第A06版:设计

以“水”为媒,推动国家重大工程中的技术应用与创新

——访华东建筑设计研究院有限公司给排水总工程师徐扬

□本报记者 陈雯

从上世纪90年代上海虹桥国际机场兴建伊始,华东建筑设计研究院有限公司给排水总工程师徐扬先后主持了30多项机场航站楼、交通枢纽、会展类项目的给排水设计与技术管理,开创性地将虹吸屋面雨水排水技术应用于航站楼大面积金属屋面雨水排水系统,在国内首先采用镀锌钢管沟槽式连接工艺、率先在公共建筑中采用卫生间同层排水技术、在综合管廊电力舱采用高压细水雾灭火技术……见证并推动了我国改革开放后在大型、特大型建筑中给排水技术的应用与迭代创新。

日前,徐扬被评为首届上海市工程勘察设计大师,本报记者就给排水技术在空港及综合交通枢纽项目中的发展、超高层与特大型综合体建筑设计上有何异同、未来给排水领域将有哪些新的技术突破等问题采访了徐扬,从他的个人实践经历中一探给排水专业自上世纪末以来在建筑领域的发展历史,以及其背后的成长故事。

首创应用

掀开机场“水”系统新篇

1985年,徐扬以优秀毕业生的身份从同济大学建筑工程分校给水排水工程专业毕业,进入上海工业建筑设计院(即现在的华东建筑设计研究院有限公司,以下简称华东院)从事建筑给排水设计,一干就是近40年,在机场航站楼与交通枢纽工程、特大型综合体建筑、超高层建筑群等领域取得了傲人的成就。但其中最令徐扬印象深刻的还是机场项目,他说:“在个人成长和专业技术提升道路上,我与机场设计结下了不解之缘,主持负责或参与的机场项目达到21项之多。”

1989年,上海虹桥机场开始建设新的国际候机楼,由荷兰机场咨询公司(NACO)提供方案设计,华东院作为本土设计院承担了从设计咨询到施工图配合等一系列工作,徐扬作为给排水专业的业务骨干被领导点将,加入了设计团队。虹桥国际机场候机楼是大型交通建筑,设计非常复杂,当时国内的建筑师和工程师对此并无太多经验。以给排水专业为例,超大空间中如何确保合理供水、排水优化、沉降处理、消防安全都是新课题。给排水系统设计既要与国际接轨,又要符合国内规范要求和基础设施建设的现状,也是一大挑战。抱着学习的态度,初涉机场项目的徐扬和同事积极参与设计,了解大型机场航站楼的设计理念和规律,为后续机场项目的进一步提升打下了坚实的基础。也是从这里开始,包括徐扬在内的华东院机场团队养成了驻场现场设计的习惯,常常与施工单位一起在工地进行现场设计,随时保证进度和解决现场问题。

其后的上海浦东国际机场T1航站楼项目(1996—2000年),方案由法国机场公司(ADP)和建筑大师保罗·安德鲁合作设计,华东院负责项目咨询、扩初及施工图设计工作。此时徐扬已经成长为给排水专业负责人,主持了整个一期工程航站区的给排水、消防工程设计。他回忆说:“通过该项目,我们对机场的设计理念和设计规律有了更加清晰的认识,结合项目的实际情况,本航站楼设计中创造了多个第一。例如,采用变频器1对N形式的变频水泵泵组;采用与传统排水系统不同的同层排水技术;不设屋顶消防水箱,采用稳高压消防给水系统等等。”

该项目的给排水设计难点颇多,设计团队为了寻求最佳解决方案殚精竭虑,其中最典型的是屋面排水问题。浦东国际机场T1航站楼以“海鸥展翅”为主题,顶部为双翼造型,采用了复杂的曲线型金属屋面,屋面投影面积达17万平方米。如果按照传统的重力流排水系统设计,雨水立管数量众多、管径大且必须有坡度,不仅影响美观,而且占用建筑空间,排水效率也不能满足需求。查阅大量资料后,徐扬和同事们建议采用国内尚无先例的虹吸式雨水排水系统,并结合上海本地暴雨强度数据进行了大量的计算、验证、比较工作,重新拟定了设计参数,最终开创了虹吸式雨水排水系统在国内航站楼工程应用的先例。

到上海浦东国际机场T2航站楼项目(2004—2008年)时,华东院已是原创设计方,完成了从概念设计到方案深化、施工图以及后续各专业配合等全流程的工作。徐扬及其团队在前两个机场项目中积累了丰富的设计经验和深厚的技术储备,对于创新型技术和产品的应用也更为娴熟大胆。如在排水立管上安装吸气阀,解决了大空间内卫生间的伸顶通气问题;屋面采用多斗多立管虹吸排水系统,变频供水系统升级为变频器一对一控制模式,使得供水水压更加稳定;利用防洪的围场河水作为雨水回用系统的水源,经过处理后冲厕,实现了对非传统水资源的创新利用;在综合管廊电力舱中,采用先进的高压细水雾灭火技术,在封闭空间中形成低氧环境迅速灭火,为电力设施的安全运行提供了有力保障等等。

