生活垃圾焚燒發(fā)電廠建筑設(shè)計實例與探討
——以鄭州市南部生活垃圾焚燒發(fā)電項目為例

張嘉恒

中國城市建設(shè)研究院有限公司 北京 100032

一、工程概況

本項目廠區(qū)用地總面積為 117875.037㎡，其中綜合主廠房建筑面積45889.70㎡，建筑總長為205.00m，總寬為128.00m，建筑高度為57.450m，項目垃圾處理建設(shè)規(guī)模為2000 噸/日，配置安裝 3臺750 噸/日機械爐排爐型焚燒線，2臺抽凝式汽輪機和2臺30MW發(fā)電機組。生活垃圾焚燒發(fā)電廠為綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)，結(jié)合先進的工藝生產(chǎn)技術(shù)和獨樹一幟的建筑外觀，垃圾焚燒項目成為綠色低碳環(huán)保新型產(chǎn)業(yè)的工業(yè)建筑代表，得到社會廣泛的認(rèn)可和蓬勃的發(fā)展。

二、生活垃圾焚燒發(fā)電廠的總圖布局解析

本項目按照生產(chǎn)功能將廠區(qū)主要分為三部分功能，分別為主要生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)和辦公生活區(qū)。主要生產(chǎn)區(qū)為綜合主廠房，是焚燒發(fā)電廠的核心工藝設(shè)施和建筑物，布置在廠區(qū)中央部分。根據(jù)工藝流程要求，綜合主廠房主體生產(chǎn)車間主要由卸料大廳、垃圾儲存間、鍋爐焚燒間、煙氣凈化間組成；主廠房輔助車間有集控樓、汽機間、升壓站等組成。

輔助生產(chǎn)區(qū)圍繞主廠房主要集中在廠區(qū)西側(cè)和南側(cè)，西側(cè)主要為生產(chǎn)消防水池、綜合水泵房等，南側(cè)主要布置有滲瀝液處理站、油罐區(qū)、初期雨水池等。

辦公生活區(qū)設(shè)綜合樓及宿舍樓，位于場地的東北側(cè)，景觀區(qū)位于東側(cè)廠區(qū)正門出入口部分。

總平面每一區(qū)塊的布置都要求做到既滿足工藝生產(chǎn)要求又滿足生活辦公要求。合理化的功能排布提高了土地的利用率及生產(chǎn)效率，符合現(xiàn)代化工廠的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

三、生活垃圾焚燒發(fā)電廠建筑設(shè)計解析

（一）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的平面布局設(shè)計

垃圾焚燒發(fā)電廠的平面布局設(shè)計是按工藝生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)進行平面布局，以接收垃圾的卸料大廳為起始點依次布置垃圾儲存間、鍋爐焚燒間、煙氣凈化間最終連接煙囪將工藝處理后的尾氣排放，附屋集控樓、汽機間、升壓站作為輔助生產(chǎn)的空間布置在相對獨立的附屋區(qū)域。由于卸料大廳及垃圾儲存間存在臭氣污染的空間，在布置中采用密封防臭等措施與其它車間完全隔離，保證其臭氣不外溢。作為對社會公開參觀的環(huán)保項目，夾在附屋與主生產(chǎn)車間之間往往設(shè)置有參觀通道，可全面參觀了解整個工藝生產(chǎn)流程線，對整個工藝生產(chǎn)線起到最直觀的視覺感覺。

（二）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的外觀造型設(shè)計

由于建筑整體為綠色環(huán)保定位，此類建筑形象區(qū)別于傳統(tǒng)的工業(yè)建筑形象，在設(shè)計中趨于“去工業(yè)化”的設(shè)計風(fēng)格普遍被業(yè)內(nèi)及社會廣泛推崇。

本項目位于鄭州市郊，地處黃河之濱，故以黃河文化為設(shè)計的出發(fā)點，設(shè)計的理念提取黃河元素“大河之舞”的主題，建筑整體以跌宕起伏的曲線為主，展現(xiàn)出黃河之水蜿蜒流淌的動勢，將靜態(tài)的建筑賦予流動之感。建筑色彩也取于黃河河床沉積的歷史文化，自下而上以由深至淺的黃色調(diào)為主，將歷史層層沉淀之感表現(xiàn)于建筑之上，意在將黃河文化的歷史沉淀感印記在建筑之上。自下而上的逐漸變淺的褪色感，也寓意工藝凈化中由濁至清的環(huán)保理念。

在建筑外觀設(shè)計中充分考慮地理位置，城市文化，自然環(huán)境，去工業(yè)化、自身功能等因素，對生活垃圾發(fā)電廠在設(shè)計中各個方面全面考慮構(gòu)思，打造現(xiàn)代化的新型環(huán)保工廠。

（三）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的密封性設(shè)計

生活垃圾焚燒發(fā)電廠的密封設(shè)計，由于在生活垃圾的運輸收料過程中不可避免的對建筑在臭氣控制上會產(chǎn)生一定的影響，其中最主要的區(qū)域為垃圾儲存間。

