垃圾焚烧发电主厂房立面设计初探

李 曦

随着城市建设的飞速发展，城市现代化水平和环境质量逐渐提高，对城市生活垃圾的处理方式也由过去单一的填埋式变为多种处理方式，其中建立生活垃圾焚烧厂正成为目前大中城市处理生活垃圾的一种重要方式。焚烧法是一种常用的高温氧化热处理技术，其以一定过剩空气量与被处理的城市垃圾等有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，城市垃圾中的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可以同时实现城市垃圾无害化、减量化、资源化的处理技术，具有占地小、运行稳定、安全卫生、高效快速、成熟可靠、对周围环境影响小等优点，可全面提高城市环境卫生水平。城市生活垃圾焚烧厂由于垃圾收集运输方式及服务半径的限制，在城市总体规划时，通常较均匀地布置在城市外环线周边。厂址附近道路通畅，远离居民区，周边较为开敞。因此垃圾厂主厂房往往成为该地段一个非常突出的标志性建筑物。

1 工艺布局

垃圾焚烧发电厂房建筑群一般由焚烧厂房(通常又称主厂房)、发电厂房(含汽机房等)、烟囱及高架引桥(栈桥)4部分组成。焚烧厂房通常位于用地的中心区域，体量大，地位突出，是厂区建筑的主体。根据工艺生产线流程的要求，厂房主要由四跨组成:垃圾接收跨、垃圾贮坑、焚烧跨、烟气除尘跨，四跨紧密相连。

1)垃圾接收跨一般为2层，由高架桥直接接入，垃圾接收平台板面标高常见的为7 m左右。为防止臭气外溢，一般这个高度以上外墙尽可能少开或不开窗，采用屋顶采光带采光。2)与垃圾接收跨相邻的为垃圾贮坑，因为避免臭气密闭性要求，外立面可尽量减少开窗。因进料口的高度一般为25 m，故抓料吊车的轨顶高度一般为28 m左右。垃圾贮坑尺寸(长、宽、深)由垃圾容量决定，一般根据日处理量、堆存天数等指标确定。3)焚烧跨为主厂房的核心跨。因为焚烧炉及余热锅炉设备要求的空间很高，一般设备净高约有42 m，故此跨的空间高度要求是四跨中最高的，也是立面设计中的重点部位。4)烟气处理跨紧邻焚烧跨，此跨烟气处理设备是将烟气中所含的有毒有害物质，有效处理至规定浓度之下，并应避免设备产生腐蚀或阻塞等不良现象。有的焚烧厂从良好散热方面考虑并为节省投资，这一跨不作建筑围护结构，将设备直接暴露在外部。从某种意义上来说这种大型裸露的设备更加强化了项目的工业感，极富鲜明特征而使建筑物具有极强的标志性。焚烧厂房其后与烟气处理跨相连的就是高耸的烟囱，高度一般为60 m～80 m，极具工业建筑特色和标志性。烟囱平面形式有圆形、方形甚至其他灵活形体，具体应与主厂房的外立面风格相协调。中控室、升压站及汽机房等均属于与焚烧厂房密切相关的辅助生产用房。根据项目规模和用地情况，其与焚烧厂房有分开和连接两种布局方式。分开布局即将焚烧厂房与发电厂房脱开一定距离，并架设连廊相通，以方便人员及管线穿行。其不足之处是焚烧厂房与汽轮发电机房及中央控制室相连接的管线长度增加，增大了管线传输中的损耗，也拉长了设备监控人员巡查路线距离。连接布局即将焚烧厂房与发电厂房贴紧形成一个整体，管线及人员流程都相对较短，其与分开布局的优缺点正好相反。

