“花園式”城市型燃機(jī)電廠生態(tài)化設(shè)計(jì)研究

呂小蘭，廖思雄，李育軍

（中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州510663）

燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)作為安全高效清潔的能源利用方式，越來越受到國內(nèi)外電力行業(yè)及政府的重視和發(fā)展［1-4］。當(dāng)前國內(nèi)正在大力優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)大力發(fā)展大容量高效的重型燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)［5-7］，以改善城市空氣質(zhì)量，位于城市規(guī)劃中的電廠如何能夠融入城市環(huán)境變得至關(guān)重要。

電廠總體建筑布置在滿足工藝流程的前提下，應(yīng)尊重城市的機(jī)理，研究城市的機(jī)理演變規(guī)律，減少盲目的人工改造環(huán)境，減低園林景觀的養(yǎng)護(hù)管理成本；同時(shí)要根據(jù)電廠廠區(qū)所在區(qū)域的自然環(huán)境特點(diǎn)，營建園林景觀類型［8-10］，避免對(duì)原有環(huán)境的徹底破壞；要尊重場(chǎng)地中的其他生物的需求；要保護(hù)和利用好自然資源，減少能源消耗等。燃機(jī)電廠根據(jù)工藝要求不同，附屬建筑在電廠所占的比例也相當(dāng)大，大小不一、高低不同的建筑物有數(shù)十幢，加上各種外露設(shè)備及貯罐等，對(duì)電廠整體外觀的影響不可忽略，如何與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，同時(shí)降低該部分的項(xiàng)目投資，需要深度優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本文以華能東莞燃機(jī)電廠為依托工程，對(duì)全廠布局優(yōu)化考慮、景觀化優(yōu)化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，以供后續(xù)同類電廠設(shè)計(jì)參考。

1 電廠周邊環(huán)境概況

華能東莞燃機(jī)電廠位于廣東省東莞市謝崗鎮(zhèn)銀山科技園內(nèi)，該項(xiàng)目規(guī)劃作為銀山科技園、粵海產(chǎn)業(yè)園以及謝崗鎮(zhèn)周邊的基礎(chǔ)配套設(shè)施，促使工業(yè)園區(qū)和周邊的發(fā)展，銀山科技園位于謝崗鎮(zhèn)銀山市級(jí)濕地公園腹地，將開發(fā)成為生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、基礎(chǔ)設(shè)施完善、高端產(chǎn)業(yè)聚集的綜合園區(qū)，銀山科技園與粵海產(chǎn)業(yè)園錯(cuò)位互補(bǔ)，注重引進(jìn)重大項(xiàng)目和龍頭企業(yè)，形成具有特色效應(yīng)的產(chǎn)業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)基地，打造先進(jìn)的制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)；華能東莞燃機(jī)電廠位于銀山科技園內(nèi)東北部，距離東莞市中心城區(qū)50 km。項(xiàng)目的西側(cè)為謝崗鎮(zhèn)銀山市級(jí)濕地公園，該銀山市級(jí)濕地公園用地約105萬m2，其中水體面積73.2萬m2，陸地面積31.9萬m2，濕地率達(dá)69.66%，是2019年市十項(xiàng)民生工程之一，是謝崗鎮(zhèn)踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，也是落實(shí)海綿城市建設(shè)理念的重大生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目之一。項(xiàng)目以“生態(tài)修復(fù)、水質(zhì)凈化、海綿城市、小鳥天堂”為建設(shè)目標(biāo)，建成為恢復(fù)自然生態(tài)、濕地保育涵養(yǎng)、科普教育基地和市民休閑旅游的市級(jí)濕地公園。

電廠的設(shè)計(jì)要與銀山市級(jí)濕地公園景觀規(guī)劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一，符合城市規(guī)劃發(fā)展的理念，電廠的城市化設(shè)計(jì)變得尤為重要，在保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，通過設(shè)計(jì)理念和優(yōu)化，以最小的投資成本與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，取得最好的景觀效果為本文的重點(diǎn)。

