垃圾焚燒發(fā)電主廠房立面設(shè)計初探

李 曦

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市現(xiàn)代化水平和環(huán)境質(zhì)量逐漸提高，對城市生活垃圾的處理方式也由過去單一的填埋式變?yōu)槎喾N處理方式，其中建立生活垃圾焚燒廠正成為目前大中城市處理生活垃圾的一種重要方式。焚燒法是一種常用的高溫氧化熱處理技術(shù)，其以一定過?？諝饬颗c被處理的城市垃圾等有機廢物在焚燒爐內(nèi)進行氧化燃燒反應(yīng)，城市垃圾中的有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可以同時實現(xiàn)城市垃圾無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)，具有占地小、運行穩(wěn)定、安全衛(wèi)生、高效快速、成熟可靠、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點，可全面提高城市環(huán)境衛(wèi)生水平。城市生活垃圾焚燒廠由于垃圾收集運輸方式及服務(wù)半徑的限制，在城市總體規(guī)劃時，通常較均勻地布置在城市外環(huán)線周邊。廠址附近道路通暢，遠離居民區(qū)，周邊較為開敞。因此垃圾廠主廠房往往成為該地段一個非常突出的標志性建筑物。

1 工藝布局

垃圾焚燒發(fā)電廠房建筑群一般由焚燒廠房(通常又稱主廠房)、發(fā)電廠房(含汽機房等)、煙囪及高架引橋(棧橋)4部分組成。焚燒廠房通常位于用地的中心區(qū)域，體量大，地位突出，是廠區(qū)建筑的主體。根據(jù)工藝生產(chǎn)線流程的要求，廠房主要由四跨組成:垃圾接收跨、垃圾貯坑、焚燒跨、煙氣除塵跨，四跨緊密相連。

1)垃圾接收跨一般為2層，由高架橋直接接入，垃圾接收平臺板面標高常見的為7 m左右。為防止臭氣外溢，一般這個高度以上外墻盡可能少開或不開窗，采用屋頂采光帶采光。2)與垃圾接收跨相鄰的為垃圾貯坑，因為避免臭氣密閉性要求，外立面可盡量減少開窗。因進料口的高度一般為25 m，故抓料吊車的軌頂高度一般為28 m左右。垃圾貯坑尺寸(長、寬、深)由垃圾容量決定，一般根據(jù)日處理量、堆存天數(shù)等指標確定。3)焚燒跨為主廠房的核心跨。因為焚燒爐及余熱鍋爐設(shè)備要求的空間很高，一般設(shè)備凈高約有42 m，故此跨的空間高度要求是四跨中最高的，也是立面設(shè)計中的重點部位。4)煙氣處理跨緊鄰焚燒跨，此跨煙氣處理設(shè)備是將煙氣中所含的有毒有害物質(zhì)，有效處理至規(guī)定濃度之下，并應(yīng)避免設(shè)備產(chǎn)生腐蝕或阻塞等不良現(xiàn)象。有的焚燒廠從良好散熱方面考慮并為節(jié)省投資，這一跨不作建筑圍護結(jié)構(gòu)，將設(shè)備直接暴露在外部。從某種意義上來說這種大型裸露的設(shè)備更加強化了項目的工業(yè)感，極富鮮明特征而使建筑物具有極強的標志性。焚燒廠房其后與煙氣處理跨相連的就是高聳的煙囪，高度一般為60 m～80 m，極具工業(yè)建筑特色和標志性。煙囪平面形式有圓形、方形甚至其他靈活形體，具體應(yīng)與主廠房的外立面風格相協(xié)調(diào)。中控室、升壓站及汽機房等均屬于與焚燒廠房密切相關(guān)的輔助生產(chǎn)用房。根據(jù)項目規(guī)模和用地情況，其與焚燒廠房有分開和連接兩種布局方式。分開布局即將焚燒廠房與發(fā)電廠房脫開一定距離，并架設(shè)連廊相通，以方便人員及管線穿行。其不足之處是焚燒廠房與汽輪發(fā)電機房及中央控制室相連接的管線長度增加，增大了管線傳輸中的損耗，也拉長了設(shè)備監(jiān)控人員巡查路線距離。連接布局即將焚燒廠房與發(fā)電廠房貼緊形成一個整體，管線及人員流程都相對較短，其與分開布局的優(yōu)缺點正好相反。

2 結(jié)構(gòu)體系

主體常用的是框排架結(jié)構(gòu)，屋面一般采用輕型鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架或屋架、鋼梁等?？臻g跨度等均較大。生產(chǎn)輔助用房一般采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。

