生活垃圾焚燒發(fā)電廠建筑設(shè)計(jì)實(shí)例與探討
——以鄭州市南部生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(jī)械爐排爐型焚燒線，2臺抽凝式汽輪機(jī)和2臺30MW發(fā)電機(jī)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(jìn)的工藝生產(chǎn)技術(shù)和獨(dú)樹一幟的建筑外觀，垃圾焚燒項(xiàng)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(xiàng)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(jī)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(jì)解析

（一）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的平面布局設(shè)計(jì)

垃圾焚燒發(fā)電廠的平面布局設(shè)計(jì)是按工藝生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)進(jìn)行平面布局，以接收垃圾的卸料大廳為起始點(diǎn)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(jī)間、升壓站作為輔助生產(chǎn)的空間布置在相對獨(dú)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(xiàng)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(jì)

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(jì)中趨于“去工業(yè)化”的設(shè)計(jì)風(fēng)格普遍被業(yè)內(nèi)及社會廣泛推崇。

本項(xiàng)目位于鄭州市郊，地處黃河之濱，故以黃河文化為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)

生活垃圾焚燒發(fā)電廠的密封設(shè)計(jì)，由于在生活垃圾的運(yùn)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?yàn)槔鴥Υ骈g。

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(jìn)行有效控制是焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。在實(shí)際設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(diǎn)是保證鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的密封，本設(shè)計(jì)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(hù)保護(hù)層，面板的雙重防護(hù)對臭氣形成隔離，有效降低臭氣從縫隙中外溢的機(jī)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(jì)

主廠房的通風(fēng)設(shè)計(jì)主要有三個重點(diǎn)區(qū)域：一是垃圾卸料大廳和垃圾池的負(fù)壓設(shè)計(jì)，在建筑設(shè)計(jì)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(jī)械送排風(fēng)來滿足要求；二是汽機(jī)間的通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)，此區(qū)域根據(jù)換熱次數(shù)要求計(jì)算確定底部進(jìn)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(jì)，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(jì)算確定底部進(jìn)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(qiáng)排風(fēng)來滿足通風(fēng)需要。

主廠房的采光的設(shè)計(jì)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(diǎn)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(bǔ)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(bǔ)充人工照明的方式，以滿足生產(chǎn)運(yùn)行的需求。

（五）生活垃圾焚燒發(fā)電廠的防滲防腐設(shè)計(jì)

在進(jìn)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(jì)中對防腐防滲環(huán)節(jié)也成為重點(diǎn)考慮部位。首先在設(shè)計(jì)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(jìn)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(hù)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(jì)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(diǎn)，如果專業(yè)設(shè)計(jì)人員能夠有效地結(jié)合專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，就能夠?qū)⒔ㄖO(shè)計(jì)在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的項(xiàng)目發(fā)揮最大的能效，讓生活垃圾焚燒發(fā)電廠成為保護(hù)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。