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历史为我们带来了无数经得起时间考验的工程和建筑奇迹：巨石阵、卫城和复活节岛等等。然而，尽管这些令人惊叹的建筑是伟大的学习工具，它们的日常并不依赖于清洁水这一用来满足文明的最基本需求之一。但2015年Watertown市遇到了这个问题，这座建于1895年的城市的中央水处理厂正在恶化，接缝处出现了破裂。
Watertown聘请应用技术公司（ATI）为其水系统总体规划进行升级改造。ATI建议对系统进行各种改进，其中最紧迫的是对历史悠久的中央水处理厂（WTP）升级。
项目历史
Watertown市向2.4万户杰斐逊和道奇县居民供水。这些取自10口地下水井的水，在3座独立水厂处理后，通过中部、西部和东北部服务区进行配送。
120多年来，中央水处理厂一直是该市水基础设施的组成部分，负责处理该市一半的供水，标称容量为600万加仑/天。其历史悠久的1号井和水务大楼用1896年的古老RockRiver磨坊的砖块和碎石建造而成。升级工程持续了几十年，增加了铁过滤器、提高了过滤能力。
尽管该市在维护和升级其水务基础设施方面非常谨慎，但时间已经对中央水处理厂造成了伤害。这些基础设施状况很差、能效低，不足以满足运营需要，且与现行各种规范要求存在冲突。同时，水处理厂也无法满足预计的2035年人口供水需求，并且各种组件也遇到了问题：
•供水大楼空间有限，迫使工作人员在全市不同地点储存车辆和库存；
•过滤器和放置过滤器的建筑已使用50年，完整性受到了损害；
•过滤介质仅针对除铁而设计，不能滤除锰；
•管道、泵及相关阀门都是1895年原始结构的一部分，明显超过了预期设计寿命。水管腐蚀严重，管道、压力阀和流量计位于地下，维修困难、危险。
经过评估，最后认为建造一个新的中央水处理厂是最具成本效益的解决方案，至少在未来50年内可以为该市提供可靠的水处理服务。
创新
水处理厂位于RockRiver居民区，由于占地面积受到限制，新水厂的选址和建设需要有创造性。最后决定在该市宽敞的污水处理厂所在地建造一座新的供水大楼。这座15200平方英尺的预制金属建筑的设计与现有厂房相匹配，包括车辆存放间、办公室、更衣室和零件储存等功能。
这个分阶段进行的水系统总体规划升级计划经过精心设计，以确保水处理的持续性。在整个建设过程中，中央水处理厂完全离线运行，供水设施运营商得以利用城市剩余的储存和处理能力处理和输送饮用水。
此外，为防止对现有结构造成损坏，还针对几个深埋的地下管道连接部位开挖并部署了复杂的沟槽。
社会、经济和可持续性设计考虑
改善水质
由于提高了除铁效率，并增加了水平压力过滤容器除锰，该市的水质得到了改善。这些过滤器可用于去除浓度分别高达0.3mg/l的铁和50μg/l的锰，以满足饮用水的二级标准。
节能/可持续性
•消除了多余的泵送操作，变频驱动器的安装减少了泵送设备的能耗。
•新建筑符合现代建筑规范，节约了加热和冷却所需能耗。
•半透明的天窗和墙板在新水泵和过滤装置的大部分区域提供自然光，减少了人工光源的使用。四块半透明墙板可拆卸，当过滤器最终需要更换时，无需对建筑物进行改造。
尊重历史
Watertown市历史学会最初对该市拆除中央水处理厂大楼的想法进行了抵制。虽然认识到该建筑的重要性，但ATI认为，多年来的改造已经降低了它的历史价值，并且，如果继续使用，将存在安全隐患。水务部门和历史学会最终达成了妥协：几处历史建筑附属设施将保持原样，新建筑的设计要尊重旧建筑：
•采用独特的米色砖，向原建筑致敬；
•水厂初期建造的1号井，要安排在新大楼入口处，迎接游客；
•保存了一些具有历史意义的物品供展示：两只铜、铁门罩、泵房的气体壁挂壁灯和一块大的、上面列出了与早期建筑历史相关的名字的纪念牌。
社会影响
新的8000平方英尺中央水处理厂过滤设施设计松散，模仿附近的社区中心以及公园和娱乐部门的屋顶线。高侧窗式钢屋架被用来提供一个独特的、现代的外观，砖立面被选择补充工厂的剩余历史结构。
复杂性
影响本项目复杂性的因素有：
•依赖中央水处理厂，因为它处理城市一半以上的饮用水供应；
•限制性小场地；
•地下管道的年代和位置。
水力分析表明，当中央水处理厂正在建设中且完全离线时，井容量和西、东北水处理厂可以供应、处理和储存足够的饮用水。此外，为了满足水务部门的需要，将办公室和仓库重新安置到该市宽敞的污水处理厂的一栋新大楼中是有益的。
超出客户/业主需求
客户参与度
ATI与城市和中央WTP员工密切合作。频繁的客户会议使员工从设计阶段到施工和启动都能投入工作。定期安排的设计进度会议提供了正式审查设计交付成果和批准概念的机会。
成本效益
为了确定最具成本效益的替代方案，ATI对各种设计概念进行了经济和非经济层面的评估。最耗费时间的评估是过滤设施的评估。ATI为两种不同的设施类型提供了多种选择：独立的泵和过滤装置、组合泵/过滤装置。最终选择了泵和过滤装置组合的方式，因为从长远来看，更节能、更具成本效益。组合式建筑设施提供了几个理想的功能：
•工艺管道易于接近，保持在室内，距离更短、运行更具成本效益。独立建筑方案要求将排放和化学管道埋入地下，以防止冻结；
•半透明墙板用作屋顶结构中的天窗，提供了充足的自然光，减少了对人造光能量的使用；•四个大的半透明墙嵌板消除了未来建筑改造的需要，以便更换过滤器；
•预制钢桁架跨越整个建筑，不使用柱子。钢桁架比木桁架更耐用，成本更低；
•之所以选择立缝金属屋顶，是因为它们不受天气影响，而且通常使用寿命超过50年；
•砌石空心墙结构产生额外的隔热层，以降低加热和冷却成本。
新厂的运行和维护费用比原厂低。或许更重要的是，它未来的资金成本将大大低于旧建筑的预期改善。新的中央水处理厂将为该市提供未来50年的供水设施。