淺談污泥處理廠的建筑設(shè)計(jì)
——以合肥東方熱電污泥處置EPC總承包工程為例

包凌燕

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司,上海市 200092）

淺談污泥處理廠的建筑設(shè)計(jì)
——以合肥東方熱電污泥處置EPC總承包工程為例

包凌燕

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司,上海市 200092）

提出了污泥處理廠建筑特點(diǎn)及設(shè)計(jì)需求,并對(duì)合肥市東方熱電污泥處置工程的建筑設(shè)計(jì)案例進(jìn)行了剖析,可為相關(guān)工業(yè)廠房的建筑設(shè)計(jì)提供一定的參考。

污泥處理廠,；建筑特點(diǎn)；設(shè)計(jì)需求

0 引言

作為污水處理的“衍生品”,我國(guó)污水產(chǎn)量增加,污泥原料也與日俱增,2015年市政污泥產(chǎn)量達(dá)3 500萬(wàn)t,但目前國(guó)內(nèi)污泥處理能力存在大量的欠賬。隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的重視,近年來(lái)國(guó)家出臺(tái)一系列涉及污泥處理處置的相關(guān)政策,其中《水十條》明確了現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達(dá)標(biāo)改造,地級(jí)及以上城市污泥無(wú)害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達(dá)到90%以上。污泥處理廠作為一類特殊的工廠,其建筑廠房在設(shè)計(jì)中有其自身的特點(diǎn),本文將以合肥市東方熱電污泥處置工程為例對(duì)污泥廠建筑進(jìn)行分析,為相關(guān)工業(yè)廠房的建筑設(shè)計(jì)提供一定的參考。

1 合肥市東方熱電污泥處置工程概況

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),建立和形成高效能的現(xiàn)代化城市管理體系,保持城市生態(tài)平衡,提高環(huán)境質(zhì)量。在提高城市污水處理率的同時(shí),同時(shí)提高污泥處理處置率。通過工程措施,使污水處理廠的污泥得到減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化。

1.2 污泥處理工藝簡(jiǎn)介

常用的污泥處理工藝按照最終消納方式的不同,有三大類型:

（1）以土地利用為主要消納方式:污泥厭氧消化、污泥堆肥；

（2）以焚燒為主要消納方式:污泥干化焚燒；

（3）以填埋為主要消納方式:污泥深度脫水。

合肥市東方熱電污泥處置工程建于合肥市熱電集團(tuán)東方熱電廠內(nèi),采用“干化＋熱電廠焚燒”,即:利用熱電廠蒸汽對(duì)脫水污泥進(jìn)行干化,干化后的污泥運(yùn)至熱電廠,作為燃料與煤混燒后用于發(fā)電供熱。污泥干化產(chǎn)生的載氣經(jīng)冷凝后排入污水管道,最終進(jìn)入污水廠處理。不凝氣體送至電廠鍋爐焚燒處理。工程目標(biāo):干化后的污泥可運(yùn)至熱電廠與煤混燒,其中干化污泥含水率不超過40%。

污泥干化工藝流程見圖1。

圖1 污泥干化工藝流程圖

2 建筑特點(diǎn)及設(shè)計(jì)需求

項(xiàng)目在總圖設(shè)計(jì)上因地制宜,結(jié)合工藝流程設(shè)計(jì)完美流線。廠房平面符合污泥干化工藝流程,細(xì)致把握各個(gè)緊密聯(lián)系環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),做到實(shí)用又美觀。

2.1 大空間、大跨度的綜合性建筑

污泥處置工程主要分為污泥接收及供料及污泥干化兩大區(qū)域（見圖2）。根據(jù)區(qū)域功能的不同,采用不同的層高。

污泥接收及儲(chǔ)存間須滿足污泥車輛的卸料及污泥儲(chǔ)存要求,建筑體量為長(zhǎng)度24 m,跨度15 m,高度11.9 m,同時(shí)設(shè)有4.5 m深的污泥接收倉(cāng)。

圖2 污泥處置工程平面布置

污泥干化車間內(nèi)設(shè)污泥干化線的機(jī)位,根據(jù)設(shè)備布置及檢修的要求,車間設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度46 m,面寬35 m,高度15.9 m的大體量建筑。輔助設(shè)施包括配電間、控制室、現(xiàn)場(chǎng)辦公室等也相應(yīng)集中布置于干化車間的東側(cè),與干化車間形成有機(jī)整體。引風(fēng)機(jī)、冷凝、冷卻等干化運(yùn)行配套系統(tǒng)布置于干化車間的西南側(cè)。

大空間、大跨度的建筑給了建筑設(shè)計(jì)很大的設(shè)計(jì)空間:如利用建筑獨(dú)特的語(yǔ)言來(lái)釋義大空間與細(xì)部建筑相結(jié)合的美感；輕質(zhì)材料的廣泛利用又豐富了建筑語(yǔ)言,于是建筑設(shè)計(jì)有了更大的創(chuàng)作空間。