2 電廠布局優(yōu)化分析

2.1 電廠布局分析

電廠設(shè)計(jì)需從外到內(nèi)分析全廠布局，從電廠所處位置和周邊環(huán)境以及從城市規(guī)劃的宏觀角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出能代表區(qū)域城市形象的電廠，為城市規(guī)劃提供一個(gè)合理、布局完善、環(huán)境優(yōu)美、與四周環(huán)境相協(xié)調(diào)的新型電廠，方能符合當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃的需求；電廠布局以多層次、高素質(zhì)的環(huán)境空間，包裝恰當(dāng)面積的建筑單體，創(chuàng)建富有園林景觀色彩和環(huán)保型的可持續(xù)發(fā)展的示范型電廠；同時(shí)在電廠布局時(shí)需留意各種建筑空間的有機(jī)組合、過渡，做到空間的開放性，同時(shí)避免建筑物的相互遮擋，滿足各建筑對(duì)日照、間距、自然采光和自然通風(fēng)的要求，營造整體綠化空間，爭取做到處處有景，戶戶有良好的朝向，使辦公、生產(chǎn)更加人性化和個(gè)性化。

電廠的設(shè)計(jì)也需要注重地方特色和文化特色，使電廠的設(shè)計(jì)和布局具有鮮明的時(shí)代感，在平面布置上力求規(guī)整合理，使其符合時(shí)代特色。

確定布局原則如下：

1）電廠布局應(yīng)以工藝為主，工藝流程短捷，規(guī)劃布局合理，整體結(jié)構(gòu)清晰，減少工藝管道流程交叉為前提。

2）電廠布局應(yīng)以工業(yè)生產(chǎn)為主，不脫離工業(yè)生產(chǎn)建筑的基本立場(chǎng)，以此基礎(chǔ)將電廠建設(shè)成特色鮮明，具有現(xiàn)代化特色的電廠。

3）電廠布局應(yīng)充分挖掘用地特征，形成貫通南北的中央景觀軸線，使廠區(qū)道路形成規(guī)整的環(huán)道式交通，穿越電廠整個(gè)生產(chǎn)線，將整個(gè)用地有機(jī)分割成各個(gè)組團(tuán)，組團(tuán)之間通過道路及景觀環(huán)境貫通，使整個(gè)電廠布局連貫。

4）采用“分”，將各工藝相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)整合分區(qū)布置，使整體布局規(guī)整有序。

5）采用“簡”，盡量將工業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)凌亂復(fù)雜的視覺感官布局設(shè)計(jì)化繁為簡，以“簡”為美。

6）采用“藏”，將各工業(yè)建筑中較為影響景觀的設(shè)備和罐體隱藏至單體建筑中，提升電廠的景觀效果。

7）采用“透”，盡量將電廠建筑沿主軸線由低往高布置，使整體布局錯(cuò)落有致，使視覺空間更為流暢。

8）采用“綠”，通過適當(dāng)?shù)闹脖稽c(diǎn)綴，可促進(jìn)周邊的自然生態(tài)和對(duì)四周景觀產(chǎn)生積極影響力，廠區(qū)建立人工植被生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)筑區(qū)域綠地與銀山市級(jí)濕地公園相呼應(yīng)。

通過上述布局原則，結(jié)合電廠本身特點(diǎn)和影響因素，對(duì)電廠進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，影響總平面格局的因素主要包括天然氣來源、地基條件、出線方向以及人流方向，幾大因素決定了電廠的整體布局。

考慮到電廠天然氣來源從西北側(cè)至廠區(qū)，出線向西北方向，南側(cè)的工業(yè)大道為園區(qū)的主要道路，結(jié)合廠址條件將主廠房布置在廠址西南位置，主廠房的正立面朝西，面向濕地公園，廠區(qū)可借景濕地公園，景觀優(yōu)越，同時(shí)GIS樓朝西布置在主廠房西側(cè)，出線便捷，而主廠房的側(cè)面緊鄰南側(cè)主要的工業(yè)大道，可以使進(jìn)廠道路短捷方便；天然氣調(diào)壓站布置在項(xiàng)目用地圍墻范圍內(nèi)的東北角，遠(yuǎn)離人員活動(dòng)密集區(qū)，且位于廠區(qū)邊緣，便于獨(dú)立管理，不影響后期擴(kuò)建。

結(jié)合主廠房位置、朝向及調(diào)壓站位置，再通過工藝布置優(yōu)化和對(duì)比，通過清晰劃分各功能分區(qū)，各相同功能模塊組團(tuán)布置，形成各工藝小區(qū)，合理劃分空間；通過建構(gòu)筑物的合理組合，貫徹“以人為本”的理念，營造出錯(cuò)落有致的空間環(huán)境；通過合理的區(qū)分與交通規(guī)劃，將動(dòng)靜、清污和人車分流，減少相互的不利干擾。

