程防水技术规范》董家地下厂区负一层防水等级为一级，负二层水池防水等级为二级。箱体顶板防水层两层防水材料其中一层要采用耐根穿刺防水卷材，董家地下箱体顶板防水及与侧墙搭接构造大样（图2），顶板与侧壁卷材搭接要注意次序，顶板卷材在上搭接，在阴阳角合理采用防水层同材质、同厚度卷材作防水加强层。 底板防水要采用合适的方法，混凝土自防水能达到要求时可不用另铺设卷材;底板采用卷材防水时要重点交代卷材与桩头处理的节点做法，桩头钢筋会破坏卷材要进行修补，对施工要求高且施工时间久。
3.2 地上附属建构筑物设计要点
董家水质净化厂工程地上建筑物有综合楼、传达室、污泥脱水车间（与地下箱体合建）、尾水巴氏计量槽，地下箱体附属建构筑物有疏散楼梯间、风机房、除臭风塔、进出风井、设备吊装孔。
考虑到地面景观的完整性，根据风机房、疏散楼梯间、进出风井防火分区的布置和进出风距离的间距要求进行合建，且除臭风塔高出地面15 m以上，与脱水车间合建，一方面合并地面上大体量建构筑物，同时丰富脱水车间建筑立面效果（图3）。
地面辅助建（构）筑物合并设计以外，应控制地面以上的高度，平面位置宜结合景观节点有规律布置，避免凌乱。设备吊装孔应设置加锁盖板，内部设防坠网，设置警示牌说明仅用于吊装不可作为检修孔，防止坠落。
4 景观设计
董家水质净化厂充分利用地下空间，整合地上建构筑物，保证厂区地面景观的完整性，充分发挥园林绿地在改善环境卫生防护、保障生产、创造舒适优美的生活环境等方面的综合功能。
办公区位于厂前区，是厂区景观的重点，考虑到厂区入口到综合楼前空间紧凑，在综合楼前设计景观水池和列植景观乔木丰富厂区入口的景观层次，与建筑主副楼错落的层次相呼应，形成厂前區视线焦点。
生产区地下箱体上覆土1.5 m，满足小乔木及灌木种植要求，整体以箱体周围种大乔木，箱体上方布置游园景观的方式，栽种彩色叶乔灌木营造不同季相的景观，凸显污水处理厂新形象。此外，在综合楼南侧设置篮球场，增加员工活动场所，体现企业人文关怀。
植物选择主要以减噪、抗污染的乡土树种为主，控制常绿与落叶的比例，如雪松、刺槐、侧柏、合欢、银杏、腊梅、榆叶梅、红叶李等。地被植物选择易养护、长势好的大花萱草、棣棠、春鹃、矮牵牛、崂峪苔草等，丰富厂区季相变化的景观效果。
5 结束语
传统的污水处理厂设计，往往以工艺专业为主导，地下污水处理厂设计则需要工艺、建筑、结构、暖通等多个专业协调，共同完成设计。通过总结济南历城区董家水质净化厂工程建筑、景观设计内容，充分挖掘地下污水处理厂的优点，在满足功能的前提下，更好地发挥地下污水处理厂的综合效益，促进生态环境的可持续发展。