岳小云1 王琅2
1 西安水务（集团）规划设计研究院有限公司 陕西 710082；
2 北京清华同衡规划设计研究院有限公司西北分公司 陕西 710077
摘要：本文在“节约型净水厂”概念的基础上进行探索，着重构建我国净水厂规划设计的“节约”要点。并根据节约型净水厂类型，探讨包括土地利用、清洁能源的推广等技术在节约型净水厂设计应用，以期对今后净水厂设计提供参考借鉴。
关键词： 节约型净水厂规划设计 节地 节材 节能
节约型净水厂作为一个新的规划设计理念，具有多学科性、全面性、复杂性、专业性等特点。它的发展及实施与其相关科学领域技术的发展密不可分，是供水行业目前普遍重视的课题，从科学的角度来看，以节约为导向的净水厂规划设计是满足相同需求时，减少能源、材料、经费等方面的消耗，提高经济效益和社会效益。
根据目前净水厂规划建设的侧重方向将节约型净水厂分为规划节约型净水厂、技术节约型净水、管理节约型净水厂三个不同类型。并在此基础上针对不同类型进行一下方面设计要点探讨。
一、规划节约型净水厂—差异功能叠加设计
近年来，城市规划设计中广泛提及城市功能的叠加发展，并遵循城市功能重叠效应规律，促进城市目标多样化。将这种“功能性叠加”方式的引入规划节约型净水厂中具有以下方面的优点。
(1)有效节约厂区内地面空间：常规式净水厂一般将水处理构筑物进行单独布置。而规划节约型净水厂设计强调将建筑功能的复合与叠加，强调了在多功能的基础上对功能进行必要的集约设计，将原先处于分离状态的多功能区域进行整合，横向竖向同时展开布置，将净水厂这类基础设施建筑立体化，形成一个大的处理单元组合，单元内部通过洞口、隔层、防爆墙等方式直接连接，大大减少了各功能部分的距离。从而减少立体空间的浪费，提高土地的利用率。
(2)净水厂建筑功能的叠加有助于降低部分建设投资，减少人员配置上的浪费；由于节约型净水厂内建筑功能的叠加，使得建筑单体内同时可承载三、四个功能效应。这就在一定程度上减少了常规净水厂中出现的各个单体建筑之间工艺管线跨建筑连接，极大的降低了工艺管线及配套管线的使用消耗及投资。
(3)推动净水厂规划理念以及技术创新发展；节约型净水厂中提出功能型叠加首先对净水厂规划设计提出了一个新的思路，如何将常年水处理构筑物与变配电等功能用房相叠加，这不仅依赖于净水厂整体规划设计时，对建筑单体的功能布置，更依赖于防潮、防水等一系列新技术措施的支撑。
二、技术节约型净水厂—淤泥陶粒的利用
淤泥陶粒作为一种新材料，其在节能、减排和循环利用方面的特点较为突出，
它表面呈蜂窝状结构，具有质量轻、导热度低、强度高和良好的抗收缩性等特点。由于有较高的孔隙率，表面积比较大，渗透能力强，将淤泥陶粒应用于滤料中，滤速可达到15 m/h[1]使其具有良好的过滤效果。除了导热度低、强度高等特点，淤泥陶粒还具有耐风化、绿色环保和便于加工等优点，在建筑材料中，可具有自重轻、保温隔热性好、防火性能佳等优势。并且淤泥陶粒被用于地面垫层也可以起到减轻承重的作用淤泥陶粒也被用作混凝土中的轻骨料。如陶粒砖、预制墙板等。这些产品可以应用于墙壁或隔热结构中，其性能特点可使它们具有更好的隔热、保温效果。应用于地下泵房能够起到降噪、减震、防潮的效果。此外，淤泥陶粒也可用于屋面绿化，具有良好的吸水效果。
净水厂对原水进行工艺处理过后，会产生一定量的淤泥，净水厂淤泥产量可根据《室外给水设计规范》（GB50013-2018）中：10.1.4 净水厂排泥水处理系统设计处理的干淤泥量中公式进行计算： S=(K1C0+K2D)Q×10（－6 ）。因净水厂水源较好，污染物少，并且其生的淤泥粘度好，污染小，更是做陶粒材料的良好原料。