2.2 密閉需求

污泥在卸料、存儲(chǔ)及處理過程中會(huì)不可避免的散發(fā)出臭氣,因此對(duì)該類建筑的密閉性提出了較高要求,與抽風(fēng)除臭系統(tǒng)配合應(yīng)可達(dá)到室內(nèi)的微負(fù)壓狀態(tài)。

2.3 保溫需求

由于污泥溫度對(duì)污泥輸送過程沿程阻力的影響效應(yīng)明顯,升高溫度可提高污泥的流動(dòng)性,有利于減小沿程阻力,通過建筑保溫措施可避免冬天室內(nèi)溫度過低造成污泥輸送過程的能耗增加。

另外,本項(xiàng)目采用熱電廠蒸汽對(duì)污泥進(jìn)行干化,減少污泥的冬季降溫幅度能有效降低污泥干化的蒸汽耗量,同時(shí)冬季室內(nèi)環(huán)境溫度的提高也能減少蒸汽輸送過程的熱損失。

3 建筑設(shè)計(jì)方案

3.1 建筑造型設(shè)計(jì)

本工程建筑展現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)建筑簡(jiǎn)潔大氣的風(fēng)格,使建筑造型在廠區(qū)周邊其余建筑中脫穎而出。

在車間造型及立面設(shè)計(jì)上,我們不僅徹底了解了工藝方面對(duì)建筑要求（例如大空間、大跨度）,還努力使廠房不再是“廠房”（例如:加入了大面積的幕墻玻璃、鋼構(gòu)架屋面,特殊造型鋼平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)樓梯等這些常常用在民用建筑中的元素）通過這一系列的整合和相互磨合,最終成功設(shè)計(jì)了這樣一座現(xiàn)代化廠房。

污泥干化車間主入口營(yíng)造大氣的入口空間,挑高10 m的大屋檐,下方配以入口綠化,白色斜向裝飾拉桿界定了標(biāo)志性的半室外空間。廠區(qū)建筑外立面裝飾采用石飾效果材料、玻璃幕墻、鋁板屋檐,配以細(xì)部裝飾元素,塑造出呼應(yīng)時(shí)代特色的新工業(yè)建筑形象,見圖3。

圖3 廠區(qū)建筑效果圖

3.2 平面設(shè)計(jì)

于是蒲琳快速和自己的不悅不服不放心的情緒和解。這么多年，難道張盈盈不該有愛情？她喜歡就好。其實(shí)這點(diǎn)是張盈盈從小就想灌注到蒲琳腦子里的概念。只是蒲琳一直不得要領(lǐng)不會(huì)靈活運(yùn)用。

污泥干化車間在平面布置首先滿足干化機(jī)的布置需求,主車間長(zhǎng)度38 m,面寬27 m,高度15.9 m,見圖4～圖6。緊靠主車間布置兩層輔助用房,包括:變配電間、控制室、展示廳、辦公室、會(huì)議室、盥洗室等。主車間及輔助用房根據(jù)功能的不同,設(shè)置不同的建筑屋面高度。

圖4 污泥干化車間一層平面圖

圖5 污泥干化車間二層平面圖

圖6 污泥干化車間剖面圖

車間在平面設(shè)計(jì)上充分考慮了“以人為本”的設(shè)計(jì)理念,結(jié)合二層管理區(qū)設(shè)置全封閉的參觀巡檢走廊,充分考慮生產(chǎn)管理的便捷性和人性化。人員可由主入口空間的室外大樓梯直達(dá)二層平臺(tái),進(jìn)入展廳和走廊,俯瞰污泥干化車間的情況。全封閉式走廊設(shè)計(jì)在提供參觀、巡檢便利的同時(shí),提高了生產(chǎn)作業(yè)的安全性,也能避免污泥處理過程所散發(fā)的臭氣對(duì)辦公區(qū)域的影響。

污泥接收及儲(chǔ)存間滿足污泥車卸料作業(yè)及污泥儲(chǔ)存料倉(cāng)布置需求,長(zhǎng)度24 m,跨度15 m,高度11.9 m,見圖7、圖8。

圖7 污泥接收及儲(chǔ)存間平面圖

圖8 污泥接收及儲(chǔ)存間剖面圖

3.3 環(huán)保設(shè)計(jì)

針對(duì)污泥干化車間的密閉性要求,采取了下列措施:

（1）主車間門窗采用斷熱型材鋁合金窗,中空玻璃,且大部分均設(shè)計(jì)為不可開啟窗,在滿足采光需求的同時(shí)減少內(nèi)部臭氣外溢的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）在滿足消防疏散及檢修要求的前提下,減少門的開啟數(shù)量。主車間與二層管理用房之間設(shè)置密閉的玻璃隔斷,避免管理區(qū)與生產(chǎn)區(qū)空氣的連通。