2.2 電廠布局優(yōu)化

無論是民用建筑設(shè)計(jì)還是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)，“人性化設(shè)計(jì)”都是設(shè)計(jì)理念之源，而“個(gè)性化設(shè)計(jì)”則彰顯建筑的風(fēng)格和個(gè)性，彰顯企業(yè)的整體形象和展現(xiàn)企業(yè)精神及發(fā)展理念。電廠作為工業(yè)建筑，如何扭轉(zhuǎn)大眾對(duì)工業(yè)建筑的常規(guī)認(rèn)識(shí)和觀念，需從設(shè)計(jì)理念入手。將“人性化設(shè)計(jì)”和“個(gè)性化設(shè)計(jì)”運(yùn)用至工業(yè)設(shè)計(jì)之中，通過各建筑的結(jié)合和外立面的設(shè)計(jì)，力求整體風(fēng)格和現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，使整個(gè)電廠的布局和設(shè)計(jì)給人一種清新、簡潔又不失大氣的視覺沖擊效果。將現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的特性融入到工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，彰顯企業(yè)氣質(zhì)，展現(xiàn)出企業(yè)富有深刻內(nèi)涵的視覺空間及企業(yè)獨(dú)特的個(gè)性與特點(diǎn)，將工業(yè)復(fù)蘇這一時(shí)代特性滲透于整個(gè)電廠，既凸顯陽剛企業(yè)的特質(zhì)，又蘊(yùn)涵企業(yè)新興而極具沖擊力的蓬勃發(fā)展之勢(shì)。

最終確立的華能東莞燃機(jī)電廠電廠布局如下：

1）如圖1所示，用“分”將電廠建筑根據(jù)工藝流程和性質(zhì)，分區(qū)聯(lián)合布置，廠區(qū)布局通過道路“分”，采用三橫三縱的整體骨架布局，布局規(guī)整簡潔，再通過大量的設(shè)計(jì)優(yōu)化，采用了大量的聯(lián)合建筑，精簡建筑數(shù)量，全廠生產(chǎn)性建筑僅8棟，辦公性建筑僅2棟，建筑的整合，方便統(tǒng)一的進(jìn)行建筑單體的設(shè)計(jì)，美化廠區(qū)環(huán)境。

2）如圖2所示，用“簡”為全廠設(shè)置水務(wù)中心，將電廠各種水處理系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的整合，縮短工藝流程，節(jié)約用地、節(jié)約造價(jià)，同時(shí)又有利于集中管理，整個(gè)水務(wù)中心只設(shè)置一棟聯(lián)合建筑，建筑面向廠前建筑區(qū)的方向，通過建筑立面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了廠前建筑區(qū)景觀向輔助生產(chǎn)區(qū)的延續(xù)、過渡，提升全廠景觀效果。

圖2 全廠水務(wù)中心Fig.2 The whole plant water center

3）如圖3所示，用“藏”將水務(wù)中心的設(shè)備和儲(chǔ)罐“藏”于建筑物后，通過建筑遮擋隱藏設(shè)備和儲(chǔ)罐，提升全廠景觀效果。燃機(jī)進(jìn)氣口降噪墻借用主廠房基礎(chǔ)，將進(jìn)氣口“藏”于主廠房內(nèi)，與主廠房聯(lián)合布置，再通過建筑外立面設(shè)計(jì)，使主廠房整體立面美觀大氣。

圖3 電廠主入口立面設(shè)計(jì)優(yōu)化Fig.3 Power plant main entrance facade design optimization

4）如圖4所示，用“透”將廠區(qū)最高的建筑主廠房和余熱鍋爐設(shè)置在入廠后方，前方設(shè)置較為低矮的建筑群組，減少對(duì)廠區(qū)主要建筑物的遮擋，使入廠的空間視覺錯(cuò)落有致。

圖4 突出工業(yè)主建筑立面Fig.4 Highlight the facade of the main industrial building

5）如圖5所示，用“綠”將主廠房南側(cè)立面面對(duì)綠化廣場(chǎng)，主廠房側(cè)立面直對(duì)廠區(qū)大門，彰顯企業(yè)氣質(zhì)，以“綠”點(diǎn)綴入廠視覺，提升全廠景觀效果；建立廠區(qū)人工植被生態(tài)系統(tǒng)，地面的雨水通過植被、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤中涵養(yǎng)地下水，與銀山市級(jí)濕地公園生態(tài)相呼應(yīng)。

