基于实例的地下污水处理厂建筑设计要点分析

王丹

（广州市市政工程设计研究总院 广东广州 510060）

污水处理厂的建设有利于解决水环境污染问题，是我国改善水污染现状的主要举措。相比地上污水处理厂产生的噪音、恶臭等种种弊端，地下污水处理厂占用空间少，节约土地资源，环境污染小，并能与周边环境相协调发展，提高周围土地资源的价值，已经成为了污水治理工程新的发展趋势。

本文结合昆明某地下污水处理厂工程案例，以建筑设计的角度着眼整个项目，对地下污水处理厂的建筑设计要点进行阐述和分析，期望能为地下污水处理厂的设计提供更多的思路和可能。

1 工程概况

本项目采用工艺运行费用较低、运行维护管理简单、出水稳定的改良A2/O污水处理工艺方案。地下污水处理厂建设费用为59936.06万元，总规模为12万m3/d。项目建设用地面积为48302m2，地下建筑面积为62819m2，地面建筑面积为 2552m2。

地下污水处理厂按功能分区可分为厂前区（地面层）和地下处理区。厂前区是整个厂区的地面层，包括生产调度中心（地上2层，半地下设备层1层）、风塔、消防楼梯电梯间、通风口、采光口及公园景观绿化。地下处理区（地下两层）是污水厂的操作和生产空间。

2 地面建筑规模

按照《城市污水处理工程项目建设标准》（建标〔2001〕77号），本项目属于二级Ⅲ类污水处理厂（10～20万m3/d，以污水处理量计），附属设施建筑面积指标为2665～3455m2，包括辅助生产用房，管理用房及生活设施用房。

3 总平面布局

图1 昆明某地下污水厂总平面图

在满足建筑退缩和工艺流程的条件下，厂区建筑平面布置合理紧凑，用地节约，分区明确。厂前区周边设环厂道路与规划道路、现状道路相接。根据地下污水处理厂的特点，厂区入口设于用地北侧，人行道路和车行道路分别设置，进入厂前区和地下处理区的车行道分别设置、互不干扰；项目流线清晰，厂前区和地下处理区的车辆通过用地南侧的出口驶出厂区。厂内各部分相互联系方便，既对交通运输及消防有利，又便于人流、车流的组织。环厂道路宽6m，转弯半径不小于9m，进入地下处理区的单向地下通道宽4.5m。公园人流通过用地西侧的人行出入口进入公园，与污水处理厂分区明确。考虑厂区现状地面标高和周围路网规划标高，综合利用现有用地条件，尽可能减少地下空间的基础埋深，减少挖方量。环厂道路比当年百年一遇洪水位高1.1m，地下顶板覆土2m布置绿化景观，满足项目绿地率的要求。

4 建筑空间与功能

图2 昆明某地下污水厂鸟瞰图

厂前区通过若干内部空间的序列空间组合以及各建筑物、构筑物所具有的范围、形状、大小、高低、色彩气氛等特征的体现，力求创造一种高质量的环保生态氛围。生产调度中心与风塔高度相近，结合布置，与错落有致的地面楼电梯间共同形成兴味盎然的建筑空间。建筑造型简洁明朗，既体现污水厂的自身特点，又创造出富有时代气息的花园生态型建筑风貌。

地下处理区负二层主要布置预处理车间、污泥脱水车间、综合泵房和生化池、二沉池等主要池体。在综合泵房旁设置吊装口，方便各种设施进出负二层。负一层主要为各种池体的池顶及操作平台，电房和风机房等根据需要集中紧凑布置。负一层南北向布置的车行道是地下管线的大动脉和检修通道，连接两侧的处理池和设备，使整个地下空间利用高效，管线连接便捷，维护方便。生产调度中心根据地势，利用地下处理区顶板和室外地面之间的高差设置半地下设备层，并将使用要求高的变配电用房设于设备层内，使之可直接通向室外。设备层次出入口可通过消防电梯及楼梯进入生产调度中心各楼层。生产调度中心首层南侧设主出入口，首层为中控室、化验室、消防控制室和后勤等用房；二层为办公室、会议室和值班用房。

