生活垃圾焚燒發電廠建筑設計實例與探討
——以鄭州市南部生活垃圾焚燒發電項目為例

張嘉恒

中國城市建設研究院有限公司 北京 100032

一、工程概況

本項目廠區用地總面積為 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，項目垃圾處理建設規模為2000 噸/日，配置安裝 3臺750 噸/日機械爐排爐型焚燒線，2臺抽凝式汽輪機和2臺30MW發電機組。生活垃圾焚燒發電廠為綠色環保產業，結合先進的工藝生產技術和獨樹一幟的建筑外觀，垃圾焚燒項目成為綠色低碳環保新型產業的工業建筑代表，得到社會廣泛的認可和蓬勃的發展。

二、生活垃圾焚燒發電廠的總圖布局解析

本項目按照生產功能將廠區主要分為三部分功能，分別為主要生產區、輔助生產區和辦公生活區。主要生產區為綜合主廠房，是焚燒發電廠的核心工藝設施和建筑物，布置在廠區中央部分。根據工藝流程要求，綜合主廠房主體生產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、汽機間、升壓站等組成。

輔助生產區圍繞主廠房主要集中在廠區西側和南側，西側主要為生產消防水池、綜合水泵房等，南側主要布置有滲瀝液處理站、油罐區、初期雨水池等。

辦公生活區設綜合樓及宿舍樓，位于場地的東北側，景觀區位于東側廠區正門出入口部分。

總平面每一區塊的布置都要求做到既滿足工藝生產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效率，符合現代化工廠的建設標準。

三、生活垃圾焚燒發電廠建筑設計解析

（一）生活垃圾焚燒發電廠的平面布局設計

垃圾焚燒發電廠的平面布局設計是按工藝生產流程為基礎進行平面布局，以接收垃圾的卸料大廳為起始點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、汽機間、升壓站作為輔助生產的空間布置在相對獨立的附屋區域。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保項目，夾在附屋與主生產車間之間往往設置有參觀通道，可全面參觀了解整個工藝生產流程線，對整個工藝生產線起到最直觀的視覺感覺。

（二）生活垃圾焚燒發電廠的外觀造型設計

由于建筑整體為綠色環保定位，此類建筑形象區別于傳統的工業建筑形象，在設計中趨于“去工業化”的設計風格普遍被業內及社會廣泛推崇。

本項目位于鄭州市郊，地處黃河之濱，故以黃河文化為設計的出發點，設計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，展現出黃河之水蜿蜒流淌的動勢，將靜態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為主，將歷史層層沉淀之感表現于建筑之上，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保理念。

在建筑外觀設計中充分考慮地理位置，城市文化，自然環境，去工業化、自身功能等因素，對生活垃圾發電廠在設計中各個方面全面考慮構思，打造現代化的新型環保工廠。

（三）生活垃圾焚燒發電廠的密封性設計

生活垃圾焚燒發電廠的密封設計，由于在生活垃圾的運輸收料過程中不可避免的對建筑在臭氣控制上會產生一定的影響，其中最主要的區域為垃圾儲存間。

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行有效控制是焚燒發電廠設計的關鍵因素。在實際設計的過程中，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晶的密實混凝土中的孔隙率，對臭氣形成有效的隔絕作用。建筑屋面為鋼網架結構，垃圾儲坑間與相鄰功能空間的氣密性重點是保證鋼網架結構的密封，本設計的鋼網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保護層，面板的雙重防護對臭氣形成隔離，有效降低臭氣從縫隙中外溢的機率。垃圾倉的內部設有抽氣管道，24小時均保持負壓狀態，對臭氣外溢形成了有效的控制作用。

（四）生活垃圾焚燒發電廠的通風和采光設計

主廠房的通風設計主要有三個重點區域：一是垃圾卸料大廳和垃圾池的負壓設計，在建筑設計中此相關區域主要通過鋼結構屋頂密封構造和設置固定采光窗，通過機械送排風來滿足要求；二是汽機間的通風散熱設計，此區域根據換熱次數要求計算確定底部進風開窗面積和屋頂氣樓通風面積達到通風要求；三是鍋爐和煙氣區域的通風散熱設計，由于此區域占地面積大，建筑高度高，故此區域除根據換熱次數要求計算確定底部進風開窗面積和屋頂氣樓通風面積外，還將增加一定數量強排風來滿足通風需要。

主廠房的采光的設計根據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、煙氣凈化間共同點是空間面積大，空間高度高，對生產設備操作精度要求低全程幾乎無人值守，故在建筑屋面設置有連續采光帶，以天窗的自然采光方式配合側墻面的自然光源補充即可滿足生產要求。垃圾儲存間相對特殊，由于處在密閉的空間內，屋面上方只能設有固定式采光帶，自然光源的面積較小，照度滿足不了生產的需要，在采光中往往需要補充人工照明的方式，以滿足生產運行的需求。

（五）生活垃圾焚燒發電廠的防滲防腐設計

在進行生活垃圾處理的過程中，由于生活垃圾的成分復雜，很多濕垃圾在儲存過程中產生具有腐蝕性質的液體，如果滲透在土壤里將造成嚴重土壤的污染破壞，所以在設計中對防腐防滲環節也成為重點考慮部位。首先在設計中垃圾儲存間定義為一級防水等級，在儲坑外側完全包覆防水卷材以防地下水由外向建筑內部滲透。建筑內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，防止生活垃圾產生的有害介質腐蝕混凝土池體，同時疏導有害液體，當有害液體到達一定體積后溢流至滲瀝液溝道間，然后進入滲瀝液污水處理系統凈化后循環利用。建筑的防腐措施在保障生產中同樣發揮了重要的保護作用。

結束語

綜上所述，生活垃圾焚燒發電廠在建筑設計上應始終貫徹環保理念，針對建筑有工藝復雜、跨度大、空間高的特點，如果專業設計人員能夠有效地結合專業知識進行設計，就能夠將建筑設計在生活垃圾焚燒發電廠的項目發揮最大的能效，讓生活垃圾焚燒發電廠成為保護人類生活環境和解決社會民生的精品工程，對社會的環保意識起到了重要的示范意義。