技术、人文、绿色、美学在水利建筑中的应用实践——以瑞安西门闸泵建筑为例

傅理文，陈千富，何华军，路漫漫

（1.浙江广川工程咨询有限公司，浙江杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江杭州 310020；3.瑞安市水利工程建设中心，浙江瑞安 325200；4.杭州市交通运输行政执法队，浙江杭州 310005）

浙江省沿海平原人口集聚、经济发达，受地理区位及城市化建设的影响，平原河道洪水外排能力不足，洪水期容易受涝，民众生命财产、社会经济极易遭受损失。随着沿海平原骨干河道治涝工作的推进，大量水利基础设施不断新建、重建。其中，水闸、泵站作为保障民生的水工建筑物在防洪排涝工程中应用广泛［1］。受传统水利工程设计理念影响，在以往的闸、泵建设过程中多注重工程的功能实效和质量安全，对其环境功能和审美需求则关注较少［2］。而在城市现代化的历史进程中，水利建筑作为塑造城市风貌的组成个体，除了工程效益，其环境效益、美学效益也得到越来越多的重视，传统的水利工程逐步向着景观水利、生态水利、文化水利转变。因而，在水工建筑物设计中，融合水工设计与建筑美学，提升水利工程形象面貌，赋予水利建筑环境价值和人文内涵，实现技术与文化的交流与跨越，有着重要的现实意义。

下文结合瑞安西门闸泵建筑实施方案，综合性地从技术、人文、绿色、美学的角度阐述了水利建筑发展新趋势下的设计构思。

1 工程概况

西门闸泵工程位于瑞安城区核心区块，飞云江下游北岸西门河出口，紧邻滨江大道，是环城河水系综合治理规划工程的重要组成部分。西门水闸总净宽9 m（2孔×4.5 m），设计流量89.4 m3／s；泵站布置2台轴流泵，设计排涝流量20 m3／s；闸泵并联布置，上游新开西门河，长75 m，控制河宽20 m，与西门闸泵配套河道工程衔接。工程总平面布置见图1。

图1 西门闸泵总平面布置

闸泵主体场地呈方形布置，东西长约50 m，南北长约66 m，建筑区块用地面积约为3 300 m2。总建筑面积约为1 750 m2。

闸泵站址为规划城市公园（位于工程出口及右岸），地块周边包含拟建幼儿园、已建和在建的高层居民小区；闸泵建筑与周边环境的整体协调性及景观造型要求较高。

2 建筑特点及目标要求

2.1 闸泵建筑特点

闸泵建筑因地理位置、功能需求等属性，其设计不同于普通民用建筑及常规工业建筑，本工程主要表现为以下特点：

1）闸泵建筑作为水利工程的配套附属用房，其功能设计与水工、金属结构、给排水、电气等专业协调配合。

2）根据地块总体布置，采用闸泵合建。水闸、泵站基于其各自功能尺度要求，呈现不同的结构空间要求：水闸根据所选闸门型式分设检修平台层、启闭设备平台层；泵站内部布设桥式吊车设备，具有较大的敞通空间，单层净高较大，约为10 m；泵站、水闸单体之间的楼层高差衔接、交通连系过渡、结构空间差异与外形的糅合需要设计思考发挥。

3）闸泵工程依水而建，临路临江，河流婉转，江海开阔，场地周边规划分布有幼儿园、高层住宅、城市公园、规划居民小区等，闸泵建筑与周围环境联系紧密，互塑共生。

4）水闸、泵站日常运行管理人员较少，办公、生活等辅助用房规模不大，建筑体量根据水工结构尺度及周边用地条件影响，多为小体量单层或低层建筑，建筑单体总平面容积率较低。此外，参与闸泵建筑的日常管理运行的职工需要驻扎值守，依据《水闸设计规范》《泵站管理设计规范》《浙江省水利工程管理单位定岗标准》确定定编人数及人均办公、管理使用面积，由此确定职工办公、休息就餐、临时住宿等辅助用房以及相关活动设施布置面积。