3 主廠房立面設(shè)計

在國內(nèi)，現(xiàn)有的焚燒主廠房的立面設(shè)計主要還是集中在屋頂?shù)淖兓楣?jié)省投資，平面基本上都是矩形，局部凸出凹進，細節(jié)上有所變化。屋頂造型多見的仍然是弧形，根據(jù)跨度進行豎向劃分，一般由2組～4組弧形屋頂體塊高低錯落沿工藝生產(chǎn)線方向展開，呈現(xiàn)一條變化的曲線和韻律。圖1為在建的福建省莆田垃圾焚燒廠，兩條一高一矮的藍色弧線相映成趣，簡潔大氣，藍天下的天際線非常優(yōu)美舒展。圖2為常州市垃圾焚燒發(fā)電廠，吸引人視線的亦為屋頂?shù)膬蓷l弧形曲線，不同于其他弧形屋頂?shù)娘w挑，這兩筆線條取自橢圓的一部分，向下內(nèi)扣，圓潤豐滿，層疊有致，宛如花瓣亦如波浪，賞心悅目。

平屋頂多與下部廠房形成盒子，可穩(wěn)重大氣亦可靈活不乏趣味。圖3為已建的蘇州光大垃圾焚燒廠，兩期廠房毗鄰而建，帶形窗及綠色(1期)紅色(2期)色帶強調(diào)了建筑的水平線條，主廠房正立面上L形的玻璃幕墻成為該建筑的視覺焦點。整個建筑棱角分明、虛實有序、樸素大方而氣勢穩(wěn)健。圖4為瑞士一垃圾焚燒廠，畫面中可看出仍然是按四大跨劃分的體塊，4部分形成4個盒子，材質(zhì)顏色各異，分別獨立而緊緊擠靠搭乘在一起，極大地消解了主廠房的巨大體量，貌似隨機的組合卻使建筑本身充滿趣味。

圖5為一垃圾焚燒處理廠的競標方案，主廠房立面設(shè)計也為典型的“盒子”意向，但是該立面突破了常規(guī)的以四跨豎向劃分體量的方式，而是采用水平劃分的手段，形成上下兩個主要體量。幾何形體簡潔大氣，線條流暢肯定，加上對比的色彩材質(zhì)搭配和精致的細部處理，廠房整體氣勢恢宏而昂揚。

4 立面材料

焚燒主廠房外墻材料一般主要采用外墻涂料、瓷磚或壓型鋼板。相比而言，壓型鋼板的紋理明晰，韻律感較強，較其他材質(zhì)更有質(zhì)感和工業(yè)感。

5 煙囪設(shè)計

關(guān)于煙囪，一般都基于經(jīng)濟、易于修建以及高空處風荷載等角度著想常常設(shè)計為圓形，當然也有配合主廠房的方盒子外形修筑為正方形，例如圖3的蘇州光大垃圾焚燒廠。上海江橋垃圾焚燒廠的煙囪依據(jù)煙道形狀修成花瓣形，增加新奇感和美感(見圖6)。從圖6可以看出國內(nèi)外一些垃圾焚燒建筑的煙囪設(shè)計，形式各異、造型新穎，充分利用其高度特征及優(yōu)勢，高聳的煙囪與廠房形成垂直與水平方向的對比，成為廠區(qū)的一個標志及亮點。

6 結(jié)語

隨著科技的進步與發(fā)展、大眾環(huán)境意識的提高以及各級政府的重視，人們越來越關(guān)注生活垃圾的處理與資源化，并付諸實施。目前我國已有許多垃圾焚燒發(fā)電廠正在運行或建設(shè)，這種垃圾資源化處理廠在我國仍然屬于新生產(chǎn)業(yè)。垃圾焚燒發(fā)電廠因體量大，且因為垃圾運輸成本的限制，廠房不可能距離城市太遠，故建筑立面的好壞對城市景觀影響頗大。垃圾焚燒廠具有許多自身固有的特點:工序多，工藝復(fù)雜，結(jié)構(gòu)跨度大，空間高，建筑設(shè)計時會遇到許多新技術(shù)、新問題。建筑立面在滿足新工藝和使用新材料的同時還有很多創(chuàng)新的空間。建筑師應(yīng)在實踐中不斷探索、總結(jié)經(jīng)驗、勇于創(chuàng)新，才能不斷拓展設(shè)計思路、深化立意構(gòu)思、豐富設(shè)計手法，使垃圾焚燒發(fā)電廠房呈現(xiàn)更多、更優(yōu)美的形式。

[1] 祺智勇.建筑設(shè)計的材料語言[M].南寧:廣西人民美術(shù)出版社，2005.

[2] [日]彰國社.現(xiàn)代建筑集成?城市景觀卷[M].東京:百通出版社，2007.