垃圾儲存間是主要的垃圾存儲的場所，如何在這個空間對臭氣和垃圾進行有效控制是焚燒發(fā)電廠設(shè)計的關(guān)鍵因素。在實際設(shè)計的過程中，首先是在垃圾填方坑的周圍建立鋼筋混凝土形式實體墻，墻上無開窗，將垃圾隔絕在通體密封的罐體之中，且墻體采用水泥基滲透結(jié)晶的密實混凝土中的孔隙率，對臭氣形成有效的隔絕作用。建筑屋面為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，垃圾儲坑間與相鄰功能空間的氣密性重點是保證鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的密封，本設(shè)計的鋼網(wǎng)架上鋪板為雙層壓型鋼板中間夾心玻璃絲棉保溫板，鋼板全部為插嵌式拼接，下部鋼板接縫之間滿鋪防臭密封膠條，上部滿鋪防水卷材保溫及保護保護層，面板的雙重防護對臭氣形成隔離，有效降低臭氣從縫隙中外溢的機率。垃圾倉的內(nèi)部設(shè)有抽氣管道，24小時均保持負(fù)壓狀態(tài)，對臭氣外溢形成了有效的控制作用。

（四）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的通風(fēng)和采光設(shè)計

主廠房的通風(fēng)設(shè)計主要有三個重點區(qū)域：一是垃圾卸料大廳和垃圾池的負(fù)壓設(shè)計，在建筑設(shè)計中此相關(guān)區(qū)域主要通過鋼結(jié)構(gòu)屋頂密封構(gòu)造和設(shè)置固定采光窗，通過機械送排風(fēng)來滿足要求；二是汽機間的通風(fēng)散熱設(shè)計，此區(qū)域根據(jù)換熱次數(shù)要求計算確定底部進風(fēng)開窗面積和屋頂氣樓通風(fēng)面積達(dá)到通風(fēng)要求；三是鍋爐和煙氣區(qū)域的通風(fēng)散熱設(shè)計，由于此區(qū)域占地面積大，建筑高度高，故此區(qū)域除根據(jù)換熱次數(shù)要求計算確定底部進風(fēng)開窗面積和屋頂氣樓通風(fēng)面積外，還將增加一定數(shù)量強排風(fēng)來滿足通風(fēng)需要。

主廠房的采光的設(shè)計根據(jù)不同的空間需求采用不同的采光方式，其中卸料大廳、鍋爐焚燒間、煙氣凈化間共同點是空間面積大，空間高度高，對生產(chǎn)設(shè)備操作精度要求低全程幾乎無人值守，故在建筑屋面設(shè)置有連續(xù)采光帶，以天窗的自然采光方式配合側(cè)墻面的自然光源補充即可滿足生產(chǎn)要求。垃圾儲存間相對特殊，由于處在密閉的空間內(nèi)，屋面上方只能設(shè)有固定式采光帶，自然光源的面積較小，照度滿足不了生產(chǎn)的需要，在采光中往往需要補充人工照明的方式，以滿足生產(chǎn)運行的需求。

（五）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的防滲防腐設(shè)計

在進行生活垃圾處理的過程中，由于生活垃圾的成分復(fù)雜，很多濕垃圾在儲存過程中產(chǎn)生具有腐蝕性質(zhì)的液體，如果滲透在土壤里將造成嚴(yán)重土壤的污染破壞，所以在設(shè)計中對防腐防滲環(huán)節(jié)也成為重點考慮部位。首先在設(shè)計中垃圾儲存間定義為一級防水等級，在儲坑外側(cè)完全包覆防水卷材以防地下水由外向建筑內(nèi)部滲透。建筑內(nèi)部采用高分子防腐涂層，在垃圾儲坑的混凝土池壁四周全面覆蓋，防止生活垃圾產(chǎn)生的有害介質(zhì)腐蝕混凝土池體，同時疏導(dǎo)有害液體，當(dāng)有害液體到達(dá)一定體積后溢流至滲瀝液溝道間，然后進入滲瀝液污水處理系統(tǒng)凈化后循環(huán)利用。建筑的防腐措施在保障生產(chǎn)中同樣發(fā)揮了重要的保護作用。

結(jié)束語

綜上所述，生活垃圾焚燒發(fā)電廠在建筑設(shè)計上應(yīng)始終貫徹環(huán)保理念，針對建筑有工藝復(fù)雜、跨度大、空間高的特點，如果專業(yè)設(shè)計人員能夠有效地結(jié)合專業(yè)知識進行設(shè)計，就能夠?qū)⒔ㄖO(shè)計在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的項目發(fā)揮最大的能效，讓生活垃圾焚燒發(fā)電廠成為保護人類生活環(huán)境和解決社會民生的精品工程，對社會的環(huán)保意識起到了重要的示范意義。