5 建筑防火与防爆

地下处理区生产的火灾危险性分类为戊类，建筑耐火等级为一级，防火分区间采用防火墙、防火卷帘及防火门分隔。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）中3.3.1条规定，丁戊类厂房地下室最大防火分区面积为1000m2；3.3.3规定，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增加1.0倍。因此地下处理区每个防火分区的最大允许建筑面积定为2000m2。对于池体与管线无人区，防火分区划分时应扣除。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）中3.7.2的规定，地下厂房每个防火分区的安全出口不应小于2个，且必须至少有一个直通室外的独立安全出口。本项目地下处理区每个防火分区有一个直通室外的安全出口，另一个安全出口通向相邻的防火分区。

图3 地下处理区防火分区示意图

地下处理区负二层扣除池体无人区，可分为五个防火分区。左上角A2为负二层到负一层的吊装口，面积仅约100m2，并入到负一层的防火分区内。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）中第7.3.1条的规定，埋深大于10米且总建筑面积大于3000m2的其他地下或半地下建筑应设置消防电梯；第7.3.2条规定，消防电梯应分别设置在不同防火分区内，且每个防火分区不应少于1台，相邻两个防火分区可共用1台消防电梯。故地下负二层共设置了四台消防电梯。其中A2防火分区仅为负一层到负二层吊装使用，且面积仅有100m2左右，所以未设置消防电梯。地下处理区负一层共设置十四个防火分区，其中A2区域南北纵向车行道连接地上与地下、负一层各房间的交通。由于负一层防火分区较多，采用安全出口直接连接地面会对地面景观造成较大的影响，因此在A5～A10区域的南北两侧各设置一条东西走向的避难走道，大大减少了地面安全出口的数量，减少了对地面景观的影响。因此，负一层共有七个安全出口通向地面，其中一个与生产调度中心合建。

生产调度中心建筑耐火等级为二级，共设两个防火分区，其中半地下设备层为一个防火分区，首层和二层为一个防火分区。每个防火分区面积均小于2500m2，均设两个安全出口直通室外。

在建筑设计中，确定污水处理厂生产过程中使用药品的危险性等级十分重要。若使用或储存药品生产的火灾危险性分类为甲类、乙类的房间，不应布置于地下。有爆炸危险的甲类、乙类厂房宜独立设置，避开人员密集场所和主要交通道路，并采用敞开式或半敞开式的建筑形式。有爆炸危险的甲类、乙类厂房或仓库在有爆炸危险部位应设置泄压设施，避免建筑物受到严重损害。但本项目未设置防爆房间，不做考虑。

6 建筑地下防水

地下处理区的建筑防水等级为一级，防水材料采用3mm厚自粘聚合物改性沥青防水卷材（聚酯胎）+2mm厚聚合物水泥防水涂料，顶板应设0.5%排水坡度。

根据《20kV及以下变电所设计规范》（GB50053-2013）中2.0.4条的规定，在多层或高层建筑物的地下层设置非充油电气设备的配电所、变电所，当有多层地下层时，不应设置在最底层，当只有地下一层时，应采取抬高地面和防止雨水、消防水等积水的措施。地下处理区将电房设置在负一层；生产调度中心的半地下设备层为防止水流倒灌，在地面入口处设置了截水沟等措施，并适当抬高了设备层的地面标高。

7 地下建筑采光口

地下处理区采光较差，为了降低地下空间的压抑感，在负一层南北向主要通道上方设置了采光口自然采光。采光口混凝土口部高出地面500mm，其上设置钢框架，框架四周采用铝合金百叶窗围闭且辅助通风。框架顶部采用点爪式8+1.76PVC+8mm厚夹胶玻璃达到采光效果。

8 结语

地下污水处理厂是污水治理工程新的发展趋势，但也存在建设成本高、施工难度大、运营成本高的问题，更适用于土地资源紧张的主城区，或是对城市生态环境、居民生活质量要求较高的宜居城市。因此，地下污水处理厂的建设应与城市发展规划相适应，因地制宜，理性发展，不断总结经验提升设计水平，以满足人民日益增长的美好生活需要。

[1]张显忠，赵国志.地下式污水处理厂构筑物布置方式探讨及工程实例[J].给水排水，2012，11：7～10.

[2]简健文.地下式污水处理厂的特点与分析[J].建筑工程技术与设计，2015（3）.

[3]高琳娜.我国地下式污水处理厂建筑设计要点探究[J].城市建筑，2017（6）：40.

[4]李琛骏，郭琳.关于地下式污水处理厂结构方案研究思考[J].城市建筑，2015（23）：251.

[5]汪传新，邱维.广州京溪地下污水处理厂建设实践与思考[J].中国给水排水，2011，27（8）：52.