圖5 電廠綠化廣場(chǎng)Fig.5 Green square of power plant

通過大量布局優(yōu)化，本期廠區(qū)用地僅為9.99 hm2，比《電力工程項(xiàng)目建設(shè)用地指標(biāo)》規(guī)定的11.78 hm2節(jié)約了1.79 hm2，節(jié)地效果顯著，且電廠簡潔大方的景觀非常和諧地融入周邊環(huán)境之中并成為區(qū)域地標(biāo)，詳見圖6電廠俯瞰照片。

圖6 電廠鳥瞰圖Fig.6 Aerial view of the power plant

3 全廠建筑景觀設(shè)計(jì)

全廠建筑景觀設(shè)計(jì)以中國建筑大師、中國工程院院士何鏡堂所提出“兩觀三性”辯證設(shè)計(jì)觀作為主體指導(dǎo)思想［11］，該理念完整地闡述出景觀化設(shè)計(jì)的要求。所謂“兩觀”，指整體觀、可持續(xù)發(fā)展觀，即建筑是一個(gè)統(tǒng)一整體，既滿足現(xiàn)在的要求，又能夠適應(yīng)將來的發(fā)展；“三性”指地域性、文化性、時(shí)代性，建筑必須和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、氣候和當(dāng)?shù)氐奈幕嗳冢仨毞从尺@個(gè)時(shí)代的物質(zhì)條件、精神和審美觀，還有跟這個(gè)時(shí)代的材料、技術(shù)相適應(yīng)。

電廠工業(yè)建筑群不只含有建筑，還有大量工業(yè)設(shè)施和建構(gòu)筑物，如管道、煙囪、冷卻塔等，因而需要更高層次的修飾手法把建筑與建構(gòu)筑物融合，從整體上考慮地域、文化和時(shí)代美感。地域性方面，設(shè)計(jì)師主要考慮當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、人文要素、周邊建筑風(fēng)格、園林植被等特點(diǎn)，并綜合運(yùn)用到建筑景觀上，這是景觀化設(shè)計(jì)最有效的手段。電廠建筑設(shè)施需要改變其刻板單一與“污染”關(guān)聯(lián)的“廠房”形象，需要承擔(dān)傳遞可持續(xù)的生活方式和正向價(jià)值觀的多樣需求［12］。建筑景觀的文化屬性脫離不了企業(yè)文化的影響，工業(yè)建筑形象和企業(yè)名稱、標(biāo)志、裝飾、產(chǎn)品等一樣是企業(yè)外部形象的載體，體現(xiàn)著企業(yè)文化，外化的建筑設(shè)計(jì)是企業(yè)文化中重要的一個(gè)方面，通過整體設(shè)計(jì)理念的打造，我們希望建筑能夠展現(xiàn)企業(yè)精神與價(jià)值觀，因此企業(yè)文化的表達(dá)順利成為建筑創(chuàng)作的重要源泉之一。

本項(xiàng)目總平面規(guī)劃充分考慮周邊城市景觀界面的需求，采用三橫三縱的整體骨架系統(tǒng)布局，全廠景觀設(shè)計(jì)則采用“一橫兩縱”景觀軸線重點(diǎn)打造，協(xié)調(diào)項(xiàng)目各功能區(qū)，對(duì)主廠房區(qū)、廠前建筑區(qū)、水務(wù)中心區(qū)、冷卻塔區(qū)等區(qū)域采用聯(lián)合建筑、全包裹設(shè)計(jì)和花園式園林設(shè)計(jì)，點(diǎn)線面立體結(jié)合，空間開闔有度，建筑物外立面采用大型公共建筑設(shè)計(jì)手法，打造成現(xiàn)代簡約、時(shí)尚大氣的公共建筑群形象。無論是白天還是黑夜，都是粵港澳大灣區(qū)的一顆璀璨的清潔能源明珠，圖7為城市十字路口的電廠夜景照片。