2.2 技术、人文、绿色及美学设计要求

1）技术：营造一座具备防洪排涝功能的现代水利闸泵，满足安全、实用、提效的功能需求。

2）人文：体现瑞安地域背景，彰显水文化内涵，实现人文、自然与建筑的对话。

3）绿色：应用适宜的节能材料，环保设施，合理改造维护公共绿地环境，打造一座自然生态型水利建筑。

4）美学：创造满足人们审美需求的建筑外形，和谐点缀城市街景。

3 建筑设计方案

3.1 技术功能方案

建筑形式由功能而来，建筑功能推动建筑形式不断变化发展。水利建筑作为水工建筑物的附属配套用房，首先需要满足水工设计、运行管理要求。

3.1.1 总平面布置

工程场地呈方形布置，地块西侧毗邻滨江大道，东侧与新开西门河顺接。结合基地周边环境和建筑自身功能要求，场地两个出入口设置在地块西侧，均位于滨江大道上；结合交通流线及消防需求，沿建筑南北两侧布置6 m宽车道，与闸泵交通桥连通，使得场内交通循环顺畅。闸泵建筑出入口分别位于建筑南北两侧，2个入口人车分离，互不干扰，且相对隐蔽又便于场区内外交通组织。

3.1.2 建筑平面

水闸闸门和泵站水泵是水工建筑的核心功能构件，相应的建筑空间尺度应遵循水工功能运行要求。以水工特定平面空间形式作为母体，兼顾不同使用功能需求，明确建筑功能分区；功能相近或运行中有连通需求的房间同层布置。

1）闸泵主体厂区须实现闸门启闭检修、水泵运行、设备监控。检修装配间布置在泵房的南侧，与设备区紧密连接，同时也作为泵站侧交通主入口，便于设备维护运送、车辆通行；水闸侧则布置门厅及值班室，邻近检修平台，通风采光良好，且相对远离水泵等运行噪声较大的工作设备，同时也作为水闸侧主入口，便于人员进出管理。配电房等机电设备用房则邻近闸泵主体厂区北侧布置，避免与主体厂区之间的交通干扰，同时也缩短了电缆路径。

2）办公区主要为运行管理人员提供日常办公、资料档案存储场所。将办公用房布置在厂房东侧，避免日照西晒，为员工创造舒适的办公环境。中控室、启闭机室作为整个闸泵工程的运行控制中心，在功能使用上需要宽敞通透的办公环境，作为大空间功能用间，两者同层相邻布置。

3）休息区为运行管理人员提供放松空间，与办公区相邻布置，与其功能互补、渗透。

3.1.3 结构载体

本工程水工融合水闸和泵站结构，具有复杂性、独特性，其结构形态直接体现力学逻辑。水闸净宽4.5 m，泵站净宽5 m，根据闸、泵墩墙设置，上部结构框架柱柱距约为6 m，考虑水泵等设备吊运要求，泵室结构内部空间跨度约为14 m；建筑内部空间宽敞、结构设备裸露，针对构件设施（设备、吊车、外露管道、桥架等）的不同形式进行分色处理，以此呈现水利建筑功能真实、严谨的技术性、专业性。建筑单体根据结构功能、运行管理要求，整体结构空间方正、厚重，通过窗体、幕墙进行“透”“漏”设计，满足采光通风要求，形成开敞通透的自身特色。同时考虑瑞安高温多雨、闷热潮湿的气候特点，建筑屋顶采用挑檐设计，不仅起到遮风挡雨、遮阳防潮的作用，也使结构外型富有变化。

3.2 人文内涵方案

瑞安是一座具有1 700多年历史的江南古城，地处东南沿海温州地区，城市开放而多元，具有开敞通透的地域空间特征。飞云江是构成瑞安山水城市风貌的重要景观，也是瑞安历史名城的象征。其中，飞云江大桥至西门的沿江地带是瑞安市区景观轴的重要组成部分；屹立江畔、高低错落的建筑群落和悠悠江水在太阳的东升西落、光影变幻中构成“十里外滩，百里画廊”的古城滨水景观带。

飞云江沿江区块作为城市发源地，承载着瑞安几代人的记忆。如何将抽象的人文地理特点转化为建筑精神品格，是水利建筑文化设计的关键。表1通过建筑元素的提取，结合瑞安地域人文特点，对瑞安人文生态与建筑形态进行关联融合，提炼出本工程表达水利建筑内涵的细部设计。

表1 建筑元素与地域人文关联设计

3.3 生态环保方案

3.3.1 节能设计

瑞安属于夏热冬冷地区，根据地域特点，建筑采用保温与隔热、通风与防风、朝阳与遮阳的绿色技术方案。通过控制建筑体形系数、窗墙面积比、门窗围护结构隔热密闭处理、屋面保温措施以及减少给排水、采光、采暖、通风与空气调节系统等相关专业的运行能耗进行设计，提升建筑的整体节能效果［3］。