回顾项目,徐扬强调,给排水专业是一门实践性学科,对于国外先进技术,设计师要善于研究和消化。其中尤为值得称道的是徐扬团队对于镀锌钢管安装工艺的改进。当时机场喷淋管道大量应用镀锌钢管,每当管道穿越梁体时,处理连接节点就成为棘手的难题。为了避免破坏镀锌层导致腐蚀,管道无法进行焊接处理,只能通过法兰进行“预装—拆除—热镀锌—再安装”的二次安装连接。但这样一来,法兰突出于管道外,又容易导致原有的梁洞尺寸不敷使用。

在一次偶然的机会中,徐扬发现了一种国外先进的连接方式——沟槽式连接。此种连接方式仅需现场对镀锌钢管进行开槽并安装卡箍,即可一次性完成安装。作为主要技术负责人,徐扬主持了沟槽式管接头及配件这一新产品的研制工作。经过上海市科委鉴定属国内首创,产品性能得到了业主和施工单位的高度评价,之后广泛应用于工业、民用、化工等领域的管道施工中。因其性能卓越,该产品先后荣获1998年国家重点及上海市新产品证书、1999年第六届全国给排水及消防专业产品展览会金奖、第五届上海市科学技术博览会金奖等多项荣誉。

在虹桥综合交通枢纽项目(2005—2010年)中,徐扬及其团队正式完成了对国外同行的超越和引领。上海虹桥综合交通枢纽集高铁、磁浮、机场、地铁于一体,是迄今世界上规模最大、功能最为复杂的空陆一体化交通大枢纽,也是一项完全由华东院原创设计、举世瞩目的工程杰作。徐扬说,虹桥综合交通枢纽的给排水设计是国内及国际先进成熟设计技术集大成者,是人性化设计和节能减排的典范之作。设计团队针对消防安全关键技术、水安全保障技术、水资源综合利用技术、节能及可再生能源技术等各方面均进行了综合分析,其后才择优确定实施方案。例如在给排水节能方面,充分利用市政管网供水压力变频供水、利用可再生能源(太阳能)、应用节水型卫生器具和非传统水源(雨水回用),有效降低了建筑给水排水系统的日常运行能耗。

作为专业审定人,徐扬还广泛参与了乌鲁木齐机场、港珠澳大桥珠海和澳门口岸工程、南京禄口国际机场二期2号航站楼、杭州萧山国际机场三期及T4航站楼多个华东院原创设计的国内空港项目。因应不同地区、不同气候和不同设计理念,航站楼建筑给排水的设计内容也在不断拓展:乌鲁木齐机场项目由于地处寒冷地区,创新应用了屋面融冰融雪系统、抗震管道设计以及寒冷地区干式水消防系统;港珠澳大桥珠海和澳门口岸工程考虑到原来地基回填土性质,所有的管线应用了防沉降技术。

徐扬总结道:“伴随着中国社会经济发展历程的螺旋式上升,国内给排水专业的设计和技术水平也在与国外同行的学习、切磋中,不断发展进步和完善提高。我和华东院同事们在机场航站楼项目的多年实践正是最生动的写照。”

超高层给排水设计

消防问题成重中之重

除了空港项目外,徐扬还以专业负责人或审定人的身份,主导了华东院多项超高层项目,如杭州利群大厦(146米)、上海来福士广场(222米)、上海恒隆广场二期(226米)、上海国金中心(250米)、重宾保利国际大厦(290米)以及天津周大福金融中心(470米)等。

徐扬指出,会展综合体和空港建筑等特大型综合体项目的给排水设计更多在平面上展开,泵房按照区域进行分配,虽然各区域在重力上不存在差异,但对管路损失的考虑至关重要。而超高层建筑的给排水设计则聚焦于垂直系统,由于其功能复杂性增加,可燃物增多,火灾风险相应提升,且疏散难度加大,因此消防问题成为首要关注点。

徐扬介绍,过去高层建筑通常采用竖向串联供水方式,但现今国家规定,超高层建筑若超过250米,屋顶储水必须满足一次火灾的用水量,以满足自救需求。为此,国内普遍采用重力消防供水系统,借助自身重力满足高层建筑在任何时刻的消防给水流量和压力,发生火灾时无需等待消防水泵的启动即可展开灭火作业。同时,地下也储存有备用水源,当消防水量不足时,可作为补充进行输送。此外,超高层建筑的排水设计还需特别关注压力控制,以确保高速水流不会对低层排水系统造成影响。