同時(shí)本工程在工業(yè)廠房中采用了一定的節(jié)能措施:

（1）車間屋面材料為鋼板夾芯板（達(dá)到B1級(jí)防火）,自帶保溫層。

（2）混凝土平屋面設(shè)置保溫層以滿足屋面的傳熱系數(shù)要求。

（3）墻體采用蒸壓加氣混凝土砌塊墻。（滿足自保溫設(shè)計(jì)）

（4）鋁合金窗選用斷熱鋁型材,中空玻璃。

（5）透明外門的型材和玻璃要求與外墻相同。

我國(guó)一直以來(lái)都倡導(dǎo)建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì),而且各個(gè)行業(yè)都在積極地配合國(guó)家的號(hào)召,特別是建筑領(lǐng)域有著極大地節(jié)能空間,所以在進(jìn)行工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)之時(shí)要融入節(jié)約能源資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的原則和理念。本項(xiàng)目在大空間、大跨度的工業(yè)建筑中,采取了一些不同于常規(guī)工業(yè)廠房環(huán)保與節(jié)能措施,使工業(yè)建筑與生產(chǎn)工藝的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)有機(jī)融合。

3.5 環(huán)境綠化設(shè)計(jì)

廠區(qū)作為一項(xiàng)環(huán)境工程,有必要在自身的環(huán)境建設(shè)上有所創(chuàng)新,創(chuàng)造一種充滿未來(lái)主義浪漫色彩的“生態(tài)工藝”景觀,一方面與處理工藝及其設(shè)施緊密結(jié)合,同時(shí)要與城市的總體風(fēng)貌相協(xié)調(diào),體現(xiàn)高效、現(xiàn)代、生態(tài)之概念。景觀著重在“節(jié)點(diǎn)、路徑、地標(biāo)、邊界”等要素上處理,達(dá)到以少勝多,以點(diǎn)帶面,景又生情的效果,并為各功能區(qū)設(shè)置綠化隔離帶,其間點(diǎn)綴一些必要的藝術(shù)小品與休閑設(shè)施,創(chuàng)造清潔、衛(wèi)生、美觀的廠區(qū)環(huán)境。

污泥處理工程內(nèi)的建（構(gòu)）筑物四周、道路兩側(cè)及空余地塊見縫插針布置綠化。草坪、花壇、灌木和喬木等植物有機(jī)組合,交相輝映,強(qiáng)調(diào)立體綠化的空間效果。優(yōu)美的工作環(huán)境使職工保持愉悅的心情投入工作,也讓行人透過鏤空圍墻獲得美感。整個(gè)廠區(qū)擬充分結(jié)合自然環(huán)境條件,建筑單體和群體,致力于和自然環(huán)境建立互相依存和互補(bǔ)的關(guān)系,強(qiáng)調(diào)豐富的空間效果,力求創(chuàng)造親切、新穎、優(yōu)美的現(xiàn)代化廠區(qū)的形象。

廠區(qū)綠化采用多層屏蔽式景觀樹,以常綠喬木、灌木為主,輔以花卉,起到隔離灰塵、降低噪音、減少異味及美化環(huán)境的作用。

可供選擇的喬木有:美人松、樟樹、松柏、雪松等；可供選擇的灌木有:小葉丁香、小葉湞、珍珠銹成菊；可供選擇的花卉有:粉團(tuán)薔薇、玫瑰、迎春、紅瑞木、珍珠梅、牡丹等；并大面積的種植常綠草、絲蘭。

4 結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)廠房建筑的設(shè)計(jì)中,建筑師要充分理解生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),結(jié)合場(chǎng)地、他人的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù),合理選擇建筑方案。同時(shí)重視發(fā)揮地區(qū)性的文化特點(diǎn),在滿足生產(chǎn)工藝流程要求的基礎(chǔ)上,將工業(yè)建筑的特點(diǎn)、功能與地域、文化相結(jié)合,充分發(fā)掘并塑造獨(dú)特的建筑形象,豐富企業(yè)文化的內(nèi)涵。現(xiàn)代化的工業(yè)廠房設(shè)計(jì),要脫離傳統(tǒng)的呆板、死氣沉沉的鋼筋、水泥、混凝土建筑方盒子的簡(jiǎn)單拼湊、搭建。在滿足生產(chǎn)活動(dòng)的同時(shí),也要滿足人們?cè)絹?lái)越高的精神需求,將現(xiàn)代化建筑的藝術(shù)語(yǔ)言與先進(jìn)性工藝的科技品味融為一體。

TU992.03

B

1009-7716（2017）07-0099-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.029

2017-04-18

包凌燕（1980-）,女,上海人,工程師,從事建筑設(shè)計(jì)工作。