生活垃圾焚烧发电厂建筑设计实例与探讨——以郑州市南部生活垃圾焚烧发电项目为例

张嘉恒

中国城市建设研究院有限公司 北京 100032

一、工程概况

本项目厂区用地总面积为 117875.037㎡，其中综合主厂房建筑面积45889.70㎡，建筑总长为205.00m，总宽为128.00m，建筑高度为57.450m，项目垃圾处理建设规模为2000 吨/日，配置安装 3台750 吨/日机械炉排炉型焚烧线，2台抽凝式汽轮机和2台30MW发电机组。生活垃圾焚烧发电厂为绿色环保产业，结合先进的工艺生产技术和独树一帜的建筑外观，垃圾焚烧项目成为绿色低碳环保新型产业的工业建筑代表，得到社会广泛的认可和蓬勃的发展。

二、生活垃圾焚烧发电厂的总图布局解析

本项目按照生产功能将厂区主要分为三部分功能，分别为主要生产区、辅助生产区和办公生活区。主要生产区为综合主厂房，是焚烧发电厂的核心工艺设施和建筑物，布置在厂区中央部分。根据工艺流程要求，综合主厂房主体生产车间主要由卸料大厅、垃圾储存间、锅炉焚烧间、烟气净化间组成；主厂房辅助车间有集控楼、汽机间、升压站等组成。

辅助生产区围绕主厂房主要集中在厂区西侧和南侧，西侧主要为生产消防水池、综合水泵房等，南侧主要布置有渗沥液处理站、油罐区、初期雨水池等。

办公生活区设综合楼及宿舍楼，位于场地的东北侧，景观区位于东侧厂区正门出入口部分。

总平面每一区块的布置都要求做到既满足工艺生产要求又满足生活办公要求。合理化的功能排布提高了土地的利用率及生产效率，符合现代化工厂的建设标准。

三、生活垃圾焚烧发电厂建筑设计解析

（一）生活垃圾焚烧发电厂的平面布局设计

垃圾焚烧发电厂的平面布局设计是按工艺生产流程为基础进行平面布局，以接收垃圾的卸料大厅为起始点依次布置垃圾储存间、锅炉焚烧间、烟气净化间最终连接烟囱将工艺处理后的尾气排放，附屋集控楼、汽机间、升压站作为辅助生产的空间布置在相对独立的附屋区域。由于卸料大厅及垃圾储存间存在臭气污染的空间，在布置中采用密封防臭等措施与其它车间完全隔离，保证其臭气不外溢。作为对社会公开参观的环保项目，夹在附屋与主生产车间之间往往设置有参观通道，可全面参观了解整个工艺生产流程线，对整个工艺生产线起到最直观的视觉感觉。

（二）生活垃圾焚烧发电厂的外观造型设计

由于建筑整体为绿色环保定位，此类建筑形象区别于传统的工业建筑形象，在设计中趋于“去工业化”的设计风格普遍被业内及社会广泛推崇。

本项目位于郑州市郊，地处黄河之滨，故以黄河文化为设计的出发点，设计的理念提取黄河元素“大河之舞”的主题，建筑整体以跌宕起伏的曲线为主，展现出黄河之水蜿蜒流淌的动势，将静态的建筑赋予流动之感。建筑色彩也取于黄河河床沉积的历史文化，自下而上以由深至浅的黄色调为主，将历史层层沉淀之感表现于建筑之上，意在将黄河文化的历史沉淀感印记在建筑之上。自下而上的逐渐变浅的褪色感，也寓意工艺净化中由浊至清的环保理念。

在建筑外观设计中充分考虑地理位置，城市文化，自然环境，去工业化、自身功能等因素，对生活垃圾发电厂在设计中各个方面全面考虑构思，打造现代化的新型环保工厂。

（三）生活垃圾焚烧发电厂的密封性设计

生活垃圾焚烧发电厂的密封设计，由于在生活垃圾的运输收料过程中不可避免的对建筑在臭气控制上会产生一定的影响，其中最主要的区域为垃圾储存间。

垃圾储存间是主要的垃圾存储的场所，如何在这个空间对臭气和垃圾进行有效控制是焚烧发电厂设计的关键因素。在实际设计的过程中，首先是在垃圾填方坑的周围建立钢筋混凝土形式实体墙，墙上无开窗，将垃圾隔绝在通体密封的罐体之中，且墙体采用水泥基渗透结晶的密实混凝土中的孔隙率，对臭气形成有效的隔绝作用。建筑屋面为钢网架结构，垃圾储坑间与相邻功能空间的气密性重点是保证钢网架结构的密封，本设计的钢网架上铺板为双层压型钢板中间夹心玻璃丝棉保温板，钢板全部为插嵌式拼接，下部钢板接缝之间满铺防臭密封胶条，上部满铺防水卷材保温及保护保护层，面板的双重防护对臭气形成隔离，有效降低臭气从缝隙中外溢的机率。垃圾仓的内部设有抽气管道，24小时均保持负压状态，对臭气外溢形成了有效的控制作用。

（四）生活垃圾焚烧发电厂的通风和采光设计

主厂房的通风设计主要有三个重点区域：一是垃圾卸料大厅和垃圾池的负压设计，在建筑设计中此相关区域主要通过钢结构屋顶密封构造和设置固定采光窗，通过机械送排风来满足要求；二是汽机间的通风散热设计，此区域根据换热次数要求计算确定底部进风开窗面积和屋顶气楼通风面积达到通风要求；三是锅炉和烟气区域的通风散热设计，由于此区域占地面积大，建筑高度高，故此区域除根据换热次数要求计算确定底部进风开窗面积和屋顶气楼通风面积外，还将增加一定数量强排风来满足通风需要。

主厂房的采光的设计根据不同的空间需求采用不同的采光方式，其中卸料大厅、锅炉焚烧间、烟气净化间共同点是空间面积大，空间高度高，对生产设备操作精度要求低全程几乎无人值守，故在建筑屋面设置有连续采光带，以天窗的自然采光方式配合侧墙面的自然光源补充即可满足生产要求。垃圾储存间相对特殊，由于处在密闭的空间内，屋面上方只能设有固定式采光带，自然光源的面积较小，照度满足不了生产的需要，在采光中往往需要补充人工照明的方式，以满足生产运行的需求。

（五）生活垃圾焚烧发电厂的防渗防腐设计

在进行生活垃圾处理的过程中，由于生活垃圾的成分复杂，很多湿垃圾在储存过程中产生具有腐蚀性质的液体，如果渗透在土壤里将造成严重土壤的污染破坏，所以在设计中对防腐防渗环节也成为重点考虑部位。首先在设计中垃圾储存间定义为一级防水等级，在储坑外侧完全包覆防水卷材以防地下水由外向建筑内部渗透。建筑内部采用高分子防腐涂层，在垃圾储坑的混凝土池壁四周全面覆盖，防止生活垃圾产生的有害介质腐蚀混凝土池体，同时疏导有害液体，当有害液体到达一定体积后溢流至渗沥液沟道间，然后进入渗沥液污水处理系统净化后循环利用。建筑的防腐措施在保障生产中同样发挥了重要的保护作用。

结束语

综上所述，生活垃圾焚烧发电厂在建筑设计上应始终贯彻环保理念，针对建筑有工艺复杂、跨度大、空间高的特点，如果专业设计人员能够有效地结合专业知识进行设计，就能够将建筑设计在生活垃圾焚烧发电厂的项目发挥最大的能效，让生活垃圾焚烧发电厂成为保护人类生活环境和解决社会民生的精品工程，对社会的环保意识起到了重要的示范意义。