2 结构体系

主体常用的是框排架结构，屋面一般采用轻型钢结构网架或屋架、钢梁等。空间跨度等均较大。生产辅助用房一般采用现浇混凝土框架结构。

3 主厂房立面设计

在国内，现有的焚烧主厂房的立面设计主要还是集中在屋顶的变化。为节省投资，平面基本上都是矩形，局部凸出凹进，细节上有所变化。屋顶造型多见的仍然是弧形，根据跨度进行竖向划分，一般由2组～4组弧形屋顶体块高低错落沿工艺生产线方向展开，呈现一条变化的曲线和韵律。图1为在建的福建省莆田垃圾焚烧厂，两条一高一矮的蓝色弧线相映成趣，简洁大气，蓝天下的天际线非常优美舒展。图2为常州市垃圾焚烧发电厂，吸引人视线的亦为屋顶的两条弧形曲线，不同于其他弧形屋顶的飞挑，这两笔线条取自椭圆的一部分，向下内扣，圆润丰满，层叠有致，宛如花瓣亦如波浪，赏心悦目。

平屋顶多与下部厂房形成盒子，可稳重大气亦可灵活不乏趣味。图3为已建的苏州光大垃圾焚烧厂，两期厂房毗邻而建，带形窗及绿色(1期)红色(2期)色带强调了建筑的水平线条，主厂房正立面上L形的玻璃幕墙成为该建筑的视觉焦点。整个建筑棱角分明、虚实有序、朴素大方而气势稳健。图4为瑞士一垃圾焚烧厂，画面中可看出仍然是按四大跨划分的体块，4部分形成4个盒子，材质颜色各异，分别独立而紧紧挤靠搭乘在一起，极大地消解了主厂房的巨大体量，貌似随机的组合却使建筑本身充满趣味。

图5为一垃圾焚烧处理厂的竞标方案，主厂房立面设计也为典型的“盒子”意向，但是该立面突破了常规的以四跨竖向划分体量的方式，而是采用水平划分的手段，形成上下两个主要体量。几何形体简洁大气，线条流畅肯定，加上对比的色彩材质搭配和精致的细部处理，厂房整体气势恢宏而昂扬。

4 立面材料

焚烧主厂房外墙材料一般主要采用外墙涂料、瓷砖或压型钢板。相比而言，压型钢板的纹理明晰，韵律感较强，较其他材质更有质感和工业感。

5 烟囱设计

关于烟囱，一般都基于经济、易于修建以及高空处风荷载等角度着想常常设计为圆形，当然也有配合主厂房的方盒子外形修筑为正方形，例如图3的苏州光大垃圾焚烧厂。上海江桥垃圾焚烧厂的烟囱依据烟道形状修成花瓣形，增加新奇感和美感(见图6)。从图6可以看出国内外一些垃圾焚烧建筑的烟囱设计，形式各异、造型新颖，充分利用其高度特征及优势，高耸的烟囱与厂房形成垂直与水平方向的对比，成为厂区的一个标志及亮点。

6 结语

随着科技的进步与发展、大众环境意识的提高以及各级政府的重视，人们越来越关注生活垃圾的处理与资源化，并付诸实施。目前我国已有许多垃圾焚烧发电厂正在运行或建设，这种垃圾资源化处理厂在我国仍然属于新生产业。垃圾焚烧发电厂因体量大，且因为垃圾运输成本的限制，厂房不可能距离城市太远，故建筑立面的好坏对城市景观影响颇大。垃圾焚烧厂具有许多自身固有的特点:工序多，工艺复杂，结构跨度大，空间高，建筑设计时会遇到许多新技术、新问题。建筑立面在满足新工艺和使用新材料的同时还有很多创新的空间。建筑师应在实践中不断探索、总结经验、勇于创新，才能不断拓展设计思路、深化立意构思、丰富设计手法，使垃圾焚烧发电厂房呈现更多、更优美的形式。

[1] 祺智勇.建筑设计的材料语言[M].南宁:广西人民美术出版社，2005.

[2] [日]彰国社.现代建筑集成◦城市景观卷[M].东京:百通出版社，2007.