圖7 城市十字路口的電廠夜景照片F(xiàn)ig.7 Night view of the power plant at an urban crossroad

廠前建筑區(qū)及廠區(qū)主入口設(shè)在用地南面，用地分為東西兩部分，用地東面為辦公、食堂及宿舍綜合樓，采用“顯”的手段加大建筑體量，與旁邊一路之隔的水務(wù)中心聯(lián)合建筑呼應(yīng)，體量上均衡；用地西面為活動(dòng)中心與綠化廣場(chǎng)，采用“隱”的設(shè)計(jì)手法將建筑的體量盡量減小，并將建筑物部分下沉以便降低建筑高度，且遠(yuǎn)離主入口布置，避免對(duì)主廠房造成視線遮擋，旨在突出主廠房的建筑形象，給主廠房在主入口方向形成直接的觀賞角度和良好的觀賞距離，讓主廠房成為全廠景觀的絕對(duì)主角。全廠通過多項(xiàng)措施，在有限的用地面積下打造出一個(gè)較大的入口綠化廣場(chǎng)，顯得空間開闔有度，特色鮮明，成為整個(gè)廠區(qū)的“客廳”，見圖8電廠的花園客廳。在電廠本期用地僅9.99 hm2的情況下，仍然能夠開發(fā)出如此大面積的集中綠化廣場(chǎng)，打破了擁堵的空間體驗(yàn)感。

圖8 電廠的花園客廳Fig.8 The garden parlor of the power plant

主廠房、余熱鍋爐及煙囪等體量巨大的建筑物，使用了勁平板、穿孔鋁板，降噪板，豎向通長窗等材料全包裹，外立面結(jié)合降噪處理，將降噪設(shè)計(jì)和景觀設(shè)計(jì)完美結(jié)合，去工業(yè)化手段徹底把主廠房、余熱鍋爐及煙囪包裝成一個(gè)大型城市公共建筑，給城市天際線和景觀面貌帶來積極的影響，在基于考慮工業(yè)建筑的邏輯性和力量感的同時(shí)，獲得了公眾建筑的親和力和高品質(zhì)觀感。水務(wù)中心聯(lián)合了鍋爐補(bǔ)給水車間、凈水站、廢水站以及材料庫檢修車間等功能，呈U字型布置，將罐體、水池等工業(yè)元素圍合在內(nèi)院，建筑立面呼應(yīng)主廠房的豎向立面韻律，采用鋁板等建筑材料和廠前區(qū)建筑形成協(xié)調(diào)一體的民用建筑藝術(shù)風(fēng)格，實(shí)現(xiàn)了廠前建筑區(qū)景觀向輔助生產(chǎn)區(qū)的延續(xù)、過渡，提升了全廠景觀效果。冷卻塔區(qū)的兩排機(jī)械通風(fēng)冷卻塔體量巨大，實(shí)體外墻采用智能涂料，通過分隔縫的獨(dú)特設(shè)計(jì)使其外觀效果遠(yuǎn)觀類似于鋁板幕墻的效果，和辦公綜合樓以及水務(wù)中心外觀風(fēng)格協(xié)調(diào)，共同營造出大型公共建筑群形象。

全廠建筑色彩以白色為主基調(diào)，中性灰系列作為對(duì)比色，整體清新淡雅，配合廠區(qū)層次豐富的綠化配置及景觀節(jié)點(diǎn)小品等，弱化工業(yè)化電廠的氛圍，創(chuàng)造出良好的城市景觀效果。

全廠建筑物以廠區(qū)周邊城市界面為重要展示立面，通過整體設(shè)計(jì)，結(jié)合華能企業(yè)文化理念，以低調(diào)、寧靜、素雅、簡潔和協(xié)調(diào)的形象融入到城市環(huán)境，與周邊現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)的建筑風(fēng)格協(xié)調(diào)，用得體的建筑語言展現(xiàn)了工業(yè)建筑本身的特點(diǎn)，賦予了建筑抽象之美，在“工業(yè)化”和“公共化”之間取得平衡［12］，在未來本園區(qū)城市化進(jìn)程完成后，其建筑形象將徹底融入周邊城市空間景觀。

4 結(jié) 論

隨著城市化發(fā)展進(jìn)程，電廠的城市化設(shè)計(jì)尤為重要，在工業(yè)園區(qū)和城市規(guī)劃的電廠設(shè)計(jì)中，對(duì)景觀、噪音和環(huán)保等方面都有更高的要求，且該類型電廠的用地控制性規(guī)劃無論是電廠的綠化率和容積率要求都比常規(guī)電廠更高，為了符合園區(qū)和城市的發(fā)展規(guī)劃，“花園式”電廠設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，如何通過設(shè)計(jì)優(yōu)化、節(jié)省投資、空間景觀打造，成為了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，以最小的投資獲得最好的效果，使電廠融入到城市規(guī)劃之中，華能東莞燃機(jī)電廠不僅在內(nèi)在的工業(yè)文化上，同時(shí)也在外部的整體形象上探索實(shí)踐了上述的種種可能性。