标准引领设计

低碳指向未来

2013年,徐扬开始担任中国工程建设标准化协会(CECS)建筑给排水专业委员会主任,依托华建集团具体展开工作。十余年来,他先后主参编《建筑给水排水设计标准GB50015-2019》《室内真空排水系统工程技术规程》等国家、行业、协会、地方各级标准25项,引领了机场航站楼、交通枢纽、会展类等公共建筑给排水技术进步。

基于徐扬在标准化工作的贡献,2022年中国工程建设标准化协会授予其“标准科技创新奖领军人才奖”称号。总结评价标准化工作,徐扬认为,标准是引领设计工作的重要依据,在推动高质量发展的背景下,标准对于提升设计质量至关重要。“就标准引领而言,国标和行标制定周期长,有许多新产品和新技术需要在工程项目中得到应用,如果没有灵活性和可操作性强的协会标准,就无法及时应用。所以一流企业应掌握行业的话语权,以标准引领设计。”

建筑给排水专业今后将在哪些领域有新的技术突破?徐扬认为,未来将更加注重低碳、环保与品质提升。首先,在给水系统方面,上海市在总体规划中明确提出到2035年实现“龙头直饮”的目标,这需要通过市政供水和建筑给水共同努力实现,因此高品质供水技术是未来的重要发展方向。其次,在排水系统方面,传统的排水系统存在着排水能力不足与臭气倒灌等问题,这将随着大数据与物联网技术的融入而得到解决。这些先进技术的应用,如实时监测水封状态,将确保排水系统的稳定与高效运行。此外,消防系统的发展也将更加注重环保和节能的趋势。传统的消防灭火剂,如卤代烷等,因环保问题正逐步退出历史舞台。在“双碳”目标的指引下,高碳排放的七氟丙烷也将禁止民用,未来将出现更加环保、洁净的灭火剂和其他低碳节能替代产品。

四十年初心不变

积跬步以至千里

从毕业到如今临近退休,始终坚守在一家企业,专注于一项事业,也许在很多人看来不可思议,但这就是徐扬的履历。他表示,在他们这一辈人身上,有着“干一行爱一行”的精神。这体现在徐扬一次次精益求精的反思中,一个个攻坚克难的创新里。

“刚工作时,如果别人给我的图纸提出校审意见,我首先反思为什么自己没有考虑到这些问题,甚至会觉得惭愧。”徐扬说,“我不会因为自己从新人开始就放宽对自己的要求。”潘德琦、贾克欣等华东院前辈们都曾担任过徐扬的带教老师,从他们身上,徐扬学到了一项最宝贵的品质——“责任心”。“做浦东国际机场T1航站楼项目时,那里还是一片荒地,芦苇比人高,为了更好地实现项目设计需求,我们经常去现场提供支持,前后历时几年直到竣工为止。”徐扬坚持在设计一线发光发热,主导完成了诸多重大工程的给排水设计,一步一个脚印从普通工程师成长为华东院给排水总工程师。2010年虹桥综合交通枢纽项目完成后,徐扬开始转变角色,更多地从事专业审定工作,为年轻人把关设计质量。在为项目忙碌之余,徐扬还投入大量时间研发产品、撰写论文专著、编制标准规范……只要是能推动国内建筑给排水专业的技术进步和高质量发展的工作,徐扬都愿意去做。

积跬步以至千里,积小流以成江海。那些苦乐交织的岁月,铸就了徐扬这一代工程师不畏困难的坚强意志和扎实深厚的专业基础。他感叹,一路走来,自己的成绩得益于国家改革开放赋予的历史机遇,得益于华东院为其搭建的事业平台,得益于领导前辈们的悉心培育,以及团队同事们的相互扶携。这份沉甸甸的荣誉虽然放在了他身上,但更多地应该归功于华东院这个大集体。

四十年来,徐扬的名字已经与建筑给排水事业紧密相连。他的故事,既是一个工程师的奋斗史,也是一个时代的缩影。从传统的建筑给排水系统到现代的低碳、环保型系统,徐扬始终站在行业前沿,用智慧和汗水推动着技术的进步。面对未来,徐扬相信,在科技的不断进步和社会需求的不断升级下,建筑给排水事业将迎来更加广阔的发展空间。他将一如既往地坚守初心,继续为建筑给排水事业贡献自己的力量,用热爱续写这幅绵延的“水”事业长卷!

2024-07-15 ——访华东建筑设计研究院有限公司给排水总工程师徐扬 2 2 建筑时报 content_26009.html 1 3 以“水”为媒,推动国家重大工程中的技术应用与创新 /enpproperty-->