3.3.2 环境绿化

结合工程总平面布置及建筑平立面设计，布置绿化景观，形成空间通透与室内外景观的连续，提高办公环境质量，融入滨水空间环境。

工程场区绿化以建筑为魂，以路为骨，以植物传神，将绿色景观与建筑设计相结合。通过植被屋面、建筑沿街立面绿化墙、开敞式城市景观植物池（利用闸泵出水池顶板设计）、生态停车位等绿色景观面组成场地立体绿化，提升整体环境品质，同时在场地西北侧及入口道路侧种植乔木，隔绝道路及外界的污染，同时起到遮荫效果，丰富建筑立面色彩。植物种植采用当地乡土植物，注重乔灌草的复层绿化与季相变化，形成层次丰富、立体多元的植物群落空间。

考虑植物与建筑比例、色彩、材质的均衡和谐，针对体量较小的水利建筑，周边可栽植单株体量较小且生长缓慢的植物；水利建筑主体色彩多采用灰、白、蓝等浅色调，除绿化植物修饰，也可在建筑周边配植点缀一些较为醒目的彩叶植物；此外，针对建筑外墙粗糙或精细的饰面材料，可相应选用粗壮或纤细的植物进行搭配［4］。水利建筑景观常用装饰植物选用可参考表2。

表2 建筑常用植物景观配植

3.4 建筑美学方案

闸泵建筑作为城市排涝的功能性建筑，体量不大，但其作为城市街景元素，需遵守区域环境美学秩序［5］。立面造型主要由形态、质感、色彩体现，工程建筑方案见图2。

图2 西门闸泵建筑方案效果

3.4.1 建筑造型

建筑位于滨江西门区块节点处，建筑以平面、竖向功能分区设计为基，结构几何长、高尺度接近，方正简洁的结构框架外加出挑深远的屋顶挑檐，给建筑造型带来端庄厚重的观感表征，同时强化了水利建筑的表现力与生命力。闸泵连通西门河道与飞云江，水体从潺潺河水奔向滔滔江水，从静谧休闲切换为川流不息。通过建筑结构在“静”与“动”之间形成一个和谐体，犹如一位端坐的长者从容地眺望着车水马龙与奔流江水，体现的是“云江潮涌，勇进者胜”的水利精神和“应时革新，大气包容”的温州精神。

3.4.2 建筑材质

主体立面以精建精美提升建筑观感。综合考虑建筑饰面材料的耐久性（不易积尘、耐雨水冲刷）、抗风性（沿海受台风、海风风力影响较大），设计运用端庄大气的灰色花岗岩装饰外墙，简化精致的玻璃幕墙分隔墙面，优雅现代的黑色铝板挑檐装点建筑顶部，辅以线条分格，呈现虚实对比、透而不漏的建筑效果。

3.4.3 建筑色彩

建筑周边为居民住宅，背景基调为白色、灰色等冷色调；闸泵建筑采用浅灰色，悬挑屋面则为黑色，并由黑框透明窗体分隔过渡，形成立面色彩、质感、造型轮廓的层次变化，获取视觉平衡感，给人以中和、含蓄而深沉的感受，建筑风格、色调与周边建筑单体相适应，建筑与环境统一协调。此外，采用常绿植物及零星的彩叶植物进行立面点缀，修饰建筑沿街立面出水池与建筑之间的棱角线条。

4 结 语

工程自2019年7月开始施工，至2021年6月完工，闸泵工程的实施使环城河水系（老城区）频繁的涝灾现状得到缓解。水工建筑功能、效率的导向体现了现代水利建筑的本质理念：工程结构实用、外观诚朴，以建筑色彩、材质、造型作为水利建筑精神载体，辅以景观绿化，自然融入城市滨水街景。本工程闸泵建筑将“技术、人文、绿色、美学”融为一体，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间尺度，合理严谨的总平面及平面设计是水利建筑功能设计的前提，结合工程特点利用科学的建筑形式，绘制更具特色的技术蓝图。

2）挖掘地域文脉、街道景观、山水树木等使之与建筑形体关联，构筑建筑符号和建筑意象，进行有机组合，以此体现水利建筑文化内涵。

3）水利建筑通过环境塑造，采用适宜当地地域和建筑特点的绿色技术，结合建筑本体节能设计，营造各具特色的绿化景观，从而节约能源，增加环境效益。

4）结合建筑场景及功能，通过比例均衡、尺度和谐、虚实对比、造型变化等手法提升水利建筑艺术表现力。