将净水厂处理后的淤泥制作成淤泥陶粒用于技术节约型净水厂内厂房设计具有以下优点：
(1)自重比普通砖墙减少37%，热阻系数提高了13.2%。将其用于建（构）筑物中不仅能起到保温隔热、吸音降噪的作用，还具有良好的防潮性能。
(2)从“节约”的角度来看，它完全适合于净水厂建（构）筑物对防潮、隔音、污染性小等性能方面的要求。可将节约型净水厂作为一个小型的内循环，将排出的淤泥进行二次充分利用，加工成陶粒混凝土，应用于净水厂建（构）筑物墙体，可增强建筑使用性能，节约建造成本，又能减少对环境的破坏。
三、管理节约型净水厂——BIM技术应用
管理节约型净水厂是采用科学的手段对净水厂规划设计以“智能”的方式达到节约资源利用，降低劳动成本，提高管理效率，实现经济节约得目的。BIM技术的应用它主要是通过技术手段实现建筑信息的整合，可以贯穿建筑从设计到施工甚至运行的全过程[2]。BIM技术的应用将管理节约型净水厂进行智能化管理。它可以通过信息数据库将项目紧密的与三维模型相结合，针对性的对原有施工图设计进行查对，避免隐藏性的设计缺漏及专业汇总设计中的细节错误，如平立剖矛盾、专业间图纸矛盾，工艺原理图与平面图不符、缺漏项、与设计规范不符等问题。同时可对开洞预留预埋精确定位，管线综合碰撞检查。并具有以下特点：
(1)可视化：BIM根据原始设计图纸信息建立起模型，如图3.14，将二维空间转换为三维模型，并且可以在模型中导入管线以及特殊节点。使得工程设计具有可视化特点，对于二维图纸中较难体现或者详细描述的部分，可以进行全方位展示，有利于设计对于建筑与周边环境的整体考量，同时有助于施工单位进行施工组织、施工方案的设计。
(2)提前预警性：净水厂施工图纸一般采用分专业表示相关内容，如结构专业图纸表示池体结构，工艺专业图纸表示相关管件、设备的安装方式，电气控制专业图纸表示相关用电设备的配电及阀门控制。而净水厂工艺复杂，工艺单元内高度集成了各专业的设计内容，因此分专业的图纸往往会造成图纸消化不便，信息也难以统计。同时在施工阶段需要施工人员深入每一处细节设计，才有可能在脑海中形成该项目的整体空间架构。但由于空间形成的复杂性，设备的布局以及管线的走位往往在施工现场才能发现其不合理的地方，需要根据实际进行，如图3.15（a-b）。而BIM可以多专业信息整合、建模，识别出管线、构件、设备之间的冲突点[3]，提早进行预警，进行设计的调整或者施工方案的变更。
(3)优化性设计：BIM设计以动态三维形式模拟建构筑物、管线、设备等一系列工程内容的预建情况，可在三维视图上进行空间、管道系统以及结构等专业之间三维碰撞检测，并根据检测成果对项目进行调整及修改，同时可视化的特点也有利于设计的进一步优化，例如根据BIM模型进行管道的改线，最终达到项目的可实施性、美观性、合理性的“三合一”。
五、结束语：
综上所述，三种类型节约型净水厂并不是毫无关联相互独立的个体，它们具有相互影响，互为支撑的作用，甚至在实施项目中可以将不同类型节约型净水厂根据经济因素进行相互结合，以达到效能最佳、最为经济的目的，最终达到社会、经济、环境三方面效益的统一。
参考文献：
[1]刘新明.陶瓷滤料多级高速精细过滤工艺的试验研究[D].武汉理工大学，2006.
[2]张小富，李海涛.基于BIM的建筑全生命周期安全管理研究[J].施工技术，2013(22)：27~29+65.
[3]佚名.BIM技术在某净水厂项目中的应用[C].第十六届全国现代结构工程学术研讨会论文集，2016.